La valeur esthétique des paysages et des espèces est un élément central de la conservation de la biodiversité, puisqu’elle fait intervenir les dimensions affectives et émotionnelles de notre rapport à la nature. Le lien entre biodiversité et perception esthétique demeure cependant peu étudié dans le cadre des services écosystémiques.Suite à un premier travail de synthèse ayant permis de poser les bases conceptuelles et méthodologiques de l’esthétique des paysages, trois études menées sur des systèmes sous-marins à différentes échelles ont permis de mieux comprendre et de quantifier le lien entre les différentes facettes de la biodiversité et la perception esthétique.Les résultats ont permis de mettre en évidence que la nature du lien entre biodiversité et préférences esthétique est dépendante de l’échelle de perception : à une échelle multi-spécifique, la biodiversité et la composition en espèces ont un effet positif sur les préférences esthétiques, tandis que les préférences à l’échelle spécifiques sont déconnectées du fonctionnement écologique des écosystèmes.Ces résultats confirment l’importance de la valeur esthétique dans notre perception de la biodiversité, qui pourrait avoir des conséquences majeures sur la façon dont nous protégeons notre environnement. L’approche fonctionnaliste de l’expérience esthétique est proposée et décrite afin de promouvoir une perception esthétique basée sur la compréhension et la reconnaissance des processus écologiques. Des pistes d’éducation à la biodiversité basée sur une expérience esthétique engagée sont également proposées afin de reconnecter les besoins écologiques et les préférences esthétiques. / The aesthetic value of landscapes and species is a central element for the conservation of biodiversity, since it involves the emotional and emotional dimensions of our relationship to nature. However, the links between biodiversity and aesthetic perception remains poorly studied and recognized within the ecosystem services framework.Following a first critical review, that described the conceptual and methodological bases of landscape aesthetics, three studies on underwater systems at different scales have been computed in order to better understand the link between the different facets of biodiversity and aesthetic perception.The results revealed that the link between biodiversity and aesthetic preferences is dependent on the scale of perception: at a multi-specific scale, biodiversity and species composition have a positive effect on aesthetic preferences, while preferences at a specific scale are disconnected to the ecological functioning of ecosystems.These results confirm the importance of aesthetic value in our perception of biodiversity, which could have major consequences in the way we protect our environment. The aesthetic experience based on the understanding of ecological functioning is proposed and described in order to promote an aesthetic perception relevant to ecological processes. Education to biodiversity based on engaged aesthetic is also proposed, in order to reconnect ecological needs and aesthetic preferences.

Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La composition des communautés de protistes et leur dynamique temporelle sont traditionnellement étudiées en analysant des séries de données de surveillance/observation dont la mise en place est relativement récente (≤40 ans). Dans cette étude, nous avons analysé les traces biologiques (formes de résistance et ADN ancien) préservés dans des sédiments couvrant une échelle temporelle d’environ 150 ans afin d’étudier les changements de la composition et la dynamique temporelle des protistes marins, principalement dans deux écosystèmes estuariens de la rade de Brest (Bretagne, France). Les analyses de metabarcoding montrent que seulement une partie minoritaire (16-18%) de la richesse des protistes (#OTUs) des sédiments superficiels est retrouvée dans les sédiments profonds et que la plupart des protistes présents dans les sédiments anciens sont connus pour être capables de produire des formes de résistance. La composition des communautés de protistes étaient différenciées en deux principales paléocommunautés (avant/après 1950), suggérant une biodiversité spécifique à chaque période. Les abondances relatives des dinoflagellés ont montré une tendance à la baisse depuis les années 70’ et les genres Alexandrium et Gonyaulax ont montré une dynamique opposée en termes d’abondance relative à travers le temps. Les données paléogénétiques (PCR en temps réel) suggèrent qu’A. minutum est présente dans la rade depuis au moins 1873 ± 7 et qu’au cours des derniers 150 ans, l’espèce est devenue envahissante, proliférant dans la rade seulement ces dernières années. De plus, Les données de PCR en temps réel suggèrent que la partie sud-est de la rade, où des sédiments à typologie vaseuse sont plus abondants, est potentiellement plus favorable à l’accumulation des kystes de l’espèce. Les analyses écophysiologiques (taux