Afin de mieux appréhender la multiplicité et la complexité des processus biogéochimiques enzône cotière, un modèle 2D dé- crivant l’évolution d’espèces biogéniques dans les sédiments per-méables des zones intertidales a été développé. Ce modèle couple l’hydrodynamique générée parla marée aux processus de transport-réaction d’espèces biogéochimiques. L’infiltration de la maréedans ce milieu poreux variablement saturé est modélisée par l’équation de Richards. Des méthodesnumériques nécessaires à la ré- solution des équations décrivant le couplage ont été mises en place,comme la méthode de stabilisation SUPG (Streamline Upwind Petrov Galerkin) et une méthodede capture de choc. Le site très dynamique de la plage du Truc-Vert (côte Atlantique) a été choisicomme terrain de référence en raison principalement d’études biogéochimiques disponibles. Lesparamètres d’entrée du modèle font appel d’une part à ces données de terrain (missions ANR PRO-TIDAL et MOBISEA) et d’autre part à des paramètres issus de la bibliographie. La validation dumodèle a été effectuée à partir de la comparaison avec deux cas test issus de la littérature, le pre-mier concernant l’hydrodynamique sous le forçage de la marée et le second concernant l’équationde transport-réaction. Une première version du modèle a été déclinée pour décrire l’évolution de laconcentration en silice en milieu poreux sous le forçage de la marée. Les flux de silice vers l’océanet le temps de résidence de la silice dans les sédiments perméables des plages ont été estimés. Aubout de quelques jours, on peut observer la formation d’une lentille de faible concentration en si-lice dans la partie supérieure de la zone intertidale, caractéristique du forçage de la marée. Nousavons également étudié les variations de la géométrie de cette lentille et du temps de résidencesous l’influence de différents paramètres, tel que la pente de la plage, la conductivité hydraulique,l’amplitude de la marée et le coefficient de dispersion. Une deuxième version du modèle décrit la dégradation de la matière organique, l’évolution des concentrations en oxygène, en nitrates,en phosphates. Ainsi nous disposons de la répartition spatio-temporelle des concentra- tions deces différentes espèces chimiques dans le sédiment. Aujourd’hui les problèmes environnementauxs’avèrent fondamentaux pour notre société et la compréhension des interactions sédiments-océanen est une étape essentielle. Ce modèle nous permet de mieux percevoir le rôle joué par la ma-rée et de quantifier les processus qu’elle induit dans les sédiments variablement saturés des plagessableuses. Ce modèle participe de façon significative à la compréhension des processus biogéochi-miques se déroulant dans ces environnements particulièrement complexes et permet la structurationdes campagnes de mesure. / For a better understanding of the complexity of the biogeochemical processes in coastal re-gion, a 2D model has been developed. This model couples hydrodynamic forcing generated bythe tide and the transport-reaction processes of biogeochemical species. Di- scharge of the tideinto the variably-saturated porous media is modelled by Richards equation. Some numerical me-thods are required for solving this kind of complex problem, as Streamline Upwind Petrov Galerkin(SUPG) method and shock capturing method. The highly dynamical site of the Truc-Vert beach hasbeen chosen as reference field, mainly because of avalaible biogeochemical and hydrodynamicalstudies. The input parameters of the model come from these field data (ANR PROTIDAL and MO-BISEA projects) and from the bibliography. The validation of the model was made in regards oftwo case studies from published hydrodynamic simu- lations under tidal forcing and from avaliabletransport-reaction solutions. A first version of the model has been declined to describe silicic acidevolution into porous media under tidal forcing. The flux of the silicic acid to the ocean and theresidence time of silicic acid into permeable sandy sediments were estimated. After some days, weobserve the formation of a lens of low silicic acid concen- tration in the upper part of the intertidalzone. This lens is the main imprint of the tidal forcing. We studied also variations of the lens geo-metry and the residence time under influence of model parameters, such as the beach slope, the tideamplitude and the dispersion coefficient. A second version of the model describes the organic mat-ter degradation , and simulates the concentrations of oxygen, nitrates and phosphates. The modelreproduces the spatial (2D) and temporal distribution of the concentration of these different che-mical species into the sediment. Nowadays environmental problems are fondamental for our societyand the understanding of the sediment-ocean interactions is a crucial step. The new model allowsus a better understanding of the tidal impact on biogeochemical processes in permeable sediments and offers a quantitative approach on biogeochemical processes that occur into variably-saturatedsandy sediments. The model also offers a useful tool to optimize sampling strategy for field studies.

