Cette thèse porte sur la détermination des caractéristiques de la houle à la côte. Les études réalisées s'intéressent aux phénomènes de réfraction et diffraction de la houle, à la reflexion sur un ouvrage ainsi qu'à la transmission au-dessus d'une structure immergée. Un code de calcul numérique de propagation de la houle est développé sur le principe des limitations angulaires. L'ajout dans les équations d'un paramètre de diffraction facilite la prise en compte de cet effet. Une étude expérimentale sur le comportement de la surface libre de la houle au passage d'un haut-fond a aussi été réalisée. Elle met en évident la compétition entre les effets de réfraction et de diffraction, et montre que les crêtes d'une houle monochromatique ne croisent pas mais tendent plutôt à se déphaser quand le haut-fond est immergé. Conjointement, des travaux de recherche fondamentale sur l'extraction de l'énergie des vagues ont conduit à des essais en canal en houle régulière, afin de caractériser expérimentalement l'action des forces de pression résultant des effets de Longuet-Higgins lorsqu'une houle se réfléchit sur un ouvrage. Suie à ces essais, on entrevoit la mise au point d'un nouveau système de récupération de l'énergie de la houle. Le calcul de son rendement énergétique est effectué en houle irrégulière, et une estimation de la production énergétique est faite pour un cas d'implantation sur site réel. Enfin, un récif artificiel en géotextiles immergés est dimensionné et testé en canal pour deux projets industriels, afin d'en évaluer les coefficients de transmission.

The seabed of the Southern Bight of the North Sea is mostly composed of sandy soft sediments. Natural hard substrates like pebbles are rare and only occur locally. Lost cargos or shipwrecks lie on the seabed as results of unintentional processes, but because of their inherent structure, they effectively act as artificial reefs deprived of an a priori defined set of functions. On Belgian waters, 231 shipwrecks and other artificial hard structures are dispersed on the continental shelf. Together with the sunken vessels of the neighbouring countries, they create a network of individually isolated hard substrates available for the colonization of the epifauna. The faunal diversity of these shipwrecks has never been studied before. This thesis analyzed the diversity as well as spatial and temporal variation in community structure of ten Belgian shipwreck sites. A total of 224 macrospecies have been identified, with at least 50 species new or rare for the Belgian fauna and Southern North Sea. All shipwrecks are strongly dominated by cnidarians in terms of biomass and by amphipods in terms of abundances. The artificial hard substrate communities isolate strongly from the surrounding soft sediment communities by sharing few species, being dominated by different faunal groups and having a distinct trophic organization. Looking at a cross-shore gradient of sites, three groups of shipwrecks could be determined. Metridium senile, a sea anemone, dominates a species poor community of the coastal sites. Channel water masses influence the offshore sites causing a more stable abiotic environment. The hydrozoan Tubularia indivisa dominates this community. Intermediate sites are also dominated by T. indivisa, but a higher biomass is here observed. It also appears that this T. indivisa is a key species allowing for the settlement of a large set of secondary epibionts. The shipwreck network is further discussed in the context of the regional diversity, dispersal of species and fisheries based applications

Comprendre les mécanismes d'assemblages des communautés est l'une des principales questions en écologie et biogéographie. Elle est également essentielle pour prédire les conséquences des changements globaux sur la distribution future de la biodiversité. Les communautés écologiques sont la résultante de facteurs interagissant à plusieurs échelles spatiales et temporelles. En outre, ces processus peuvent affecter différemment les composantes taxonomique, fonctionnelle et phylogénétique de la biodiversité. Nous étudions ici les processus écologiques qui structurent les communautés de poissons de récif, l'un des assemblages de vertébrés les plus diversifié sur Terre. Les facettes taxonomique et fonctionnelle de ces assemblages ont été étudiées au travers de plusieurs échelles spatiales. Nos objectifs sont (i) d'identifier les facteurs structurant les assemblages de poissons de récif à différentes échelles (du régional au local), (ii) d'évaluer dans quelles mesures les processus structurant les groupes taxonomiques et fonctionnels sont consistants entre eux et (iii) de comprendre la distribution de la rareté fonctionnelle dans les assemblages de poissons de récif. Deux bases de données ont été utilisées : (1) une base de données sur les caractéristiques fonctionnelles et les distributions globales de plus de 6000 espèces de poissons dans six régions biogéographiques ; (2) un ensemble de données comprenant les occurrences de 1 474 espèces de poissons sur 9 681 échantillons obtenus le long de transects (comptages visuels en scaphandre autonome) de 40m² à travers 252 sites dans plusieurs régions biogéographiques. Dans l'océan Atlantique, la structure taxonomique et fonctionnelle des communautés de poissons a une signature biogéographique, avec une différence marquée entre les espèces des récifs biogènes riches (dans les Caraïbes et composée des petites espèces) et les régions périphériques dominées par des espèces plus grandes. L'environnement joue également un rôle important dans la structuration des assemblages dans d'autres domaines biogéographiques. Alors que la composition taxonomique des communautés est principalement liée à l'isolement