Cette étude permet une approche de la gestion et de la protection du milieu marin de la mer d'Iroise à partir des connaissances biologiques et écologiques acquises pour l'ensemble de la zone. Ce travail s'insère dans les préoccupations nationales et internationales de conservation de la biodiversité par l'acquisition et la synthèse de connaissances scientifiques et leur restitution aux autres acteurs de la conservation. La richesse biologique de cette région marine est attestée par la présence d'espèces-phares mais le milieu benthique restait largement méconnu. Cette étude apporte des données qui complètent les connaissances sur la sédimentologie des fonds de l'Iroise et permettent d'en préciser la couverture sédimentaire et la variabilité spatiale et saisonnière. Une large gamme de types sédimentaires est représentée, avec une importance originale pour les cailloutis et les graviers et l'organisation des sédiments en couches superposées, induisant une complexité d'habitats ; de plus, la variabilité spatiale masque la variabilité saisonnière. L'étude de la faune benthique des fonds meubles permet de définir les habitats et les communautés du milieu marin de l'Iroise, avec six grandes unités de peuplement comportant chacune plusieurs faciès, dont certains à grande valeur écologique et patrimoniale. L'importance de la zone frontale du large et son influence sur les communautés benthiques sont mises en évidence. Une analyse de l'utilisation de l'espace et des ressources en mer d'Iroise est proposée, ainsi qu'un bilan concernant la biodiversité et l'état actuel des réflexions internationales sur les aires marines protégées. La synthèse finale dégage les enjeux des habitats et des peuplements de l'Iroise puis les pressions anthropiques potentielles à court et moyen termes. Les priorités et les solutions pour la conservation de ce milieu marin sont discutées et un plan de zonage multi-usages est proposé dans le cadre du futur Parc National Marin de la mer d'Iroise.

La Manche orientale représente une zone économique importante qui supporte diverses activités anthropiques comme le tourisme, le transport maritime et l'exploitation de ressources vivantes ou minérales. De plus, cette région possède un riche patrimoine biologique illustré par sa grande diversité d'habitats. Les Aires Marines Protégées (AMP) sont souvent évoquées comme un instrument de gestion permettant d'aménager l'exploitation durable de ces ressources marines, dans le cadre d'une gestion écosystémique intégrée et responsable. Si les Etats ont pour obligation de créer des réseaux d'AMPs dans leurs eaux nationales, chacune d'elles est souvent localisée au cas par cas. Afin de coordonner la mise en place des différents réseaux d'AMPs, une démarche de planification spatiale systématique de la conservation est de plus en plus encouragée. Cette démarche a pour but de proposer un réseau d'AMP qui soit cohérent, même dans un contexte transfrontalier, comme c'est le cas en Manche orientale. Les travaux de recherche menés lors de cette thèse apportent ainsi une contribution scientifique à la mise en cohérence de l'aménagement des activités anthropiques avec les objectifs de conservation de l'écosystème marin de Manche orientale. Dans le cadre d'une approche de conservation intégrée, toute la biodiversité de la Manche orientale doit être représentée. Pour cela, en complément des typologies benthiques existantes dans la zone, une typologie des masses d'eau a été proposée et validée avec différents jeux de données d'espèces pélagiques. Marxan et Zonation, deux logiciels largement répandus en planification de la conservation ont été comparés dans le processus de conception du réseau d'AMP en Manche orientale. La conclusion a été que Marxan serait le logiciel utilisé pour la suite des analyses. En effet, ce logiciel est conçu pour atteindre clairement les cibles de conservation, ce qui facilite l'interprétation des résultats.Puis une étape essentielle de planification de la conservation a été réalisée à travers une analyse des lacunes (gap analysis) à l'échelle de la Manche orientale. Elle a permis de montrer que le réseau d'AMP existant atteint les cibles de conservation calculées dans cette thèse et qu'il couvre 33% de la Manche orientale. Il faut toutefois noter que l'étude des possibles lacunes au niveau de la gestion des AMPs n'a pu être réalisée de façon approfondie car la majorité de ces AMPS ne possèdent pas encore de plan de gestion défini.Finalement, l'influence de l'intégration des activités humaines dans le processus de conception du réseau d'AMP a été explorée grâce à l'utilisation de données d'effort de pêche et de données de débarquements. De plus, d'autres informations sur le trafic maritime, les extractions de granulats marins et les potentielles zones d'éoliennes en mer ont été ajoutées pour prendre en compte la totalité des usages et réglementation qui génèrent des contraintes spatiales en Manche orientale.

