Dissertationen zum Thema „Écologie pélagique – Austral, Océan“

L'écosystème pélagique Est Antarctique est dominé par le poisson Pleuragramma antarcticum qui représente jusqu'à 90% de la biomasse des poissons dans la colonne d'eau. P. antarcticum est la seule espèce de la famille des Nototheniidae dont la totalité du cycle de vie se déroule dans la colonne d'eau. Cette espèce se caractérise par un état larvaire particulièrement long qui dure un an et une distribution verticale avec les larves en surface et les individus les plus âgés en profondeur. P. antarcticum est planctonophage à tous ses stades de développement et est la proie principale d'un grand nombre de prédateurs supérieurs. Ainsi, P. antarcticum apparait comme une espèce clé de l'écosystème qui fait le lien entre le phytoplancton / zooplancton et les niveaux trophiques supérieurs. Dans le cadre de cette thèse nous avons étudié l'écologie trophique de cette espèce. Dans la première partie de la thèse, nous avons étudié les variations d'abondance larvaire et la distribution verticale des différents stades de développement. Nous avons poursuivi l'étude de l'état larvaire afin de déterminer les paramètres qui influencent la condition des individus et si P. antarcticum peut être considéré comme un bon indicateur des changements de l'environnement polaire. La seconde partie de cette thèse a comme objectif de clarifier les relations trophiques de P. antarcticum et son rôle dans l'écosystème. Nous avons couplé différentes méthodes qui nous ont permis d'aborder le régime alimentaire instantané (contenus digestifs), sur quelques semaines (acides gras) et sur le mois (isotopes stables). P. antarcticum apparait comme une espèce clé dans un écosystème supposé en " taille de guêpe ". De ce fait, des changements d'abondance de cette espèce pourraient avoir un fort impact sur les niveaux trophiques inférieurs et supérieurs.

Les processus bottom-up contôlent une portion importante de la variabilité des écosystèmes marins. Dans l'océan Austral, des contrastes intenses dans la distribution des écosystèmes pélagiques sont génerés par la limitation de la production primaire par le fer et la Courant Circumpolaire Antarctique. Les efflorescences massives en phytoplancton en aval des îles entretiennent des vastes réseaux trophiques. En comparaison, l'impact des sources profondes de nutriments sur la production pélagique semble négligeable. Les programmes de conservation dans la Courant Circumpolaire Antarctique vont de pair avec cette description, avec des Aires Marines Protégées uniquement autour des îles. En combinant des données multi-satellites, des observations in-situ, des données de télémétrie animale et des sorties de modèles, cette thèse réévalue le rôle écologique des sources profondes de nutriments sur les écosystèmes pélagiques. L’analyse Lagrangienne des courants géostrophiques relie des vastes blooms phytoplanctoniques à des sources hydrothermaux ou des monts sous-marins. Les études contenues dans cette thèse démontrent que les forçages bottom-up induits par les sources profondes en nutriments façonnent le paysage marin pélagique à l'échelle du bassin, des producteurs primaires aux mégafaunes. Les résultats issus de cette thèse sont ainsi considérés dans le contexte des programmes de conservation. Il s’agit notamment des travaux de la CCAMLR visant à développer un système représentatif d’Aires Marines Protégées et dans le projet actuel d'extension de l’Aire Marine Protégée des îles françaises Saint-Paul et d'Amsterdam
Bottom-up forces control a large fraction of marine ecosystem variability. In the Southern Ocean, intense contrasts in the distribution of pelagic ecosystems are driven by the iron limitation of biological productivity and the vigorous Antarctic Circumpolar Current. Massive phytoplankton blooms stemming from islands support large trophic chains. By comparison, the impact of deep nutrient sources on the pelagic production appears negligible. Conservation efforts in the Antarctic Circumpolar Current are in line with this description, with Marine Protected Areas only occurring around islands. By combining multi-satellite data, in-situ observations, animal telemetry data and model outputs, this thesis revaluates the ecological role of deep nutrient sources. Lagrangian analyses of altimetry-derived velocity fields link vast phytoplankton blooms to hydrothermal vents or seamounts. The studies contained in this thesis demonstrate that bottom-up forcings driven by deep nutrient sources shape the pelagic seascape at basin scale (O(103 km)) from primary producers up to megafauna species. These findings underline the ecological importance of the open Southern Ocean waters and advocate for a connected vision of future conservation actions along the Antarctic Circumpolar Current. The analyses of bottom-up forcings are consequentially considered within the CCAMLR’s effort for developing a representative system of Marine Protected Areas and within the ongoing extension project of the French Saint Paul and Amsterdam islands’ Marine Protected Areas

