Cette étude a pour but de comparer la reproduction et le recrutement des coraux entre les récifs subtropicaux d'Afrique du Sud et les récifs tropicaux de la Réunion représentant des milieux contrastés. D'autres part, afin de simuler le réchauffement climatique, l'effet de l'augmentation de la température de l'eau en aquarium a été testé sur le développement des larves et les juvéniles de coraux. Les deux espèces étudiées, Acropora austera et Platygyra daedalea ont un mode de reproduction (hermaphrodite ‘pondeur’), un développement des gamètes (5-6 mois) et une période de reproduction (d'Octobre à Février) similaires en Afrique du Sud et à la Réunion. La fécondité de ces coraux est néanmoins supérieure en Afrique du Sud par rapport à la Réunion. Les deux espèces produisent 43-100% plus d'ovocytes en Afrique du Sud qu'à la Réunion. Le taux de recrutement des coraux est aussi supérieur sur les récifs subtropicaux d'Afrique du Sud (548 recrues m2 an-1) comparé à ceux de la Réunion (305 recrues m2 an-1). Le recrutement est dominé par les Pocilloporidae dans les deux régions, suivis par les Acroporidae en Afrique du Sud et les Poritidae à la Réunion. En Afrique du Sud, l'augmentation de la température de l'eau de 2°C a une influence négative sur le développement larvaire du sensible A. austera alors que P. daedalea est plus vigoureux et supporte des températures de 4°C supérieures à la normale (30°C). À la Réunion, le faible taux de fécondité et de recrutement semble être un indicateur de perturbation des récifs. Au contraire en Afrique du Sud, l'effort de reproduction des coraux et l'important approvisionnement en larves, associés à la faible anthropisation des récifs, pourraient favoriser l'adaptation des coraux aux changements climatiques dans une certaine limite. / Coral reproduction and recruitment in Scleractinia were compared between the subtropical reefs of South Africa and the tropical reefs of Reunion to assess variations between contrasting environments. In addition, coral larvae and juvenile polyps were exposed to elevated temperature in aquarium to simulate global warming. The two targeted species, Acropora austera and Platygyra daedalea, exhibited the same reproductive mode (hermaphroditic broadcast spawner), gamete development (5-6 months) and breeding seasonality (October to February) in South Africa and Reunion. Coral fecundity was nevertheless higher in South Africa than in Reunion. A. austera and P. certaine limite.AbstractCoral reproduction and recruitment in Scleractinia were compared between the subtropical reefs of South Africa and the tropical reefs of Reunion to assess variations between contrasting environments. In addition, coral larvae and juvenile polyps were exposed to elevated temperature in aquarium to simulate global warming. The two targeted species, Acropora austera and Platygyra daedalea, exhibited the same reproductive mode (hermaphroditic broadcast spawner), gamete development (5-6 months) and breeding seasonality (October to February) in South Africa and Reunion. Coral fecundity was nevertheless higher in South Africa than in Reunion. A. austera and P. daedalea produced respectively 43 and 100% more oocytes per polyp than their Reunion counterparts. The recruitment rate was also higher on the subtropical reefs of South Africa (548 recruits m2 year-1) compared to Reunion (305 recruits m2 year-1). Recruitment was dominated by Pocilloporidae at the two localities, followed by Acroporidae in South Africa and Poritidae in Reunion. In South Africa, an increase in sea temperature of 2°C strongly affected the larval development of the sensitive A. austera, while the more robust P. daedalea sustained temperatures up to 4°C (i.e. 30°C) above ambient. In Reunion, diminished fecundity and recruitment rate seemed to be an indicator of reef perturbation. In contrast in South Africa, the high reproductive effort and larval supply in corals associated with the low levels of disturbance on the reefs may favour coral adaptation, to some extent, under global change.