Parmi les agents qui modulent la dynamique des populations, le parasitisme est important mais souvent négligé. Il est urgent non seulement d’inventorier les différentes espèces de parasites, mais aussi de comprendre la sensibilité des hôtes à l’infection (notamment des bivalves) et étudier les interactions entre les parasites et les autres facteurs environnementaux. Par conséquent, cette thèse avait comme objectif principal de caractériser et de quantifier les communautés de trématodes (les plus abondants et répandus des macroparasites de bivalves dans les eaux côtières) qui infectent Cerastoderma edule (coque) et Donax trunculus (telline), deux des bivalves les plus importants au Portugal et en France d’un point de vue écologique et économique.Dans un premier temps, la dynamique des populations de bivalves a été étudiée en tenant compte de la relation entre la température et la période de recrutement et des effets en retour du recrutement sur la biomasse adulte. Pour cela, une base de données a été analysée couvrant 17 ans d’observations mensuelles d’une population de coques dans une réserve nationale (Banc d’Arguin, Arcachon, France). Ces observations à long terme ont montré que la durabilité d’une population de coques dépend du succès du recrutement. Pour les coques, le succès du recrutement a été montré comme étant en partie, mais pas totalement, dépendant de la température. Ainsi, la durée de vie d’une cohorte pourrait être estimée plus tôt, grâce à des indices se produisant en amont du recrutement. Suite à ces résultats, le rôle du parasitisme dans la dynamique des populations de bivalves a été étudié.Premièrement, en raison de leur forte pathogénicité pour les bivalves, une attention particulière a été accordée aux parasites Bucephalus minimus et Bacciger bacciger qui utilisent C. edule et D. trunculus, respectivement, comme premier hôte intermédiaire (où se développe le stade parasitaire sporocyste). [...]Deuxièmement, cette étude s’est concentrée sur l’infection des bivalves par les métacercaires, c’est-à-dire lorsqu’ils servent de second hôte intermédiaire dans le cycle de vie du parasite. […]Enfin, la sensibilité des bivalves à l’infection parasitaire a été évaluée expérimentalement lorsqu’ils sont confrontés à des facteurs liés au changement climatique (salinité, température et pH) et à la contamination (arsenic). Les résultats ont montré que l’exposition de l’hôte à des conditions de stress liées à des scénarios de changement global peut modifier le succès de l’infection parasitaire et altérer les réponse biochimiques de l’hôte.Les résultats présentés dans cette thèse ont amélioré la connaissance des effets de différentes variables sur les bivalves, soulignant le rôle crucial du parasitisme. S’ils sont appliqués, ces nouveaux concepts peuvent promouvoir la gestion durable des bivalves, une ressource marine importante, en augmentant son potentiel de production et donc son potentiel économique. / Among population dynamics drivers, parasitism is significant but often neglected. Beyond inventory of the various parasites, it is urgent to understand the susceptibility of hosts, namely bivalves, to infection, and to investigate the interaction among parasites and other environmental conditions.In this way, the present study aimed to characterize and quantify the trematode macroparasites, the most abundant and prevalent in coastal waters, infecting Cerastoderma edule and Donax trunculus, which are among the most ecologically important and economically explored bivalve species in Portugal and France.The first step was to study bivalve population dynamics, evaluating the relationship between temperature and recruitment timing and the reciprocal effects of recruitment on adult biomass. For this, a large database spanning 17 years of monthly observations of a cockle population inhabiting a national protected area (Banc d’Arguin, Arcachon, France) was analysed. Long-term observations showed that the sustainability of a cockle population is recruitment-success dependent. In cockles, recruitment success showed to be partly, but not only, dependent on temperature. Hence, the sustainability of a cohort could be set earlier, i.e. by processes happening before recruitment. Following this clue, the role of parasitism on the bivalve host population dynamics was explored.Firstly, due to high pathogenicity for bivalves, special attention was given to the parasites Bucephalus minimus and Bacciger bacciger which use C. edule and D. trunculus, respectively, as first intermediate hosts (where their sporocysts parasitic stage develops). […]Then, the study focused on metacercariae infection in its bivalve second intermediate host, a relationship that is usually reported as less deleterious. […]Lastly, the susceptibility of bivalves to parasites infection when challenged by climate change related factors (salinity, temperature and pH) and contamination (Arsenic) was experimentally assessed. Main results showed that hosts exposure to stressful conditions related