Les Aires Marines Protégées (AMPs) sont reconnues comme des outils efficaces de conservation et de gestion des ressources. L'efficacité des AMPs, définie comme le degré d'accomplissement de leurs objectifs, est très variable. Certaines caractéristiques des AMPs (âge) expliquent une partie de cette variabilité, mais une autre partie reste encore inexpliquée. En appliquant la Science de l’Organisation (OS, discipline qui étudie l’organisation) aux AMPs, d'autres facteurs qui affectent l'efficacité de la gestion pourraient être détectés. Les objectifs de ce manuscrit sont : 1) évaluer l'efficacité des AMPs méditerranéennes, 2) explorer l'application des OS aux AMPs, 3) utiliser la OS pour l'évaluation des caractéristiques de l'organisation des AMPs, la performance (qui est le niveau d'effort exercé pour atteindre les objectifs) et l'efficacité. Les données écologiques et organisationnelles des AMPs méditerranéennes ont été collectées dans la littérature scientifique et grise, et par des questionnaires. Les résultats montrent que les AMPs méditerranéennes sont efficaces, malgré que la variabilité de nos résultats n’ait été que partiellement expliquée. Notre approche utilisant la OS pour les AMPs n’a pas été appliquée auparavant. Notre tentative d'incorporer la OS dans le contexte des AMPs est ainsi originale. Les résultats montrent une hétérogénéité organisationnelle des AMPs méditerranéennes. Dans les AMPs étudiées, la performance était faible, avec des relations entre des variables organisationnelles et l'efficacité des AMPs. Cette recherche constitue une avancée pour améliorer l'efficacité des AMPs, qui aura de multiples répercussions écologiques, sociales et politiques. / Marine Protected Areas (MPAs) are recognized as tools for conservation and resource management purposes. MPA management effectiveness, i.e. the degree of achievement of MPA goals, is highly variable. Some MPA features (e.g. age) partially explain such variability, but part of it still remains unexplained. Other factors affecting MPA management effectiveness could be detected by applying the Organization Science (OS, discipline that studies the organizations) to MPAs. The objectives of this manuscript are to 1) assess the management effectiveness of Mediterranean MPAs, 2) explore the application of OS in MPA context, 3) use the OS framework for the assessment of MPA organizational features, management performance (i.e. the level of effort exerted to achieve MPA goals) and effectiveness. Ecological and organizational data on Mediterranean MPAs were collected through questionnaires, and from peer-reviewed and grey literature. Results show that Mediterranean MPAs are effective, but the overall variability of our outcomes was only partially explained. No previous studies applied the OS framework to MPAs. Our attempt to incorporate the OS framework in the MPA context is, therefore, novel. Results show a significant heterogeneity of Mediterranean MPAs from an organizational point of view. The studied MPAs displayed a generally low management performance, with relationships between some organizational variables and the MPA management effectiveness. The present research is an important step forward to improve MPA management effectiveness, which has multiple ecological, social and political implications.