Cette thèse est une contribution à la compréhension de la structuration des marges de la ride de Nouvelle-Calédonie ainsi que des processus tectoniques et eustatiques ayant contrôlé la structuration et l'édification du récif barrière de la Grande Terre de Nouvelle-Calédonie. Ce travail s'est appuyé d'une part sur une analyse morpho-structurale de la couverture bathymétrique complète des marges de la ride de Nouvelle-Calédonie (données multifaisceaux SIMRAD EM12 et EM1002) et d'autre part sur une analyse texturale couplée à une détermination des assemblages d'organismes contenus dans les échantillons prélevés par dragages sur des terrasses marines présentes à l'extérieur de la barrière récifale néo-calédonienne.<br /><br />L'analyse morpho-structurale a révélé une morphologie générale sigmoïdale de la ride de Nouvelle-Calédonie, une diminution du gradient de pente du talus du Nord vers le Sud aussi bien le long des marges Est et Ouest et la présence d'arrachements vraisemblablement liés aux phases épirogéniques de la Grande Terre et aux variations du niveau de la mer au Quaternaire. Il a également été mis en évidence, pour la première fois, des structures majeures N110°E, transverses aux marges, venant se surimposer à l'orientation principale et originelle N135/140°E de la ride. D'autres structures transverses ont également été reconnues ; elles s'orientent Nord-Sud, N70°E et plus faiblement Est-Ouest. Les accidents N110°E et Nord-Sud participent pleinement à la segmentation de la barrière récifale et affectent également les terrasses marines quaternaires, notamment autour du Banc de Coëtlogon, au Sud-Est de la Grande Terre, leur conférant ainsi un caractère néotectonique.<br />Deux phases extensives sont proposées pour expliquer la structuration post-obduction des marges de la ride de Nouvelle-Calédonie. La première, probablement d'âge fini Oligocène à Miocène supérieur, est caractérisée par une extension perpendiculaire à l'axe de la ride, accommodée tout d'abord par des failles N135/140°E parallèles à la Grande Terre puis par des accidents Nord-Sud et N110°E alors néoformés. La seconde phase, probablement d'âge plio-quaternaire, est associée à la subduction active du Vanuatu qui débute au Miocène supérieur. Cette structuration, liée à une extension NNW/SSE oblique à la ride, reprend les accidents N110°E et Nord-Sud, à composante respective sénestre et dextre, et initie, principalement dans le Sud de la Grande Terre, le développement de failles normales N70°E, parallèles au vecteur de convergence actuel.<br />L'analyse des pentes sommitales des marges a révélé la présence de cinq groupes de terrasses marines. Celles-ci apparaissent mieux développées à proximité des grandes passes ainsi que sur les avancées récifales. Ces terrasses ont été interprétées comme étant la signature morphologique, le long des pentes externes de la barrière récifale néo-calédonienne, du toit d'unités récifales développées au cours des derniers hauts niveaux marins, au moins dès le MIS 15 (610 ka). La terrasse la plus étendue et la plus présente sur l'ensemble des marges, située entre -70 et -85 m, est rattachée au haut niveau marin du MIS 11 (408 ka). La distribution verticale, le long des marges, de la profondeur de cette terrasse a été utilisée comme traceur de mouvements verticaux. Ainsi, il est montré que le récif barrière de Nouvelle-Calédonie est segmenté en blocs basculés à mouvements verticaux indépendants. Les taux de subsidence moyenne calculés depuis 408 ka s'échelonnent entre 0,13 et 0,20 mm/an pour l'ensemble des marges de la ride de Nouvelle-Calédonie. Les séismes de magnitude supérieure ou égale à 4, enregistrés par le réseau mondial entre 1966 et 2002, seraient vraisemblablement liés au fonctionnement des failles majeures orientées N110°E ainsi que des accidents Nord–Sud et N70°E transverses à la ride de Nouvelle-Calédonie qui viennent d'être mis en évidence dans ce travail.<br /><br />Cette étude a également permis de compléter nos connaissances sur les processus d'édification du récif barrière de Nouvelle-Calédonie qui étaient uniquement basées, jusqu'à présent, sur l'analyse de quelques forages. Les pentes externes du récif barrière, ceinturant la Grande Terre, sont recouvertes par d'épais encroûtements modernes d'algues rouges, de foraminifères et plus rarement de bryozoaires et de matériels issus de chutes gravitaires. Une zonation bathymétrique de ces croûtes, de nature variable en fonction de la profondeur et en fonction de l'irradiance, a pu être établie. De la surface à -90 m ce sont des encroûtements à algues rouges qui prédominent car la luminosité est suffisante à leur développement. Celles-ci présentent une répartition verticale bien définie qui nous a permis de décrire trois groupes d'associations algaires retrouvés respectivement entre 0 et -6 m, 0 à -30 m et entre -15 et -90 m. En dessous de -90 m environ, on observe un remplacement progressif des encroûtements algaires par des encroûtements de foraminifères. Ces encroûtements, observés jusqu'à environ -160 m, dont à la fois l'abondance relative et l'épaisseur croîent avec la profondeur, sont alors systématiquement associés à des Mélobésoïdés, Sporolithon sp. et/ou Peyssonnelia sp. (association algaire profonde) qui ne prédominent plus en raison d'une irradiance trop faible. Le pourcentage relatif d'encroûtements algaires et de foraminifères constitue un outil de paléo-bathymétrie très fiable comme observé dans cette étude.