de croissance, taux de consommation de phosphore, biomasse maximale atteinte) réalisés sur des souches de dinoflagellés (A. minutum et Scrippsiella donghaienis) obtenues par germination montrent une forte variabilité phénotypique intraspécifique au sein des deux espèces et dans les deux milieux étudiés. Les résultats de ces travaux de thèse contribuent au domaine de la recherche en paléoécologie sédimentaire, montrant les avantages et les limites de cette approche pour révéler des patrons biologiques encore peu explorés. / The community composition of protist and their temporal dynamic are are traditionally studied by analyzing data sets of monitoring/observation networks, whose implementation is however relatively recent (≤40 years). In this study, we analyzed the biological traces (resting stages and ancient DNA) preserved in sediments covering a time scale of 150 years in order to study changes in the composition and the temporal dynamics of marine protists, focusing mainly on two estuarine ecosystems of the Bay of Brest (Brittany, France). Metabarcoding analyses showed that only a minor part (16-18%) of the protists richness (#OTUs) of superficial sediments is retrieved in deep sediments, and that most of the protists found in ancient sediments are known to produce resting stages. Two main paleocommunities were differentiated (before/after 1950), suggesting the existence of a distinct and specific biodiversity for the identified periods. The relative abundances of dinoflagellates showed a decreasing trend since the 70s' and Alexandrium and Gonyaulax genera showed an opposite dynamic in terms of relative abundance over the time. Paleogenetic data (real-time PCR) suggest that A. minutum is present in the Bay of Brest since at least 1873 ± 7 and that, across a time scale of about 150 years, the species has proliferated only recently in the estuaries of the bay. Moreover, real-time PCR data suggest that the south-eastern part of the bay, where muddy sediment are more abundant, is potentially more favorable for the accumulation of the species cysts. Ecophysiological analyses (growth rate, phosphorus assimilation rate, and maximal biomass attained) performed on dinoflagellate strains (A. minutum and Scrippsiella donghaienis) showed a strong phenotypic intraspecific variability for both species and for both analyzed media. The results of this thesis work contribute to the research in sedimentary paleoecology, showing the advantages and limits of this approach to reveal still underexplored biological patterns.

L’hypothèse centrale que sous-tend cette thèse est la suivante : le développement de nos sociétés, au sens des systèmes d’acteurs les constituant, face à ses principaux enjeux de long terme, est un processus d’innovation en tant que tel. Ce processus d’innovation est situé au croisement de dynamiques sociales, de conception et de traduction dans un système d’action collective et de fait de pouvoir.La thèse s’efforce de démontrer ces éléments en s’appuyant sur trois projets de terrain revisités à travers différents cadres théoriques spécifiques aux champs suscités. Cette analyse qui s’inscrit dans le cadre d’une démarche de recherche originale intégrant la théorie dans l’action et revisitant cette même théorie au vu des actions, permet à notre sens de faire émerger une nouvelle figure du développement des territoires dans leurs mécanismes contemporains d’innovation sociétale : L’architecte d’innovation.Cette nouvelle figure s’inscrit aux côtés des autres opérateurs de l’innovation et de l’action collective. Après avoir fait apparaitre les conditions de son émergence et les motivations de son intervention, la thèse s’achève par la présentation des différents visages du marginal sécant, concepteur de territoires inconnus. / The central hypothesis underlying this thesis is the following: the development of our societies, in the context of the constituent system of actors and their relationships, is based on an innovation process regarding long-term issues. This innovation process is located at the intersection of social dynamics, design and translation, in a system driven by collective action and power influences.This thesis attempts to demonstrate these elements based on three concrete projects revisited through different theoretical frameworks of the aforementioned specific fields. This analysis is part of a unique research program integrating theory in real life situations and revisiting theoretical concepts through our experience; this reflection leads to the emergence of a new figure/player in territories development through their mechanisms of contemporary social innovation: The architect of innovation.This new figure fits alongside other players driving innovation and collective action. After identifying the conditions of its emergence and motivations of its intervention, the thesis concludes with the presentation of the different faces of this ‘marginal secant’ defined as a designer of unknown territories.