des récifs, la structure fonctionnelle est influencée par la disponibilité de l'habitat à l'échelle locale. Encore une fois, il y a une plus grande contribution des petites espèces dans les sites les plus riches alors que les grandes espèces dominent en périphérie, suite à la plus forte capacité de colonisation des grandes espèces. Les assemblages présentent des structures fonctionnels emboîtées. Plus précisément les sites pauvres en diversité fonctionnelle, ici mesurée en nombre d'entités fonctionnelles différentes, sont des sous-ensembles des sites riches. Cette structure résulte de l'interaction entre les capacités de dispersion/colonisation des espèces et/ou des besoins en ressources, ainsi que des gradients d'isolement et de surface. Malgré la présence de groupes fonctionnels essentiels et de redondance dans les assemblages de poissons, la majorité des espèces dans les communautés sont rares. De plus, les espèces rares occupent une large proportion de la gamme de traits fonctionnels et effectuent souvent des fonctions uniques. Selon les scénarios simulant la perte d'espèces rares (de 8 à plus de 200 espèces rares / moyenne : 78,2 ± 62), il y aurait une perte élevée - 80 % dans un seul site - de la diversité fonctionnelle. Nos résultats révèlent que les processus au sein d'un domaine biogéographique sont responsables d'une structuration taxonomique et fonctionnelle. De plus, le rôle essentiel de la capacité de colonisation de l'espèce met en évidence l'importance de la connectivité pour le maintien de la structure fonctionnelle des communautés de poissons de récif. Enfin, la contribution des espèces rares à la diversité fonctionnelle montre que ces taxons doivent être protégés afin de maintenir l'ensemble des fonctions et services des écosystèmes. / Understanding the mechanisms of community assembly is one of the main questions in ecology and biogeography, and is essential for predicting the implications of future biodiversity loss. It is known that an array of processes operating at different spatial and temporal scales interact to produce ecological communities. These processes may affect differently the multiple components of communities: the taxonomic, functional and phylogenetic components. Here we investigate the patterns and processes structuring one of the most diverse vertebrate assemblages on Earth: reef fishes. Reef fish assemblages were assessed across multiple spatial scales, under a taxonomic and functional perspective. Our main objectives included: (i) the identification of determinants of structure in reef fish assemblages across scales (regional to local); (ii) assessing to which extent the processes behind assemblage structures are consistent for taxonomic and functional groups; (iii) understanding the patterns of functional rarity in reef fish assemblages at a global scale. Two databases were utilized: (1) an extensive database on the functional traits and the global distributions of over 6,000 reef fish species across six marine biogeographic regions; (2) a dataset comprising the occurrences of 1,474 fish species over 9,681 underwater visual transects of 40m2 across 252 sites, also throughout the major biogeographic regions. Within the Atlantic Ocean, the taxonomic and functional structure of reef fish assemblages exhibit a biogeographic fingerprint, with a marked discrimination between species rich biogenic reefs – primarily in the Caribbean, where communities were dominated by small invertebrate feeders – and poorer peripheral regions dominated by larger species with more diverse diets. At the regional scale, both historical events and environmental characteristics (coral reefs vs. periphery) have played a role in structuring both components of assemblages. The role of environment features also holds for the structure of assemblages in other biogeographic realms (i.e. Indo-Pacific and Tropical Eastern Pacific). While the taxonomic composition of assemblages is mainly related to reef isolation, the functional structure is influenced by local habitat availability. Again, there is a greater contribution of small-bodied species in the most species-rich locations; and large-bodied species prevailing in peripheral assemblages, a pattern related to species' colonization capacity. Reef fish assemblages across most regions depicted significantly functional nested structures, attributed to functional redundancy – different species constitute a number of key functional entities. The nested structure results from the interaction between species' dispersal/colonization capabilities and/or resource requirements, with isolation and area gradients. Despite the existence of key functional groups and redundancy, the majority of species are rare (low abundance or occupancy). Also, rare species fulfil much of the range of functional traits within reef fish communities and often perform unique roles. Under scenarios of rare species loss (from 8 to over 200 rare species/ mean: 78.2±62) there would be high functional diversity erosion in the majority of reef fish communities, this level reaching up to 80% of functional diversity in one location. However the extent to which these functional groups actually contribute to ecosystem functioning is unknown. Our results reveal that within-realm processes, such as evolutionary histories, have shaped the taxonomic and functional structure of assemblages in each realm. Moreover, the key role of species' colonization capacity highlights the importance of connectivity to the maintenance of the functional structure across reef fish communities. Finally, the contribution of rare species to functional diversity indicates that protecting these taxa is essential to maintain ecosystem functioning and services in reef fish communities.