Les aires marines protégées (AMPs), soulèvent un intérêt croissant pour leur capacité à améliorer la conservation des ressources marines et, potentiellement, les captures des pêcheries au travers de l'export de poissons et de larves vers les zones pêchées. Des lacunes importantes subsistent dans nos connaissances des impacts du mouvement des poissons sur le fonctionnement des AMPs, et sur la manière dont les AMPs protégeant les populations de poissons modérément à fortement mobiles pourraient être efficaces sans être extrêmement larges. Différents modèles sont utilisés ici afin de combler ces lacunes de connaissances. Tout d'abord, un modèle conceptuel a été développé afin d'explorer les impacts du mouvement des poissons sur l'efficacité des AMPs comparativement à ceux de la dispersion larvaire. Les résultats de ce modèle démontrent que le mouvement des poissons a un impact négatif plus fort sur la persistance d'une population dans les réseaux d'AMPs que la dispersion larvaire. La redistribution de l'effort de pêche anciennement dans les AMPs et la concentration des pêcheurs en bordure d'AMPs réduisent de façon significative la persistance et les captures des populations se dispersant dans le stade adulte, tandis qu'elles n'ont qu'un effet marginal pour les populations se dispersant dans le stade larvaire. Deux modèles appliqués ont été ensuite développés afin d'examiner les impacts des AMPs protégeant des fractions spécifiques de populations migratrices. Un modèle spatialement explicite a été utilisé afin d'étudier les effets des AMPs pour deux populations de merlus sud africaines effectuant des migrations ontogéniques. Les résultats de ce modèle montrent que les AMPs ciblant les juvéniles entraînent une augmentation considérable de la biomasse féconde. Cette augmentation de biomasse conduit à une amélioration des captures de certaines, mais pas de toutes les flottes de pêche. Un modèle par recrue est utilisé afin d'évaluer les effets des AMPs pour les populations récifales effectuant des migrations pour former des agrégations de ponte transitoires. L'application de ce modèle à deux populations de poissons des Seychelles révèle que les AMPs protégeant les agrégations de ponte augmentent le potentiel reproductif des poissons en général, mais pas les captures par recrue. / Marine protected areas (MPAs) are increasingly considered for their ability to improve species conservation and, potentially, fisheries yields via the export of fish and larvae to fished areas. Critical knowledge gaps remain on the impacts of fish movement for MPA functioning and on how MPAs protecting moderately to highly mobile populations may be effective without being extremely large. Here, different models are used to address these knowledge gaps. First, a conceptual model was developed to explore the impacts of fish movement versus larval dispersal on MPA effectiveness. Results demonstrate that fish movement has a stronger negative impact on population persistence in MPA networks than larval dispersal. Redistribution of the fishing effort formerly in MPAs and concentration of fishers on MPA borders dramatically reduce persistence and yields for mobile populations, while they marginally change results for populations with dispersing larvae. Two applied models examining the effects of MPAs targeting specific fractions of migratory populations were then developed. A spatially-explicit model was used to study the effects of MPAs on two South African hake populations undergoing ontogenetic migrations. Results show that MPAs targeting juveniles considerably increase hake spawning biomass. This increase in biomass improves the yields of some, but not all fishing fleets. A per-recruit model was used to assess MPA effects for reef populations migrating to form transient spawning aggregations. Applying the model to two populations from Seychelles, MPAs protecting spawning aggregations are found to improve fish reproductive potential in general, but not yield-per-recruit.

Les espèces démersales représentent 50% des captures des pêcheries françaises du golfe du Lion, dont la plupart sont pleinement exploitées, voir surexploitées depuis plusieurs décennies. Cette thèse évalue la pertinence d'aires marines protégées (AMPs) comme outil de gestion et de conservation de ces populations. Jusqu'à présent de telles zones ont été uniquement mises en place le long des côtes pour protéger des espèces très peu mobiles. Le problème est plus complexe pour les espèces vivant en haute mer car leur habitat est plus large et plus diffus. Pour ce faire, la distribution spatiale de 12 espèces démersales exploitées clés ont été étudiées de 1994 à 2010, à l'aide d'observations scientifiques et d'outils statistiques ad hoc. Une approche géostatistique a permis de détecter des structures d'auto-corrélation spatiale pour l'ensemble des espèces, et de produire des cartes de distributions annuelles de chaque espèce. Ces distributions sont apparues très stables sur les dix-sept années, mis à part un phénomène d'expansion/ rétraction avec le niveau d'abondance totale sur la région. Par ailleurs une approche par modèle linéaire généralisé a révélé des associations importantes de ces espèces à un habitat stable dans le temps. Ces résultats sont en accord avec la théorie du bassin de MacCall selon laquelle l'association d'une espèce à un habitat est densité-dépendant, et l'augmentation de la densité d'individus dans une zone serait à l'origine de la colonisation d'habitats sub-optimaux. Protéger l'habitat optimal d'une espèce permettrait alors de constituer un habitat «source», si la zone est judicieusement choisie ; en effet le report de l'effort de pêche à l'extérieur de l'AMP peut au contraire rendre cette mesure inefficace voir délétère. Par ailleurs les populations adultes occupaient généralement des zones plus concentrées et