L’objectif du travail est la mise en place d’un pôle intégré d’excellence pour l’énergie solaire en Afrique de l’Ouest. Trois pays y ont été identifiés comme territoires d’expérimentation (Burkina Faso ; Côte d’Ivoire ; Sénégal). Les enquêtes de terrain dans ces territoires suivies d’une analyse de filière a permis de mettre en évidence les interactions entre les acteurs de la filière solaire dans les trois pays (pouvoirs publics ; recherche et formation ; entreprises ; société civile ; utilisateurs). La réalisation de matrices d’influences directes à partir des résultats de l’analyse de la filière solaire dans les pays a permis de comprendre le faible niveau de relations entre les acteurs interdépendants. Les résultats révèlent que les pouvoirs publics demeurent les acteurs dominants de la filière solaire dans les trois pays, malgré la faiblesse de leur volonté. Les entreprises privées et les organisations non gouvernementales sont des acteurs relais (entre les pouvoirs politiques et les utilisateurs) qui jouent un rôle d’installation d’équipements solaires et de développement de projets surtout en milieux ruraux. Les utilisateurs (consommateurs) de la filière solaire sont des acteurs « dominés » qui n’ont pas d’influence sur les autres acteurs notamment les pouvoirs politiques. La recherche et la formation dont les résultats se limitent à des formations théoriques ou des expérimentations non diffusées restent des acteurs isolés. Le pôle intégré construit permet de stabiliser, régulariser et faire circuler entre eux les connaissances produites et les capacités développées par les acteurs en interactions au sein d’un écosystème / The purpose of this thesis is the building an integrated excellence pole for solar energy in West Africa. Three countries have been identified as areas for experimentation (Burkina Faso; Cote d’Ivoire; Senegal). Field surveys in these territories and sector analysis allow highlighting the interactions among the solar sector actors in the three countries (political field, research and training, business, civil society, users). The realization of direct influence matrices from the results of solar energy sector analysis in the countries helped us to understand the low level of relationship among interdependent stakeholders.The results show that the public authorities are still the dominant players, despite the weakness of their willingness. Private companies and non-governmental organizations have a liaison role playing an essential task of solar equipment installation and projects development especially in rural areas. The users of the solar sector are dominated players without influence on the other players especially the public authorities. The research actors clearly appear as isolated: Their results are generally limited to theoretical courses, the conduct of experiments and prototypes that rarely reach public release phase. The constructed pole allows to stabilize, to settle and to make the produced knowledge circulate and the capacities developed by the actors in interaction within an ecosystem.

