Thèse de doctorat : Génie biologique et médical : Paris 12 : 2005. / Version électronique uniquement consultable au sein de l'Université Paris 12 (Intranet). Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. : 99 réf.

Thèse de doctorat : Génie biologique et médical : Paris 12 : 2007. Thèse de doctorat : Génie biologique et médical : École polytechnique de Wroclaw : 2007. / Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Pagination : 209 p. Bibliogr. 153 réf.

De nombreux prédateurs marins se nourrissent directement des prises des pêcheurs. Ces interactions, définies comme de la déprédation, engendrent des conséquences socio-économiques considérables pour les pêcheurs ainsi que des implications de conservation pour la faune sauvage. D’un côté, la déprédation endommage le matériel et augmente l’effort de pêche pour atteindre les quotas. D’un autre côté, la déprédation augmente le risque de mortalité des prédateurs marins (prise accidentelle ou rétorsion létale par les pécheurs). La pêcherie à la palangre est la plus impactée par la déprédation, principalement par les odontocètes, ce qui incite à trouver des solutions. La majorité des études se concentrant sur la déprédation s’est principalement basée sur des observations en surface, de ce fait la manière dont les prédateurs retirent les poissons sur les lignes reste confuse. Par ailleurs, l’impact de la déprédation sur le comportement des pêcheurs ainsi que les facteurs expliquant leur détectabilité n’ont reçu que peu d’intérêt. L’objectif de cette thèse est donc d’étudier ces problématiques par un suivi acoustique, une utilisation de balises et une approche en écologie comportementale humaine, en se concentrant sur la pêcherie palangrière française ciblant la légine australe (Dissostichus eleginoides) impactée par la déprédation des orques (Orcinus orca) et des cachalots (Physeter macrocephalus). Les capitaines ont été décrits comme recherchant leur ressource selon la théorie de « l’optimal foraging », mais avec des perceptions de la compétition et du succès de pêche qui divergent. Certains capitaines seraient ainsi plus enclins à remonter les palangres au plus proche et à rester sur une zone, même en présence de compétition, augmentant alors le risque d’interaction. L’acoustique des navires a révélé que certaines manoeuvres (marche arrière par exemple) propagent différemment sous l’eau. La manière dont les capitaines manoeuvrent leur palangrier influencerait ainsi leur détectabilité et donc leur risque d’interaction avec les prédateurs. D’autre part, l’utilisation de capteurs sur les palangres et les animaux a révélé que les orques et les cachalots sont capables de déprédater sur les palangres posées sur le fond marin. Ces observations laissent à penser que les odontocètes sont en mesure de localiser l’activité de pêche bien avant la remontée de la ligne, ce qui pourrait être expliqué par une signature acoustique spécifique du déploiement de la ligne. L’ensemble des résultats de cette thèse suggère que la déprédation sur les palangres démersales est très probablement sous-estimée. Cette thèse apporte également des éléments importants pour la lutte contre la déprédation, en montrant la nécessité de protéger les palangres dans l’intégralité du processus de pêche. / Many marine predator species feed on fish caught by fishers directly from the fishing gear. Known as depredation this interaction issue has substantial socio-economic consequences for fishermen and conservation implications for the wildlife. Costs for fishers include damages to the fishing gear and increased fishing effort to complete quotas. For marine predators, depredation increases risks of mortality (lethal retaliation from fishers or bycatch on the gear). Longline fisheries are the most impacted worldwide, primarily by odontocetes (toothed whales) depredation, urging the need for mitigation solutions to be developed. Most of studies assessing depredation have primarily relied on surface observation data, thus the way odontocetes interact with longlines underwater remains unclear. Besides, the way fishermen respond to depredation during fishing operations, or can influence their detectability to odontocetes, have been poorly investigated. This thesis therefore aimed at investigating these aspects through a passive acoustic monitoring, bio-logging and human ecology approaches, focusing on the French Patagonian toothfish (Dissostichus eleginoides) longline fisheries impacted by killer whales (Orcinus orca) and sperm whales (Physeter macrocephalus). Firstly, this thesis reveals that captains behave as optimal foragers but with different personal perception of competition and fishing fulfilment. Some captains would thus be more likely to stay within a patch or to haul closest longline even in presence of competition, suggesting these captains would show higher interaction rates. Additionally, the propagation of vessels’ acoustics varied depending on the type of manoeuvre (e.g. going backward vs. forward). The way captains use their vessels to navigate may therefore influence their detectability and so their depredation level. Secondly, loggers deployed on both the longlines (accelerometers) and odontocetes (GPS-TDR) revealed that killer whales and sperm whales are able to depredate on longlines while soaking on the seafloor. These observations suggest, therefore, that odontocetes can localise fishing activity before the hauling, which could be partially explained by specific acoustic signatures recorded during the setting process. Altogether, the results of the thesis suggest that depredation rates on demersal longlines are most likely underestimated. The thesis also brings some important insights for mitigation measures, suggesting that countermeasures should start from setting to hauling.