L'huître creuse du Pacifique, Crassostrea gigas a été introduite en France à la fin des années 60 pour remplacer l'huître portugaise, Crassostrea angulata, décimée par des maladies. Ce n'est cependant qu'à partir des années 90 que des populations sauvages se sont établies sur les estrans bretons. La première partie de cette étude a permis de montrer, qu'à l'exception de la zone nord-Finistère et des baies de Douarnenez et Audierne, l'ensemble des côtes bretonnes est actuellement colonisé par C. gigas. Des stocks de 10 000 et 6 420 tonnes ont été recensés en Rade de Brest et dans le Golfe du Morbihan. La seconde partie de cette étude a permis de préciser les facteurs déterminant la dynamique du processus invasif de C. gigas. La responsabilité du changement climatique dans l'établissement de C. gigas en Bretagne a ainsi été confirmée. Aucun recrutement de C. gigas n'a été observé dans la zone subtidale, réfutant ainsi les accusations d'exclusion de l'huître plate, Ostrea edulis. Enfin, l'impact de l'épisode de mortalité estivale massive des huîtres cultivées pendant l'été 2008 a été très faible dans les populations sauvages. L'analyse des conséquences écologiques de la prolifération de C. gigas sur les estrans bretons a été réalisée dans la dernière partie de cette étude. L'impact de C. gigas sur la communauté est net lorsque la colonisation s'intensifie et que de véritables récifs se forment, augmentant alors l'abondance et la diversité de la macrofaune. Les mesures de la production annuelle de carbone de la communauté intertidale rocheuse ont montré qu'elle est multipliée par plus de 20, lorsque C. gigas colonise le substrat en forte densité, atteignant 761,77 g C m-2 an-1.

En se basant sur un niveau océanique constant, les études des nappes côtières ne considèrent généralement pas l'impact des forçages océaniques. Notre approche combine le suivi à long terme de la « Nappe des Sables » de l'Ermitage (en arrière d'un récif frangeant, La Réunion) avec la réalisation de modèles numériques dans le but de tester l'influence des de ces forçages sur l'évolution de la piézométrie, du front dispersif et des flux transitant le long de la limite océanique. En mettant en parallèle le comportement de la nappe et du domaine océanique (récif), ces travaux présentent l'étude comparative la plus complète d'un système côtier, basée sur un enregistrement en continu d'environ 600 jours. Il apparaît que la géométrie du modèle et les paramètres hydrodynamiques choisis, associés à différents types de forçages océaniques, ont des conséquences variables sur la piézométrie, le front dispersif et les flux. Ainsi, les différentes définitions de limite océanique testées sur des simulations reproduisant la période de suivi montrent que la prise en compte d'une limite océanique complexe en régime transitoire sur cette période génère une meilleure reproductibilité des signaux enregistrés (piézométriques et salinité) que lorsque l'on utilise un niveau océanique moyen constant dans les modèles. Ces résultats mettent en évidence qu'une bonne compréhension des mécanismes hydrodynamiques au sein des nappes côtières implique la mise en place d'un suivi à long terme des phénomènes de forçage océanique qui agissent directement sur la nappe. La caractérisation des différents forçages océaniques nécessite de décomposer le signal global, dont l'analyse en harmonique permet d'identifier les contributions respectives des oscillations périodiques et homogènes de marée et des oscillations brusques et ponctuelles liées à la houle. La modélisation met ici en évidence qu'il est indispensable que la complexité du système naturel soit reproduite de manière réaliste dans les futures études des nappes côtières. Dans cette optique, la combinaison des données hydrogéologiques et océanographiques dans des environnements côtiers où ces approches n'ont, jusqu'à présent, jamais été couplées, permettra de quantifier l'impact des forçages océaniques sur ces milieux. / Studies of coastal aquifers based on a constant mean sea level generally not consider the impact of oceanic oscillations. Our approach combines a long-term recording of “La Nappe des Sables” (adjacent to the fringing reef system of l'Ermitage, La Reunion) with numerical models in order to investigate the influence of these oceanic seasonal oscillations on groundwater hydrodynamics, seawater intrusions and submarine groundwater discharges. Analyzing both the behavior of the aquifer and the oceanic domain (reef), this study integrates a continuous recording of 600 days. It shows that the geometry and the hydrodynamic parameters chosen in the model, correlated to three types of oceanic oscillations, have variable consequences on the hydraulic head, the dispersive front and submarine groundwater discharges. Moreover, taking into account different complex oceanic boundaries in transient simulations over this 600 days period generates a better reproducibility of recorded signals (hydraulic head and salinity). These results underline that a long-term recording of oceanic oscillations is necessary for a good understanding of hydrodynamic mechanisms within coastal aquifers. The global signal must be decomposed with a harmonic analysis in order to identify the respective contributions of wave set up and tidal pumping to this signal. Our models reveal that the complexity of the natural system must be accounted for realistically in future numerical studies. The combination of hydrogeological and oceanographical data will allow the quantification of the impact of oceanic seasonal oscillations on such environments.