Ce travail a permis d’étudier la dynamique saisonnière des communautés microbiennes (cytométrie en flux et MiSeq ADNr16S) d'un étang sursalé thalassohalin. Malgré les variations de salinité (15,5 à 32 %), un core microbiome hautement stable (97,2± 2,1%) et dominé par Haloquadratum (40,3 à 57,4%) et Salinibacter (4,9 à 21,8%) a été décrit. De plus, des populations halotolérantes, capables de croitre rapidement, ont été détectées durant les épisodes de dilution des eaux. Dans un contexte physico-chimique contraignant où la biodégradation des hydrocarbures (HC) reste controversée, une première étude a été réalisée afin de comprendre le devenir d’un pétrole et son effet sur les communautés microbiennes actives de saumures proches de la saturation en sels (31%). Après biostimulation de ces communautés par l’ajout de matière organique labile et d'une température favorable (40°C), des phytolyptes actifs appartenant aux genres Haloarcula, Halobacterium et Halorubrum ont été détectés dans les microcosmes présentant de la biodégradation (12,8%) après 30 jours. Face aux limitations des processus d'autoépuration en contexte naturel (température plus faible), plusieurs approches de biostimulation testées (i.e. fertilisation minérale –NS ou organique –DS ; dilution) ont permis de forts taux d'atténuation des HC aliphatiques (97,8% et 54,5%) dans des saumures diluées (27,7 à 14%) et fertilisées (-DS et -NS). Dans ces mêmes microcosmes, des phylotypes actifs majoritaires appartenant aux genres Marinobacter et à la famille des Flavobacteriaceae (dont Psychroflexus) ont été détectés (MiSeq ADNr16S). L'opérabilité de ces traitements mériterait d'être testée à une plus large échelle. / This work performed on a thalassohaline hypersaline lake firstly considered seasonal dynamics of microbial communities (flow cytometry and MiSeq on 16S rRNA). Despite salinity fluctuations (15.5-32 %), a microbiome core highly stable at the genus level (97.2 ± 2.1 %) and dominated by Haloquadratum (40.3-57.4 %) and Salinibacter (4.9-21.8 %) was described. Interestingly, some halotolerant phylotypes exhibited rapid growths during dilutions episodes. In a controversial context concerning high salinity effects on hydrocarbons (HC) biodegradation, a study was conducted on close to salts-saturation brines (31 %) to gain insight into the fate of oil and it effects on active microbial communities after 15- and 30-days incubations. Significant oil biodegradation (12.8 %) was detected only after a 30-days incubation in LOM-amended microcosms while phylotypes belonging to Halobacteriaceae (Haloarcula, Halobacterium and Halorubrum) appeared as major active phylotypes. However, these low rates suggested that oil biodegradation should be lower under in situ conditions (lower temperature). Thus, among biostimulation approaches (mineral (-NS) or organic (-DS) amendments; dilution) used to improve self-cleaning processus, DS- or NS-amendments added to diluted brines (27.7 % to 14.0 %) allowed high attenuation rates of aliphatic HC with 97.8 % and 54.5 % respectively. Bacterial phylotypes belonging to Marinobacter and Flavobacteriaceae (e.g. Psychroflexus) were detected in NS- and DS-amended microcosms in which petroleum biodegradation occurred. This strategy will have, however, to be tested in other hypersaline systems (natural or industrial) in order to test its operational efficiency.

La Chine est actuellement confrontée à de sérieux problèmes environnementaux et est listée parmi les pays qui contribuent le plus à la pollution et à la destruction de l'environnement mondial. En particulier, la Chine du Sud est une zone naturellement sujette aux glissements de terrain à cause de conditions tectoniques, climatiques et anthropiques particulièrement défavorables. Depuis la fin des années 1990, l'Etat chinois a mis en place des politiques de reforestation de grande envergure. mais il existe des lacunes de connaissances qu'il convient de combler. En particulier, le choix des espèces les plus adaptées n'est pas aisé parce que les processus par lesquels les plantes stabilisent les pentes ont besoin d'être mieux compris.En introduction, afin de mieux préciser les périmètres qui cadrent cette thèse, sont présentées la situation de la Chine du Sud au regard des glissements de terrain, la discipline d'éco-ingénierie et les solutions qu'elle peut apporter. Ainsi, ce travail (i) se concentre sur des espèces végétales locales, (ii) se limite aux glissements de terrain superficiels, et (iii) concerne à la fois les processus mécaniques et hydriques entre le sol et les racines. A l'intérieur de ces cadres, la thèse a pour