to global change scenarios can modify the parasite infection success and induced host biochemical response alterations.The findings presented in this thesis improved the knowledge on the effects of different constraints on bivalves, highlighting the crucial role of parasitism. If applied, these new insights can promote the sustainable management of bivalves, such an important marine resource, with greater production and economic potential. / Entre os agentes que modulam a dinâmica populacional, o parasitismo é significativo masmuitas vezes negligenciado. É urgente não só inventariar as várias espécies de parasitas, bem comocompreender a suscetibilidade dos hospedeiros à infeção (nomeadamente os bivalves) e investigar ainteração entre os parasitas e outras condições ambientais. Pelo que, esta tese teve como objetivoprincipal caracterizar e quantificar os macroparasitas trematodes (os mais abundantes e prevalentesem águas costeiras) que infetam Cerastoderma edule (berbigão) e Donax trunculus (conquilha), doisdos bivalves mais importantes em Portugal e França tanto do ponto de vista ecológico comoeconómico.Primeiramente, a dinâmica populacional dos bivalves foi estudada, tendo em conta a relaçãoentre a temperatura e o período de recrutamento e os efeitos recíprocos do recrutamento nabiomassa de adultos. Para isso, foi analisada uma base de dados abrangendo 17 anos deobservações mensais de uma população de berbigões que habitam uma área nacional protegida(Banc d’Arguin, Arcachon, França). Estas observações de longa duração mostraram que asustentabilidade de uma população de berbigão é dependente do sucesso do recrutamento. Emberbigões, o sucesso do recrutamento mostrou ser em parte, mas não totalmente, dependente datemperatura. Por esta razão, a sustentabilidade de uma coorte pode estar a ser estabelecida maiscedo, isto é, por processos que acontecem antes do recrutamento. Seguindo esta pista, o verdadeiropapel do parasitismo na dinâmica populacional dos bivalves foi mais explorado.De seguida e devido à elevada patogenicidade para os bivalves, foi dada especial atençãoaos parasitas Bucephalus minimus e Bacciger bacciger que usam C. edule e D. trunculus,respetivamente, como primeiros hospedeiros intermediários (onde o estádio parasítico esporocisto sedesenvolve). […].Depois, este estudo focou-se na infeção dos bivalves por metacercariae, ou seja, quandoservem de segundos hospedeiros intermediários no ciclo de vida do parasita. […]Por fim, foi experimentalmente avaliada a suscetibilidade dos bivalves à infeção por parasitasquando desafiados por fatores relacionados com as alterações climáticas (salinidade, temperatura epH) e contaminação (Arsénio). Os resultados mostraram que a exposição dos hospedeiros acondições de stress relacionadas com cenários de alterações globais podem modificar o sucesso dainfeção parasitária e induzir alterações na resposta bioquímica do hospedeiro.As descobertas apresentadas nesta tese melhoraram o conhecimento dos efeitos dediferentes variáveis nos bivalves, salientando o papel crucial do parasitismo. Se aplicados, estesnovos pontos de vista podem promover a gestão sustentável dos bivalves, um recurso marinho tãoimportante, aumentando o seu potencial de produção e económico.

Les zones côtières ne sont prises en compte dans les budgets globaux de CO2 atmosphérique que depuis peu. Il s’avère que bien qu’elles ne représentent globalement que de faibles superficies, les flux de carbone et de nutriments y sont très significatifs à l’échelle globale. On sait peu de chose sur le comportement des écosystèmes lagunaires vis-à-vis du CO2 et, encore moins des zones intertidales où les échanges avec l’atmosphère ont lieu alternativement avec l’eau et le sédiment. Les objectifs de cette étude ont été d’une part, d’établir le bilan de carbone échangé entre la lagune d’Arcachon, l’atmosphère et le milieu terrestre, et d’autre part de mettre en relation ces flux avec la production nette de l’écosystème (NEP) afin de mieux caractériser le statut métabolique de celle-ci ainsi que les facteurs environnementaux clés. Pour cela, nous avons mis en place pour la première fois et à différentes saisons et stations, des mesures directes de flux de CO2 par Eddy Corrélation, une méthode fonctionnant en continu pendant l’immersion et l’émersion. En parallèle, les apports de carbone terrestre sous ses différentes formes ont été quantifiés par un suivi annuel sur 9 rivières alimentant la lagune. L’export total de carbone par le bassin versant à travers les eaux de surface des rivières est estimé à 116 t C km-2 an-1 dont 39% est exporté à la lagune sous forme organique dissoute (DOC) du fait de la prédominance de podzols dans le bassin versant. La forte minéralisation de la matière organique terrestre dans les sols et eaux souterraines sursature largement les eaux en CO2 et l’export sous forme de carbone inorganique dissoute (DIC) représente environ 21%. La formulation d’un modèle mathématique, le « StreamCO2-DEGAS », basé sur les mesures de pCO2, de