Les poissons-perroquets, séparés en deux tribus les Scarini et les Sparisomatini, se sont diversifiés au sein des Labridae à partir d’ancêtres carnivores. L’un des facteurs essentiels pour expliquer cette diversification est leur exploitation d’une nouvelle niche trophique : les microorganismes. La plupart des Sparisomatini paissent des macroalgues pour y extraire les micro-organismes épiphytiques tandis que les poissons-perroquets brouteurs (tous les Scarini, certains Sparisoma) raclent ou creusent le substrat rocheux pour y récolter les microorganismes épilithiques et endolithiques. Ces changements de comportement alimentaire se sont accompagnés de nombreuses évolutions dentaires avec notamment la présence de plaques dentaires chez les brouteurs mais aussi certains paisseurs. Les phylogénies moléculaires ont contredit le précédent scénario évolutif sur la denture des poissons-perroquets qui stipulait l’apparition progressive de plaques dentaires à partir de dentures à dents non recouvertes d’os (dents libre s). Cette thèse se propose de réexaminer l’évolution de la denture chez les poissons -perroquets en se basant sur les progrès phylogénétiques mais aussi techniques (microtomographie 3D), tout en faisant le lien avec leur régime et leur fonction écologique. / Parrotfishes, divided into the tribes Scarini and Sparisomatini , are labrid fishes that arouse from carnivorous ancestors. One of the main factors that explain this radiation is the exploitation of microorganisms as a food source. While most Sparisomatini browse macroalgae to get epiphytic microorganisms, grazing parrotfishes (all Scarini and some Sparisoma) scrap or excavate hard substrate to obtain epilithic and endolithic microorganisms. Changes in feeding behaviour are associated with dentition specialization with notably dental plates in grazing but also some browsing parrotfishes. Gene-based phylogenies contradicted the previous evolutionary scenario about parrotfish dentition evolution, which states the progressive emergence of dental plates from non-coalesced dentitions. This thesis manuscript aims to re-examine the evolution of parrotfish dentitions in the light of the new phylogenies by using X-ray 3D microtomography, and to link this evolution with diet and ecology.