objectif de répondre à la question scientifique : quels sont les propriétés racinaires qui influencent la stabilisation des pentes ? La réflexion est ensuite appliquée aux plantes de Chine du Sud afin d'identifier les meilleures espèces-outils. Pour répondre à cette question, à la fois les données de terrain (en Chine du Sud), les expériences de laboratoire (en France) et la formulation de concepts sont mobilisées. Les résultats sont organisés en deux chapitres. Le premier pose la question de l'efficacité de la présence de racines pour stabiliser les pentes, tous d'abord sous l'angle des processus mécaniques, puis sous l'angle des processus hydriques. Le deuxième chapitre permet d'identifier un panel de traits pertinents et non redondants évaluant l'efficacité d'une espèce pour la stabilisation des pentes puis s'appuie sur ce panel afin de sélectionner les espèces chinoises les plus efficaces. Enfin, la discussion aborde les limites de ce travail et propose de nouvelles pistes de recherche.Du point de vue mécanique comme du point de vue hydrique, c'est la conjonction des effets des racines de structure et des racines fines qui importe. Les racines de structure sanas racines fines ne sont pas optimales et peuvent même faire apparaître des lignes de fragilité. Plus précisément, les racines de structure sont particulièrement bienvenues vers l'aval de la pente pour des raisons à la fois mécaniques et hydriques. Les racines fines seules ne sont pas optimales non plus, elles peuvent faire apparaître localement des zones de faiblesse qui, si elles sont proches, participeront au déclenchement d'un glissement de terrain. Des ramifications racinaires denses améliorent la stabilité mécanique. Orientées vers l'aval de la pente, elles améliorent la stabilité hydrique. Les autres traits racinaires pertinents pour évaluer l'efficacité des racines à stabiliser le sol sont la contrainte et la déformation maximale en tension, la concentration en azote et la concentration en sucres solubles.

Les conséquences des récents changements environnementaux sont déjà observables sur les écosystèmes du monde entier et menacent la biodiversité. Dans l'objectif de conserver les bénéfices que nous procurent les écosystèmes, l'enjeu est de comprendre et prédire la dynamique spatiale et temporelle des paysages et de la biodiversité afin de mieux anticiper les changements possibles et adapter les décisions de conservation. En zone de montagne, où l'environnement est très hétérogène, les effets combinés des modifications du climat et de l'agriculture sont susceptibles d'avoir un impact important sur les écosystèmes. La présente thèse a pour objectif principal de caractériser les espèces et les habitats vulnérables aux changements climatiques et changements d'utilisation des terres dans les Alpes Françaises. Elle apporte sa contribution en se basant sur des données accumulées par le Conservatoire Botanique National Alpin et le Parc national des Ecrins (PNE), et en utilisant trois angles d'approche complémentaires. Dans une première partie, les cadres théoriques expliquant la coexistence des espèces et leur répartition spatiale ont été testés empiriquement. Les patrons de rareté des plantes des Alpes françaises ont ainsi été reliés aux caractéristiques des espèces, mettant en évidence les compromis entre différentes stratégies fonctionnelles. Une seconde analyse de la répartition de 21 espèces cibles a démontré la différence entre les facteurs expliquant la présence d'une espèce à un endroit donné et ceux expliquant son abondance. Cette analyse a également permis de souligner l'importance de la dispersion et mis en évidence des dynamiques source-puits chez certaines espèces. La deuxième partie s'appuie sur les mêmes cadres théoriques et a consisté à développer un modèle dynamique de la structure et de la diversité de la végétation. Ce modèle a été calibré et validé sur la végétation du PNE. Une troisième partie porte son attention sur les évolutions possibles de la végétation sous plusieurs scénarios de changements climatiques et d'utilisation des terres. Les simulations ont montré qu'il est nécessaire de considérer la dynamique temporelle du fait que les conséquences d'un changement climatique peuvent être observées bien après la phase du changement. D'autre part, l'analyse a montré les effets conjugués que peuvent avoir les changements climatiques et la déprise agricole sur la structure de la végétation. Un tel modèle ouvre la voie à l'exploration de multiples scenarios, en permettant non seulement de décrire des paysages futurs potentiels mais aussi les états de transition qui devraient y mener.