concentrations et de compositions isotopiques en DIC a permis de montrer que 43% de l’export total de carbone était dégazé sous forme de CO2 depuis les rivières vers l’atmosphère, réduisant alors le flux net entrant dans la lagune à 66 t C km-2 an-1. Concernant la mesure de flux verticaux, l’analyse cospectrale ainsi que les résultats obtenus en adéquation avec les contrôles physiques et biologiques aux différentes échelles tidale, diurne et saisonnières, ont permis de valider la méthode de l’Eddy Covariance en zone intertidale. Sur l’ensemble de la période de mesures, les flux de CO2 étaient faibles, variant entre -13 et 19 µmol m-2 s-1. Des puits de CO2 atmosphérique à marée basse le jour ont été systématiquement observés. Au contraire, pendant l’immersion et à marée basse la nuit, des flux positifs ou négatifs ou proche de zéro ont été observés suivant la saison et la station étudiées. L’analyse concomitante des flux de CO2 et des images satellites du platier à marée basse le jour a clairement permis de discriminer l’importance relative des deux cycles métaboliques distincts des principaux producteurs primaires avec (1) les herbiers de Zostera noltii à cycle annuel long, dominant la NEP en été et en automne à la station la plus centrale et (2) les communautés microphytobenthiques, dominant la production primaire brute (PPB) au printemps à la même station et en automne au fond du bassin. Un recyclage rapide de cette production durant l’immersion et l’émersion a aussi clairement été mis évidence. Au vue des différents résultats, la technique d’Eddy Covariance utilisée en zone intertidale laisse envisager d’intéressantes perspectives en termes de connaissances sur les budgets de carbone et les processus écologiques et biogéochimiques dans la zone côtière. / The coastal zone is only taken into account since recently in global carbon budgeting efforts. Although covering globally modest surface areas, carbon and nutrient fluxes in the coastal zone appear significant at the global scale. However, little is known about the CO2 behaviour in lagoons and even less in intertidal zones where exchanges with the atmosphere occur alternatively with the water and the sediment. The purposes of this work are, on one hand, to establish the carbon budget between the Arcachon lagoon, the atmosphere and the terrestrial watershed and on the other hand, to link these fluxes with the net ecosystem production (NEP) and better characterize its metabolic status along with the relevant environmental factors. For the first time, CO2 flux measurements by Eddy Correlation have been carried out at different seasons and stations in the tidal flat. In parallel, the total terrestrial carbon export from river waters has been quantified throughout a complete hydrological cycle in nine watercourses flowing into the lagoon. The total carbon export from the watershed through surface river waters is estimated at 116 t C km-2 yr-1 on which 39% is exported to the lagoon as dissolved organic carbon (DOC) owing to the predominance of podzols in the watershed. Intense organic matter mineralization in soils and groundwaters largely over-saturate river waters in CO2 on which export accounts for 21% as dissolved inorganic carbon (DIC). The mathematical “StreamCO2-DEGAS” model formulation based on water pCO2, DIC concentrations and isotopic composition measurements permits to show that 43% of the total carbon export was degassed as CO2 from the riverine surface waters to the atmosphere, lowering then this latter to 66 t C km-2 yr-1. With respect to the CO2 flux measurements in the lagoon, cospectral analysis and the well accordance of results with physical and biological controls at the tidal, diurnal and seasonal time scales permit to validate the Eddy Correlation technique over tidal coastal zone. CO2 fluxes with the atmosphere, during each period, were generally weak and ranged between -13 and 19 µmol m-2 s-1. Low tide and daytime conditions were always characterized by an uptake of atmospheric CO2. In contrast, during the immersion and during low tide at night, CO2 fluxes where either positive or negative, or close to zero, depending on the season and the site. The concomitant analysis of CO2 fluxes with satellite images of the lagoon at low tide during the day clearly discriminate the relative importance of the two distinct metabolic carbon cycling involving the main primary producers, i.e. (1) the Zostera noltii seagrass meadow predominance on the NEP in autumn and summer in the more central station, with an annual cycling and (2) the microphytobenthos community predominance on the gross primary production (GPP) in spring at the same station and in autumn in the inner part of the bay where a rapid carbon cycling during the immersion and the emersion was clearly highlighted. The different results obtained with the Eddy Correlation technique over tidal flats opens interesting perspectives on the knowledge of the carbon budget and the biogeochemical and ecological processes within the coastal zone.