Les cétacés grands plongeurs, cachalots Physeteridae et Kogiidae, et baleines à bec Zipiidae, sont des espèces marines rares. Leur faible densité, aire de distribution étendue et faible disponibilité en surface génèrent de faibles taux d’observations. Cette particularité constitue un défi pour la modélisation d’habitat de ces espèces, préalable à leur conservation. Les modèles doivent gérer l’abondance de zéros qui limitent leur capacité à inférer des résultats écologiquement cohérents. Cette thèse vise donc à trouver une méthodologie adaptée aux jeux de données abondants en zéros, à déterminer comment les variables environnementales influencent la distribution des grands plongeurs et à prédire les zones potentielles qu’ils utilisent. Tester la capacité de prédiction de différents modèles d'habitat confrontés à un nombre décroissant d’observations a permis de souligner la pertinence d’un modèle, même si un minimum de 50 observations est nécessaire pour fournir des prédictions fiables. Des données issues de différentes campagnes visuelles ont été assemblées afin de produire les premières cartes de densités de grands plongeurs à l’échelle de l’océan Atlantique Nord et la mer Méditerranée. Les densités les plus élevées sont prédites dans les eaux entre 1500 et 4000 m de profondeur et près des fronts thermiques, particulièrement le long des pentes continentales et à l'ouest de l'océan Atlantique Nord. Par ailleurs, l’analyse de la transférabilité des modèles a montré une variation des habitats préférentiels en fonction des écosystèmes. Finalement, cette thèse permet de discuter les défis de la modélisation statistique appliquée aux espèces rares et les applications de gestion associées. / Deep-diving cetaceans, sperm- and beaked whales Physeteridae, Kogiidae and Ziphiidae, are rare marine species. Due to their low densities, wide distribution ranges and limited presence at the water surface, visual surveys usually result in low sighting rates. This paucity of data challenges the modelling of their habitat, prerequisite for their conservation. Models have to cope with a great number of zeros that weakens the ability to make sound ecological inferences. Consequently, this thesis aimed at finding a methodology suitable for datasets with a large number of zeros, determining how environmental variables influence deep-diver distributions and predicting areas preferentially used by these species. By testing the predictive performance of various habitat models fitted to decreasing numbers of sightings, I selected the most suitable model and determined that at least 50 sightings were needed to provide reliable predictions. However, individual surveys can rarely provide sufficient deep-diver sightings thus I merged many visual survey datasets to produce the first basin-wide deep-diver density maps in the North Atlantic Ocean and the Mediterranean Sea. Highest densities were predicted in waters from 1500-4000 m deep and close to thermal fronts ; hotspots were predicted along the continental slopes, particularly in the western North Atlantic Ocean. In addition, a model transferability analysis highlighted that habitat drivers selected by the models varied between contrasted large ecosystems. Finally, I discussed challenges related to statistical modelling applied to rare species and the management applications of this thesis.