Etant donné le rôle clé des grands herbivores sur la diversité végétale spécifique et fonctionnelle, notre objectif était de mieux comprendre la relation entre l'herbivorie et les communautés végétales principalement à une échelle spatiale fine, afin de concilier des objectifs de gestions des populations et de conservation de la flore. Pour cela, nous avons abordé cette problématique en intégrant des approches taxonomiques et fonctionnelles, et en étudiant les interactions aux niveaux inter- et intra-spécifiques. Nous avons combiné les informations de trois bases de données : (1) des données de régime alimentaire issus d'analyses d'ADN metabarcoding réalisées sur des faeces de chamois (Rupicapra rupicapra), chevreuil (Capreolus capreolus) et mouflons (Ovis gmelini musimon) du Massif des Bauges, (2) des données sur les caractéristiques des communautés végétales (composition floristique, biomasse, phénologie), (3) des données de traits fonctionnels des plantes. L'analyse de variabilité intra-spécifique des trois grands herbivores nous a permis de valider l'hypothèse de variation de niche (NVH) de Van Valen au niveau intra-spécifique mais aussi au niveau inter-spécifique, soit une relation positive entre la largeur de niche de l'espèce et sa variabilité intra-spécifique. Ensuite, grâce à deux populations de chamois d'alpage, l'une vivant en sympatrie avec le mouflon et l'autre vivant en allopatrie, nous avons pu mettre en évidence l'absence d'effets négatifs de la population introduite de mouflon sur le régime alimentaire de la population native de chamois, autant au niveau de la niche alimentaire taxonomique que fonctionnelle. L'analyse des critères de sélection alimentaire nous a finalement permis de mettre en avant des différences de critères de choix entre les deux espèces à certaines saisons, expliquant ainsi partiellement le partitionnement des niches taxonomiques et fonctionnelles entre les deux espèces. Par ailleurs, les scénarios proposés d'évolution de la sélection alimentaire au cours de l'année pour les deux espèces concordaient avec les caractéristiques morphologiques spécifiques à l'espèce d'ongulé. Finalement, contrairement à la littérature où aucune étude n'était capable de discriminer les effets directs et indirects des traits fonctionnels à cause de corrélations, nous avons pu, grâce à des analyses de pistes, démontrer que, dans la plupart des cas, les traits biomécaniques avaient un effet direct sur le choix alimentaire alors que les traits chimiques n'avaient qu'un effet indirect. Enfin, d'un point de vue méthodologique, nous conseillons l'utilisation d'indices d'azote fécaux uniquement dans l'étude de la variation à long terme de la qualité des régimes de manière spécifique à chaque espèce et chaque site, et non pas pour comparer des qualités de régime entre espèces ni pour étudier les variations fines à l'échelle intra-saisonnière. La complémentarité des approches nous a permis de mieux appréhender la structuration des communautés d'herbivores, et devrait nous aider à mieux évaluer l'état actuel et l'évolution des relations entre individus, entre espèces et avec leur environnement.Mots-clés : ongulés, interactions intra- et inter-spécifiques, approche taxonomique et fonctionnelle, ADN metabarcoding, NIRS, massif des Bauges, sélection alimentaire / Given the key role of large herbivores on species and functional plant diversity, we aimed at better understanding the relationship between herbivory and plant communities mainly at a fine-scale, in order to reconcile objectives of population management and plant conservation. For this purpose, we used both taxonomic and functional approaches, and studied interactions at the inter- and intra-specific levels. We combined information coming from three databases: (1) diet data from DNA-metabarcoding applied on chamois (Rupicapra rupicapra), roe deer (Capreolus capreolus) and mouflon (Ovis gmelini musimon) faeces from the Bauges Massif, (2) characteristics of plant communities (plant composition, biomass, phenology), (3) plant functional traits. Analyses of intra-specific variability of the three large herbivores allowed us to upscale the niche variation hypothesis (NVH) of Van Valen from the intra- to the inter-specific level, i.e. we observed a positive relationship between the species niche breadth and among-individual variation. Then, based on two chamois subpopulations living in pastures, one living in sympatry with the mouflon and the other living in allopatry, we revealed the absence of negative effects of the introduced mouflon population on