Le projet INDESO (Développement de l'océanographie spatiale en Indonésie) en collaboration entre le gouvernement indonésien (Ministère des affaires maritimes et des pêches - MMAF) et la société française CLS (Collecte Localisation Satellite) promeut l'utilisation des technologies spatiales pour la surveillance des côtes et des mers indonésiennes. Cette thèse fait partie du volet sur la surveillance des récifs coralliens, mené par l'IRD (Institut de Recherche pour le Développement). L'objectif principal était de déterminer si les habitats des récifs coralliens dans l'île de Bunaken dans le nord de Sulawesi sont résilients, en utilisant i) des cartes d'habitat nouvellement conçues, ii) des données in situ et une série chronologique de 15 ans unique d'images satellites de différents capteurs très haute résolution (THR), iii) des données auxiliaires qui pourraient expliquer les changements détectés. Les résultats comprennent des cartes très détaillées de l'habitat des récifs de Bunaken (194 polygones cartographiés et un recensement de 175 habitats). L'influence de la chute du niveau de la mer sur la mortalité des coraux pendant l'événement El Niño de 2015-2016 est présentée en détail, et l'importance de ce processus est également discutée à partir de l'interprétation d'une série chronologique unique de 15 ans d'images THR. La série temporelle met en évidence des trajectoires très différentes des habitats coralliens. Nous avons conclu que le récif de Bunaken démontre une capacité de résilience et sans déphasage, mais qu'un diagnostic définitif de sa résilience reste difficile à déterminer par imagerie. Des trajectoires de l'habitat ne peuvent pas être totalement interprétées sans changer certains paradigmes de surveillance, et sans utiliser une combinaison d'observations de télédétection et de données in situ. / The INDESO (Infrastructure Development of Space Oceanography) project, in collaboration with the Indonesian Government (Ministry of Marine Affairs and Fisheries - MMAF) and the French company CLS (Collecte Localisation Satellites), promotes the use of space technologies for monitoring coastlines and Indonesian seas. This thesis is part of coral reef monitoring component, led by the IRD (Institute de Recherche pour le Développement). The main objective was to determine wether coral reef habitats on Bunaken Island in Northern Sulawesi are resilient, using (i) newly desgined habitat maps, (ii) in situ data, and a unique 15-year time series of satellite images of different very high resolution (VHR) sensors, and (iii) ancillary data that could explain the changes detected. The results include highly detailed maps of the Bunaken reefs habitat (194 polygons mapped and a census of 175 habitats). The influence of sea level fall on coral mortality during the El-Nino event of 2015 - 2016 is presented in detail, and the importance of this process is also discussed from the interpretation of a unique time series of 15 years of VHR images. The temporal series reveals very different trajectories of the coral habitats. We conclude that Bunaken reefs demonstrate an ability to resileince and without phase shift, but that a definitive diagnosis of their resilience remains difficult to determine by imagery. Habitat trajectories can not be fully interpreted without changing some monitoring paradigms and without using a combination of remote sensing and in situ data.

L'environnement côtier de l'île de Mayotte (nord du canal du Mozambique, océan Indien) se caractérise par l'existence d'un vaste complexe récifo-lagonaire au sein duquel se développe un littoral particulièrement diversifié et marqué par la présence de nombreuses mangroves. Plusieurs campagnes de mesures hydrodynamiques et d'observations morphologiques ont été effectuées afin d'apporter des éléments de compréhension sur l'évolution et le fonctionnement morphodynamique de ce type de littoral mixte à mangroves et récifs coralliens. Les observations de terrain conjuguées à une analyse diachronique de photographies aériennes ont permis de montrer le caractère très variable de la dynamique des mangroves avec une progression ou une stabilité au nord et à l'est de l'île, et inversement, une évolution nettement régressive au sud et à l'ouest. Les mesures hydrodynamiques ont donné lieu à une analyse des paramètres de houle et de courant en se focalisant sur leurs variabilités spatiales et temporelles. Les résultats obtenus montrent l'importance de l'architecture récifale sur les processus hydrosédimentaires et le développement des formes littorales. L'évolution et la dynamique des mangroves de Mayotte apparaissent ainsi fortement influencées par les caractéristiques morphologiques des structures récifales amont qui engendrent une plus forte vulnérabilité des mangroves du sud et de l'ouest face à une déstabilisation naturelle ou anthropique. La disparition des formations végétales des mangroves du sud et de l'ouest de l'île entraine une réorganisation des répartitions sédimentaires et la mise en place de nouveaux systèmes de fonctionnement morphodynamique. L'ampleur des phénomènes constatés a montré la nécessité de mettre en place un observatoire opérationnel de surveillance de la dynamique côtière. Cet outil, basé sur un réseau de mesures et d'observations de terrain et sur la réalisation d'un Système d'Information Géographique (SIG), a pour but de favoriser le suivi et l'évaluation de l'état du littoral. Dans un contexte local de fort développement et dans celui, plus global, de mutations environnementales, cet outil de surveillance et d'analyse permet une meilleure compréhension de la morphodynamique des côtes mahoraises et apporte une aide à la décision et à la gouvernance afin d'orienter les politiques de gestion de ce milieu fragile, à forts enjeux et en constante évolution.