incluses dans l'aire de répartition des juvéniles. Ces zones communes d'habitats essentiels (reproduction et nourriceries) peuvent être potentiellement intéressantes à protéger dans un cadre monospécifique. L'hétérogénéité observée des répartitions d'une espèce à l'autre implique l'instauration de zones très clairsemées, et rend la gestion difficile dans une cadre pluri-spécifique. Une zone de taille raisonnable a tout de même été identifiée, représentant 20% de la population de chaque espèce et représentative de la diversité des habitats de cette région. / Demersal species represent 50% of French fisheries catches in theGulf of Lions, most of which are fully exploited, or overfished for decades. This thesis evaluates the relevance of marine protected areas (MPAs) as a tool for conservation and management of these populations. So far these areas have been implemented only along the coast to protect the very few mobile species. The problem is more complex for deep sea species because their habitat is broader and more diffuse. To do this, the spatial distribution of 12 key demersal species exploited were studied from 1994 to 2010, with scientific observations and ad hoc statistical tools. A geostatistical approach allowed to detect spatial autocorrelation structures for all species, and produce maps of annual distributions of each species. These distributions appeared very stable over 17 years, apart from a phenomenon of expansion/ contraction with the level of total abundance in the region. In addition, a generalized linear model approach revealed significant associations of these species to a temporally stable habitat. These results are consistent with MacCall basin theory, according which habitat suitability is a density-dependent thus the increase of individuals in an area make them colonize sub-optimal habitats. An optimal habitat under protection could thus be "source" habitat, if the area is carefully chosen. Indeed reporting the fishing effort outside the MPA can instead make this measure ineffective or deleterious. The adult population were generally in more concentrated areas and included in the spatial range of juveniles. These common areas of essential habitat (breeding and nursery) may be potentially interesting to protect a single species . However, the heterogeneity of distributions of a species to another involves the introduction of very sparse areas, making the management difficult. However an area of ​​reasonable size has been identified, covering 20% ​​of the population of each species and representative of the diversity of bottom habitats in the region.

Malgré leur rôle fonctionnel au sein des écosystèmes coralliens, les populations de bénitiers (Tridacninae) sont en déclin à travers le monde en raison de leur surexploitation. En Nouvelle-Calédonie, 1 à 9 tonnes sont prélevées par an. Dans ce contexte, cette thèse a pour principaux objectifs de fournir des indications quant aux connectivités démographiques et évolutives des populations de deux espèces de bénitiers en Nouvelle-Calédonie, Tridacna maxima et Hippopus hippopus afin d'estimer les échelles spatiales de dispersion larvaire, comprendre leur dynamique et proposer des mesures de conservation adaptées. La connectivité des populations a été estimée via l'analyse de marqueurs génétiques microsatellites spécifiquement développés pour ces deux espèces. L'échantillonnage a permis l'identification de deux nouvelles espèces en Nouvelle-Calédonie. A l'échelle d'un récif et de quelques kilomètres, les tests de parenté montrent des taux d'auto-recrutement variables, jusqu'à 8% pour T. maxima dans le lagon sud-ouest et 29% pour H. hippopus dans le lagon nord-est. Les échelles spatiales de dispersion larvaire varient selon les espèces, jusqu'à au moins 35km pour H. hippopus. A l'échelle du territoire, les populations de bénitiers sont peu structurées, indiquant une connectivité évolutive certaine. Néanmoins, des différences significatives ont été observées entre la Grande Terre et Chesterfield, les Iles Loyautés et les atolls d'Entrecasteaux pour H. hippopus et entre la côte ouest et les Îles Loyautés pour T. maxima. Ces résultats fournissent d'importants éléments de réponse relatifs aux échelles spatiales de dispersion des bénitiers en Nouvelle-Calédonie. / Despite their functional role in coral reef ecosystems, giant clams (Tridacninae) are in decline worldwide due to their overexploitation. In New Caledonia, 1 to 9 tons are harvested per year. In this context, the main objectives of this thesis are to provide information about the demographic and evolutionary population’s connectivity for two species of giant clams in New Caledonia, Tridacna maxima and Hippopus hippopus, in order to estimate the spatial scales of larval dispersal, understand their population dynamics and propose appropriate conservation measures. The connectivity of populations was estimated by analyzing microsatellite genetic markers specifically developed for these two species. Sampling allowed the identification of two new species in New Caledonia. At reef scale and up to a few kilometers, parentage analysis showed that giant clam populations have varying self-recruitment rates, up to 8% for T. maxima in southwest lagoon and 29% for H. hippopus in northeastern lagoon. The spatial scales of larval dispersal varied for the two species, up to at least 35km for H. hippopus. At the scale of the territory, giant clam populations showed a weak genetic structure, highlighting evolutionary connectivity among sampled sites. However, significant differences were observed between the Mainland and Chesterfield, Loyalty Islands and Entrecasteaux for H. hippopus and between the west coast and the Loyalty Islands for T. maxima. These results provide important answers related to the spatial scales of larval dispersal in giant clams in New Caledonia.