native chamois population diet, both for the taxonomic and functional dietary niche. Analyses of diet selection criteria allowed us to highlight differences in choice criteria between chamois and mouflon in some seasons, which helped to explain the taxonomic and functional niche partitioning of the two species. Furthermore, the proposed scenario of the evolution of diet selection over the year for both species were consistent with ungulate-specific morpho-physiological features. Finally, contrary to the literature where no studies could discriminate the direct and indirect effects of functional traits on diet selection because of correlations, we used path analyses, which allowed us to show that in most cases, biomechanical traits had a direct effect on diet choices, whereas chemical traits had an indirect effect. Furthermore, from a methodological point of view, we advised to use nitrogen fecal indices only to study the evolution of species-specific and location-specific population long-term diet quality, but not to compare diet quality between species, nor to study slight fluctuations at the intra-seasonal level. The complementarity of the approaches allowed us to better account for the structuration of herbivore communities, which should help to better assess the actual state and the evolution of relationships among individuals, species and their environment.Key-words: ungulates, intra- and inter-specific interactions, taxonomic and functional approach, DNA metabarcoding, NIRS, Bauges Massif, diet selection

La biosphère marine joue un rôle fondamental dans la dynamique du Système Terre (cycle du carbone, composition atmosphérique, etc.) et rend un certain nombre de services essentiels à l’humanité (pêcheries, séquestration du carbone notamment). Sa vulnérabilité aux changements globaux (changement climatique, exploitation croissante des ressources naturelles et pollution en particulier) rend nécessaire et urgente l’anticipation de ses évolutions possibles. Dans cette perspective, il s’agira dans cette thèse d’étudier comment les écosystèmes marins sont structurés par leur environnement et comment cette structuration peut influer sur leur fonctionnement jusqu'à l’échelle de l’océan global. Dans un premier temps un cadre de modélisation a été développé pour prendre en compte l'impact de l'environnement des individus aux populations aux communautés. Il est basé sur un modèle de spectre de biomasse représentant les communautés de poisson en utilisant seulement la taille des individus et la taille maximum des espèces comme variables. Issu d'un modèle détaillé par Maury O. & Poggiale J.C. (2013) il est implémenté pour la représentation d'une communauté de poisson générique. Des indicateurs de structure, diversité et métabolisme sont développés pour étudier les écosystèmes ainsi représentés. Une fois le cadre méthodologique définit le modèle est utilisé pour l'étude idéalisée des propriétés du spectre de biomasse contraint par des conditions environnementales variables. L'impact de la variation de production primaire ainsi que la variation de température du milieu sont plus particulièrement étudiés. Tout d'abord en statique, c'est à dire en imposant différents niveaux constants. Indépendamment du forçage les communautés ont des propriétés similaires en augmentant la production primaire, en diminuant la température du milieu. Quatre domaines se succèdent en augmentant la production primaire, diminuant la température, à l'intérieur desquels les communautés de poissons ont des caractéristiques similaires. Les différentes propriétés dans les différents domaines induisent diverses sensibilités des écosytèmes à des niveaux de production primaire et/ou température distincts. Afin de lier les résultats de ces expériences numériques à la réalité, les propriétés des écosystèmes à différentes latitudes sont simulées. Le spectre de communauté est calculé le long d'une section latitudinale de l'équateur au pôle en forçant avec des niveaux moyens de production primaire et température. Les propriétés des écosystèmes ainsi représentés éclairent sur l'observation de tailles d'espèces croissantes de l'équateur aux pôles, la règle de Bergmann. Après ces résultats pour des spectres statiques, les propriétés dynamiques des spectres de communauté sont étudiées par l'étude de la saisonnalité. En forçant les communautés à différentes latitudes par un cycle saisonnier de production primaire et température, la succession d'espèces au sein de celles-ci joue un rôle sur les propriétés des communauté. Des pôles à l'équateur cette succession