Les habitats de coraux d’eau froide formés par des scléractiniaires coloniaux, des gorgones, des antipathaires et des pennatules sont des hotspots de biodiversité et de biomasse. Ils fournissent des fonctions importantes, comme des refuges et des zones d’alimentation, pour d’autres organismes. Mais, ils sont également vulnérables aux activités humaines, parce qu’ils sont fragiles, croissent lentement et atteignent des records de longévité. Dans les canyons sous-marins, le relief tourmenté, l’hydrodynamisme et l’hétérogénéité des substrats offrent des conditions environnementales propices au développement des habitats coralliens. Dans le Golfe de Gascogne, les coraux d’eau froide sont connus depuis la fin du 19e siècle, mais leur distribution, leur densité et leur rôle fonctionnel avaient été très peu étudiés.Pour augmenter cette connaissance, 24 canyons sous-marins et 3 sites sur l’interfluve/haut de pente contiguë aux canyons adjacents ont été visités par un ROV et une caméra tractée pendant 46 plongées au cours de 7 campagnes océanographiques. Les habitats coralliens définis par le système de classification CoralFISH ont été cartographiés à partir des images prises par les engins sous-marins puis la faune associée, les types de substrat et les déchets ont été annotés.Onze habitats coralliens et 62 morphotypes de coraux ont été observés dans les canyons sous-marins du Golfe de Gascogne hébergeant 191 morphotypes de faune associée, dont 160 morphotypes uniques. Les patrons de distribution à l’échelle locale et à l’échelle régionale pourraient être liés aux régimes hydrodynamiques et sédimentaires. Le type de substrat était important pour les assemblages de coraux et leurs faunes associées, distinguant les habitats biogéniques, sur substrat dur et sur substrat meuble. Les assemblages de coraux étaient similaires entre habitats biogéniques et habitats sur substrat dur, mais la faune associées était plus abondante et diversifiée sur les habitats biogéniques. La diversité-alpha, -beta et –gamma étaient étonnement élevée sur les habitats coralliens sur substrat meuble, égalant ou dépassant la diversité des habitats biogéniques.Les déchets marins étaient abondants et principalement composés de plastiques et de matériels de pêche. Ces déchets pourraient impacter les habitats coralliens : ils ont été trouvés à des profondeurs similaires et les déchets étaient piégés par des reliefs créés par des structures biologiques et géologiques. L’ocurrence des récifs de coraux préférentiellement sur les pentes plus abruptes des canyons sous-marins tandis que les débris de coraux sont plus fréquents sur des aires plus plates de l’interfluve ou du haut de pente, pourraient indiquer un impact de la pêche.Cette étude a contribué à l’initiative en cours de création d’un réseau Natura 2000 qui protégera à terme l’habitat « récif » dont les habitats coralliens biogéniques et sur substrat dur, mais pas les habitats coralliens sur substrat meuble. Pour ces derniers, un complément d’étude et d’autres stratégies de préservation seront nécessaires. / Cold-water coral (CWC) habitats formed by colonial scleractinians, gorgonians, antipatharians and sea pens are biodiversity and biomass hotspots that provide important functions, such as shelter and feeding grounds, to other organisms. But, they are also vulnerable to human activities, because they are long-lived, grow slowly and have a low resistance. Submarine canyons may offer the environmental conditions needed for CWC habitat development, due to their steep topography, complex hydrodynamics and substrate heterogeneity. In the Bay of Biscay, which margin is incised by hundreds of canyons, CWCs are known to exist since the late 19th century, but their distribution, density and functional role remained largely unknown, which impaired their preservation.To increase this knowledge, 24 canyons and three locations between adjacent canyons were visited with an ROV and a towed camera system during 46 dives on 7 cruises. Images were analysed for CWC habitats using the CoralFISH classification system. Within these habitats, corals, associated fauna were identified and substrate cover measured. Litter was identified in 15 out of 24 canyons.Eleven coral habitats constructed by 62 coral morphotypes were observed in the canyons of the Bay of Biscay hosting 191 associated megafaunal morphotypes, including 160 unique morphotypes. The distribution patterns at regional and local scales could be linked to hydrodynamics and sedimentary regimes. Substrate type was an important driver for coral and associated faunal assemblages, distinguishing biogenic, hard substrate and soft substrate habitats. Coral assemblages were similar between biogenic and hard substrate habitats, but the associated fauna was more abundant and diverse on biogenic habitats. The alpha, beta and gamma diversity was surprisingly high on soft substrate habitats, equalling or exceeding that of biogenic habitats.Marine litter was abundant and was mainly composed of plastic items and fishing gear. Litter could co-occur with CWCs and impact them: litter and most CWC habitats were observed at similar water depths and litter was more abundant in areas with a seafloor relief created by biological or geological features. Observations of coral reefs on steeper areas in the canyons and coral debris on flatter areas on the interfluve/upper slope may indicate a potential impact of the fishing industry. This study supports the ongoing effort to create a Natura 2000 network that will protect biogenic and hard substrate habitats, but also points out the need to develop a framework for the preservation of coral habitats on soft substrate.