La Manche orientale représente une zone économique importante qui supporte diverses activités anthropiques comme le tourisme, le transport maritime et l’exploitation de ressources vivantes ou minérales. De plus, cette région possède un riche patrimoine biologique illustré par sa grande diversité d’habitats. Les Aires Marines Protégées (AMP) sont souvent évoquées comme un instrument de gestion permettant d’aménager l’exploitation durable de ces ressources marines, dans le cadre d’une gestion écosystémique intégrée et responsable. Si les Etats ont pour obligation de créer des réseaux d’AMPs dans leurs eaux nationales, chacune d’elles est souvent localisée au cas par cas. Afin de coordonner la mise en place des différents réseaux d’AMPs, une démarche de planification spatiale systématique de la conservation est de plus en plus encouragée. Cette démarche a pour but de proposer un réseau d’AMP qui soit cohérent, même dans un contexte transfrontalier, comme c’est le cas en Manche orientale. Les travaux de recherche menés lors de cette thèse apportent ainsi une contribution scientifique à la mise en cohérence de l’aménagement des activités anthropiques avec les objectifs de conservation de l’écosystème marin de Manche orientale. Dans le cadre d’une approche de conservation intégrée, toute la biodiversité de la Manche orientale doit être représentée. Pour cela, en complément des typologies benthiques existantes dans la zone, une typologie des masses d’eau a été proposée et validée avec différents jeux de données d’espèces pélagiques. Marxan et Zonation, deux logiciels largement répandus en planification de la conservation ont été comparés dans le processus de conception du réseau d’AMP en Manche orientale. La conclusion a été que Marxan serait le logiciel utilisé pour la suite des analyses. En effet, ce logiciel est conçu pour atteindre clairement les cibles de conservation, ce qui facilite l’interprétation des résultats.Puis une étape essentielle de planification de la conservation a été réalisée à travers une analyse des lacunes (gap analysis) à l’échelle de la Manche orientale. Elle a permis de montrer que le réseau d’AMP existant atteint les cibles de conservation calculées dans cette thèse et qu’il couvre 33% de la Manche orientale. Il faut toutefois noter que l’étude des possibles lacunes au niveau de la gestion des AMPs n’a pu être réalisée de façon approfondie car la majorité de ces AMPS ne possèdent pas encore de plan de gestion défini.Finalement, l’influence de l’intégration des activités humaines dans le processus de conception du réseau d’AMP a été explorée grâce à l’utilisation de données d’effort de pêche et de données de débarquements. De plus, d’autres informations sur le trafic maritime, les extractions de granulats marins et les potentielles zones d’éoliennes en mer ont été ajoutées pour prendre en compte la totalité des usages et réglementation qui génèrent des contraintes spatiales en Manche orientale. / The eastern English Channel is a significant economic area that supports a number of human-based activities, such as tourism and recreational activities, international ports and shipping, and the extraction of both living and mineral resources. In addition, the region supports a number of important marine biological features and large habitat diversity. Marine Protected Areas (MPAs) are increasingly used as a management tool to foster a sustainable exploitation of marine resources in an ecosystem based management framework. All European countries have a legal obligation to develop MPA networks in their national waters. However, there has to date been only limited attempts to coordinate the design and positioning of such networks at an international level and the use of a systematic conservation planning approach is now recommended. This process aims to propose a coherent MPA network, even in a trans-boundary context as in the eastern English Channel (EEC). The studies conducted in this thesis contribute to the scientific knowledge needed to support both anthropogenic activities and conservation objectives in the eastern English Channel.The representation of the whole biodiversity of the eastern English Channel is important in a context of an integrated conservation approach. With this objective, to complete the existing benthic typologies, a pelagic typology was produced and validated with various pelagic species distribution data to ensure that the total biodiversity of the eastern English Channel would be considered.Marxan and Zonation, two widely used conservation planning software packages that provide decision support for the design of reserve systems were compared in the MPA network design process in the EEC. It was found that Marxan was most suitable for subsequent analyses in this thesis because it found reasonably efficient and clear solutions to the problem of selecting a system of spatially cohesive sites that met a suite of biodiversity targets, and the results were easily interpretable.Then, as it is an essential step in a conservation planning approach, a gap analysis was realized at the scale of the EEC. The currently proposed network met conservation targets proposed in this thesis and was found to cover 33% of the EEC. However, a correct assessment of management gaps was not possible as a major part of these MPA do not have management rules yet.Finally, the influence of the human activity data on the MPA design process was studied using landings and fishing effort data. Other information on maritime traffic, aggregate extraction or offshore windmills zones, and on-going MPA projects were also added to consider the whole set of uses and regulations that generate spatial constraints in the eastern English Channel.