est plus ou moins marquée et impact la capacité des écosystème à maintenir les espèces les plus larges tout au long de la période de basse production entre deux blooms. Une fois les propriétés du spectre de biomasse évaluées de façon idéalisée, le modèle est implémenté dans le modèle d'écosystème APECOSM afin de prendre en compte les interactions spatiales et les interactions avec l'habitat. Appliqué à l'échelle de l'océan global et forcé par les champs physiques et biogeochimiques du modèle NEMO-PISCES il permet la modélisation des caractéristiques des écosytèmes en fonction de leur environnement. Différentes caractéristiques connues des écosystèmes marins sont reproduites, notamment la règle de Bergmann. Les modèles actuels décrivant le fonctionnement des écosystèmes marins ne comportent que des représentations très simplifiées de la biodiversité / The marine biosphere plays a fundamental role in the earth system dynamics (carbon cycle, atmosphere composition, etc.) and provides numerous essential services to humanity (fisheries, carbon sequestration). Its vulnerability to global change (climate change, growing exploitation of natural resources, pollution) makes the study of its evolutions imperative. In this framework, the aim of this thesis is the study of the structuring of the marine biodiversity by hydro-climatic variability of the global ocean, as well as how this structuring impacts on the ecosystems functioning. First, a modelling framework is developed to account for the impact of environment from individuals to populations to communities. It is based on a biomass size spectrum model which represents fish communities with individuals size and species maximum length as only variables. Detailed in Maury O. & Poggiale J. C. (2013) the model is implemented to represent a generic fish community. Indicators of structure, diversity and metabolism are developed to study so represented ecosystems. Once the methodogical framework defined the model is used for the idealized study of the biomass size spectrum properties when constrained with different environmental conditions. The impact of distinct constant primary production and temperature levels are investigated. First the static impact, forcing ecosystems with constant levels. Communities present similar properties for increasing primary production or decreasing water temperature. A succession of four domains characterized by similar fish community features are observed with increasing primary production, decreasing temperature. These distinct charateristics will induce distinct sensitivities of ecosystems function of the level of primary production or temperature. In order to link the results of these numerical experiments to reality the properties of ecosystems along latitudes are also computed. The community biomass spectrum is simulated along stations at different latitudes from pole to equator forcing with mean primary productions and temperatures. The properties of so represented communities enlight the observation of increasing species length with latitude, the so called Bergmann's rule. After the results for static spectra, the dynamic properties of fish community spectra are analyzed through the seasonality. Forcing communities at different latitudes with a seasonal primary production and temperature cycle a more or less strong species sucession is observed. The succession impacts the capacity of communities to maintain larger species during the bad season of poor conditions between two peaks of primary production. Once the properties of the biomass community spectrum investigated in an idealized manner, the model is implemented in the ecosystem model APECOSM in order to account for the spatial interactions and the link with habitat. Applied in the global ocean and forced with physical and biogeochemical NEMO-PISCES domains the model allows the modelling of ecosystems characteristics. Different known characteristics of marine ecosystems are reproduced, especially Bergmann's rule. The current models describing marine ecosystems provide a simplified representation of biodiversity (e.g. NPZD type biochemical models, Ewe or Atlantis type box models, OSMOSE and APECOSM type models). It induces a limitation of their use in the study of the impact of climate change on biodiversity and reversely; for the study of the impact of biodiversity changes on the functioning of ecosystems. The model we describe mechanistically allows the representation of the dynamic of ecosystems from individual bioenergetic and predation interactions while keeping diversity.