Les perturbations liées au changement global du climat ont des conséquences significatives sur les écosystèmes côtiers, en particulier dans les pays situés en zone tropicale et subtropicale déjà soumis à une pression anthropique marquée. A l'île de La Réunion, l'érosion des plages coralliennes est un fait constaté depuis les années 1980, qui peut être associé à l'état de santé des récifs frangeants adjacents. Le récif frangeant de l'Hermitage / La Saline a été choisi comme site pilote pour mener une étude de l'évolution morphodynamique des plages coralliennes et de la dynamique hydrosédimentaire. L'analyse et la synthèse des forçages physiques environnementaux permettent de montrer une érosion significative des littoraux coralliens pour des flux énergétiques associés à la houle du large supérieurs à 5.104 J.m-1.s-1. L'évolution morphodynamique des littoraux coralliens ne montre aucune variabilité saisonnière marquée mais une étroite relation avec la fréquence et l'intensité des événements paroxysmaux. Les enregistrements de l'hydrodynamisme permettent d'identifier les principaux forçages qui conditionnent la circulation générale des masses d'eau. Elle est organisée selon 5 cellules hydrodynamiques et est conditionnée par les processus de distribution de l'énergie de la houle du large et la géomorphologie récifale. Des profondeurs minimales de 0,75 m sur le platier récifal externe et de 1,8 m dans les zones d'arrière récif sont nécessaires pour permettre un transfert optimal de la houle du large vers la côte. Des concentrations et des flux sédimentaires ont pu être calculés qui traduisent une perte significative de matériel particulaire pour le secteur récifal considéré. Les résultats de cette étude montrent l'importance des récifs frangeants et leur rôle dans l'équilibre sédimentaire et la pérennité des littoraux coralliens réunionnais. L'observation et le suivi des processus physiques côtiers et du large se révèlent des facteurs importants à considérer dans des projets de gestion intégrée des zones côtières à La Réunion.

Intégrer les connaissances sur la connectivité écologique dans la gestion des écosystèmes marins est essentiel, surtout dans un contexte d'appauvrissement des ressources marines et de dégradation des habitats côtiers à l'échelle mondiale. Des outils environnementaux, tels que les Aires Marines Protégées ont été mises en œuvre pour protéger la biodiversité, restaurer les écosystèmes endommagés, soutenir les pêcheries et reconstituer les stocks surexploités. Leur efficacité dépend en partie du maintien de la connectivité entre les populations marines, assurée à travers divers processus écologiques dont la dispersion larvaire. Dans le cadre de ce travail de thèse, un modèle biophysique intégrant des données de courants, issues de mesures d'altimétrie par satellite, a été utilisé pour évaluer la connectivité entre les récifs de l'océan Indien d'une part, et à travers le réseau d'AMP de Méditerranée d'autre part. Différentes méthodes d'analyse ont été utilisées, telles que la théorie des graphes et le clustering. Dans l'océan Indien occidental, l'analyse des connectivités marines montre que le nombre de connexions entre les récifs augmente avec la durée de vie larvaire des poissons. Elle met également en évidence une faible connectivité à l'échelle de la région, mais une forte inter-connectivité au sein de plusieurs sous-régions (Canal du Mozambique, Mascareignes). En Méditerranée, la connectance est globalement faible à l'échelle régionale, bien que plus importante dans le bassin occidental que le bassin oriental. L'analyse des connectivités marines montre également un taux de connectivité élevé à l'échelle d'un même pays. Selon le cas d'étude, une liste de récifs ou de sites prioritaires dans la mise en œuvre des AMP a été proposée. Enfin, les implications de ces résultats en termes de politiques transfrontalières et de coopération régionale sont discutées. / Integrating ecological connectivity into marine ecosystem management and planning is important, especially in a global context of severe fish stocks depletion and growing habitat degradation. Environmental tools such as Marine Protected Areas have been proposed to protect biodiversity, restore damaged ecosystems, sustain fisheries, and rebuild overexploited stocks. The effectiveness of marine protected areas depends in part on the maintenance of connectivity between marine populations, linked by ecological processes such as larval dispersal. In this thesis, we applied a biophysical model driven by ocean currents derived from satellite altimetry to evaluate connectivity between Western Indian Ocean reefs and across the current MPA system in the Mediterranean Sea. We applied different methods of analysis such as graph-theoretic and clustering. In the Western Indian Ocean, marine connectivity analyses show that the number of connections between reefs increases with fish pelagic larval duration. It also highlights a low connectivity across the region and a high interconnectivity within several regions (Mozambique Channel, Mascarene archipelago). In the Mediterranean Sea, connectance is globally low at the regional scale. This connectance is more important in Western than Eastern Mediterranean. Moreover, the marine connectivity analyses revealed high domestic connectivity rates. Depending on the study area, priority reefs or sites for MPA implementation are proposed. Finally, implications for transboundary marine policies and regional cooperation are discussed.