L'exploitation des ressources énergétiques et minérales terrestres rencontre des limites face à l'augmentation rapide de la population mondiale. Ce n'est qu'après la seconde guerre mondiale que les États ont compris qu'ils devaient maîtriser l'océan pour pouvoir en extraire ses ressources. 1982 marque l'adoption de la Convention des Nations-Unies sur le droit de la mer. L'espace maritime fut alors découpé en zones, sur lesquelles les États côtiers avaient le plus souvent des droits. Ce découpage permettait une meilleure exploitation des ressources maritimes. Ainsi, en mer territoriale, les États pouvaient mettre en place des systèmes de production d'électricité à partir de sources renouvelables. Plus loin, dans la zone économique exclusive, les États peuvent autoriser l'exploration et l'exploitation des hydrocarbures. Enfin, sur le plateau continental, l'évolution de la technologie nous permettra bientôt d'aller exploiter les ressources minérales marines. La question centrale qui se pose est de savoir s'il est possible d'exploiter ces ressources de façon durable sans détruire l'environnement marin. La protection de l'environnement ne peut exister sans un droit fort et appliqué. Il doit constituer un rempart contre les agissements d'entreprises ou d’États peu soucieux de l'impact à long terme de leurs actions. L'Océan, immense, aux fonds invisibles et mystérieux, est vulnérable. Sa protection ne pourra avoir lieu que lorsque le grand public, les États et les entreprises, auront compris son importance pour la survie de l'Humanité. C'est le devoir des hommes et des femmes de droit de rendre cette protection effective. / The exploitation of terrestrial energy and mineral resources is limited by the rapid increase of the world's population. It was only after the Second World War that States realised that they had to control the ocean in order to extract its resources. 1982 marks the adoption of the United Nations Convention on the Law of the Sea. The maritime are: was then divided into zones, over which coastal States most often had rights. This division allowed for a better exploitation of maritime resources. In the territorial sea, for example, States could set up electricity production systems from renewable sources. Further, in the exclusive economic zone, States could allow the exploration and exploitation of hydrocarbons. Finally, on the continental shelf, the evolution of technology will soon allow us to exploit marine mineral resources. The central question is whether it is possible to exploit these resources in a sustainable way without destroying the marine environment. The protection of the environment cannot exist without a strong and applied legislation. It must be a bulwark against the actions of companies or States that have little regard for the long-term impact of their actions. The ocean, immense, with invisible and mysterious bottoms, is vulnerable. Its protection can only take place when the general public, States and companies understand its importance for the survival of Humanity. It is the duty of the men and women of law to render this protection effective.

Une perte des forêts marines de grandes algues brunes a été observée dans les récentes décennies, causant un changement des écosystèmes et une réduction de la biodiversité. Dans le cadre du projet MMMPA, ce travail de thèse vise à répondre à certaines importantes questions liées à la conservation et à la restauration des forêts d'algues, au rôle des Aires Marines Protégées (AMPs) et les poissons herbivores. Les résultats des expériences sur le terrain ont montré que les poissons herbivores indigènes, probablement Salpa Sarpa (saupes), peuvent être les herbivores les plus efficace des ceintures intertidales de Cystoseira. En effet, les saupes affectent fortement la croissance, la biomasse et la reproduction des forêts naturelles et limitent le succès de la restauration sur des substrats artificiels. Le rôle des poissons herbivores a probablement été négligé dans la régulation des communautés macroalgales Méditerranéennes. Une revue de la littérature existante a montré une amélioration de l'intérêt scientifique (articles publiés) sur les espèces formant les forêts marines, au cours des dernières décennies. Cependant, la plupart de la recherche scientifique n’est pas en relation avec les AMPs, probablement parce que les forêts marines ne sont pas toujours considérées pendant la création des AMPs et dans les plans de gestion. Les études sur les forêts marines étant concentrée dans les pays développés, elles ne sont pas réparties de manière homogène dans le monde. / Loss of marine forests of large brown seaweeds has been observed in recent decades, causing a reduction of ecosystem biodiversity. In the framework of the MMMPA project, this PhD aimed to address some important topics related to the conservation and restoration of algal forests, the role of Marine Protected Areas (MPAs) and fish herbivory. Different approaches were used: macroalgae surveys, literature reviews, manipulative experiments, tank-based experiments and GIS habitat mapping. Results from field experiments showed that native herbivorous fish, likely Sarpa salpa (salemas), can be the most effective herbivore of intertidal Cystoseira belts both on natural and artificial substrates. Indeed, salemas strongly affected the growth, biomass and reproductive output of natural forests and limited restoration success on artificial substrates. Likely, the role of the herbivorous fish in structuring macroalgal communities has been overlooked in the Mediterranean Sea so far. A review of the existing literature showed that knowledge on marine forests forming species has improved in recent decades. However, most of the research is not in relation to MPAs, likely due to the fact that marine forests are not always included in MPAs planning and management plans. Studies on marine forests are not homogeneously distributed in the world, being concentrated in the developed countries. Interestingly, an increase of the scientific interest (published papers) was observed. Nowadays, marine forests are under continuous threats and especially sensitive to multiple impacts.

La surexploitation des prédateurs de haut niveau trophique (HTLP) peut déclencher des cascades trophiques qui souvent conduisent à une simplification des réseaux trophiques marins en réduisant leur résistance aux impacts humains. Les aires marines protégées (AMP) peuvent favoriser des augmentations d’abondance et biomasse des HTLP, mais la complète restauration des interactions trophiques, lorsque cela est possible, nécessite des délais importants. Cette thèse vise à proposer des outils intégrés de gestion pour évaluer le retour des HTLP et la restauration des interactions trophiques dans les AMP méditerranéennes, et à évaluer l’efficacité de ces outils pour estimer les impacts de la pêche sur les HTLP et le réseau trophique associé. Deux approches souvent éloignées ont été combinées : les suivis de terrain et la modélisation des réseaux trophiques. Pour échantillonner la communauté de poissons, nous avons proposé d'améliorer la technique traditionnelle de recensement visuel sous-marin en recourant à des transects de taille variable, adaptée à la mobilité des poissons. Cette méthode a alors permis d'augmenter la précision des estimations de densité et de biomasse des HTLP dans les trois AMP méditerranéennes suivies. Ensuite, nous avons évalué l'apport de la modélisation trophique avec les approches EwE et EcoTroph comme outil de gestion écosystémique pour les AMP méditerranéennes. Une structure standard de modèle a été proposée comme étant le meilleur compromis entre la complexité du modèle, la faisabilité de sa construction et la fiabilité de ses sorties. / The overexploitation of high trophic level predators (HTLP) may trigger trophic cascades, often leading to a simplification of marine food-webs and reducing their resilience to human impacts. Marine protected areas (MPAs) can foster increases of HTLP abundance and biomass, but long time frames are needed to observe a recovery, when possible, of lost trophic interactions. This PhD aimed to propose integrated management-tools to monitor HTLP recovery and the restoration of trophic interactions in Mediterranean MPAs, and to evaluate the effectiveness of these tools at assessing fishing impacts upon HTLP and the associated food-web. Two often distant approaches were combined: field monitoring and food-web modelling. First, to survey the fish assemblage, we proposed to improve the traditional underwater visual census technique of one size-transects with variable size transects adapted to fish mobility. This improvement increased the accuracy of density and biomass estimates of HTLP at three Mediterranean MPAs. We then evaluated the potential of food-web modelling with the Ecopath with Ecosim and Ecotroph approach as a tool to inform ecosystem-based management in Mediterranean MPAs. We proposed a standard model structure as the best compromise between model complexity, feasibility of model construction in terms of data collection, and reliability of model outputs. Key functional groups for which local accurate biomass data should be collected in priority in order to get reliable model outputs were identified.