La classification des crinoïdes est en constant changement. Elle est cependant restée largement basée sur l’analyse des caractères externes du squelette, héritée de la paléontologie. L’apport relativement récent de l’analyse de l’ontogenèse des caractères et de la prise en compte des contraintes morphofonctionnelles a permis de mieux appréhender les affinités au sein des crinoïdes. L’approche moléculaire développée dans ce travail permet de tester ces affinités. Dans la nouvelle phylogénie de la classe présentée ici, un clade A est uniquement composé de formes pédonculées et un clade B comprend toutes les comatules et certains crinoïdes pédonculés. Un quart des familles de crinoïdes actuels est représenté dans l’océan Austral. Un nouvel inventaire des crinoïdes antarctiques permet de mettre en évidence 40 ESUs. Certaines sont très structurées géographiquement alors que d’autres sont circumpolaires. La plupart sont eurybathes. La description des niches écologiques des espèces antarctiques les plus abondantes, retrouvées en sympatrie et parfois syntopie, permet de montrer qu’elles partagent les mêmes régions optimales tout en ayant chacune sa propre niche et ses propres spécialisations. La combinaison des approches de phylogénie moléculaire, taxonomie intégrative, phylogéographie, génétique des populations, description des niches écologiques a permis de caractériser les diversités spécifique et écologique des crinoïdes antarctiques et de les replacer dans une phylogénie de la classe, tout en éclaircissant les relations phylétiques entre taxa
The crinoid classification is in constant change. It was however largely based on the analysis of the external characters of the skeleton. The recent contribution of the analysis of the ontogeny of morphological characters and a better understanding of the morphofunctional constraints helped to better understand the affinities within the class Crinoidea. The molecular approach developed in this work allows testing these affinities. In the new phylogeny of the class shown here, a clade A is only composed by stalked forms and a clade B comprises all the comatulids and some stalked crinoids. A quarter of the extant crinoid families are represented in the Southern Ocean. A new inventory of Antarctic crinoids accounts for 40 ESUs. Some are geographically well structured whereas some are circumpolar in distribution. Most are eurybathic. The description of ecological niches of the most abundant Antarctic species, found in sympatry and sometimes syntopy, allows showing that they share the same optimal regions but each of them has its own niche and its own specializations. The combination of different approaches such as molecular phylogeny, integrative taxonomy, phylogeography, population genetics, ecological niche description allowed characterizing the specific and ecological diversities of Antarctic crinoids and replacing them into a phylogeny of the class, while shedding light on the phyletic relationships between taxa

En milieu océanique, la ressource est distribuée de façon hétérogène. De ce fait, les proies sont souvent regroupées en bancs (« patchs »). En 2014, le projet MyctO-3D-Map a permis de récolter au large de Kerguelen (Terres Australes et Antarctiques Françaises) des données simultanément sur la distribution des proies en milieu pélagique et sur le comportement de plongée de prédateurs marins. L’objectif de cette thèse était d’évaluer les stratégies de recherche alimentaire d’oiseaux plongeurs (manchots) en fonction de la distribution de leurs proies. À l’échelle de la plongée, les manchots royaux, Aptenodytes patagonicus, et les gorfous macaronis, Eudyptes chrysolophus, ajustent leur comportement en fonction de leur succès alimentaire lors de la plongée précédente. Lorsqu’ils rencontrent une zone favorable les manchots ont tendance à diminuer leur temps de surface et replonger à la même profondeur. Les manchots, comme de nombreux autres prédateurs plongeurs, effectuent des séquences de plongées répétées appelées « bouts ». Pendant les séries de prey capture attempt bouts (PCA bouts), où ces prédateurs réalisent des plongées successives de tentative de captures de proies, les gorfous macaroni et les manchots royaux modifient leur comportement de plongée en fonction de la longueur de la séquence. Plus la séquence est longue, plus l’activité de prospection est importante et plus les phases descendantes et ascendantes sont rapides. De plus, la densité de PCA bouts était similaire à la densité de patchs de poissons par km. Ces résultats suggèrent que l’unité de prospection alimentaire pour les manchots royaux serait le PCA bout. À l’échelle de la zone entière prospectée par les manchots royaux, ces prédateurs se dirigent vers une zone moins riche en biomasse mais où les patchs de poissons sont plus accessibles. Cette étude est l’une des rares ayant pu comparer des données acoustiques récoltées de façon simultanée aux données de recherche alimentaires chez des manchots pistés en mer. La distribution des patchs de poissons et plus encore leur accessibilité est donc un élément clé influençant le comportement de prospection alimentaire des prédateurs plongeurs, que ce soit à plus ou moins fine échelle
In the pelagic environment, the resource is heterogeneously distributed. Therefore, prey are aggregated in patch. In 2014, the program MyctO-3D-Map collected information on both prey distribution and foraging behaviour of diving predators (penguins). The aim of this thesis was to evaluate the foraging strategies of diving predators breeding at Kerguelen Island according to prey distribution. At the dive scale, king penguins (Aptenodytes patagonicus) and macaroni penguins (Eudyptes chrysolophus) adjusted their foraging behaviour depending on the foraging behaviour of the preceding dive. Our results suggested that when penguins encountered a favourable area, they decreased surface time and dived to the same depth as the previous dive. Penguins performed dives in discrete series called bouts, similarly to several other diving predators. In prey capture attempt bouts (PCA bouts), king and macaroni penguins modified their diving behaviour with the length of PCA bouts: longer PCA bouts were associated with higher foraging activity and shorter transit phases. Moreover, the density of PCA bouts was similarly to the density of fish patches. These results suggested that the functional foraging unit for king penguins was the PCA bout. At the scale of the entire prospected area, king penguins moved towards area less rich in biomass, but where prey patches are more accessible. This survey is one of the few that compares simultaneously acoustic data and foraging behaviour of penguins. The distribution of fish patch and their accessibility is one of the most important parameter influencing the foraging behaviour of diving predators

Les foraminifères planctoniques vivants (LPF) contribuent à la pompe biologique du carbone océanique en générant des flux de Corg (cytoplasme) et de Cinorg (test calcaire). Dans cette étude, la morphométrie des tests, les abondances et les compositions spécifiques des assemblages de LPF dans l'océan Indien Sud (30°S-60°S, 50°E-80°E), ont été caractérisées à partir de la collecte par filet à plancton stratifié (Multinet) sur 19 stations échantillonnées pendant trois étés consécutifs (2012- 2014). En démontrant l'efficacité d'échantillonnage du Continuous Plankton Recorder pour spatialiser les données observées en 19 stations, l’étude de la dynamique de population des LPF montre l'effet de la position des fronts sur la production des LPF. Pour mieux contraindre l'impact des LPF dans la pompe biologique du carbone des hautes latitudes, la biomasse protéique et la masse calcique de plus de 2000 foraminifères ont été mesurées. Les différences de biomasse protéique et de poids normalisé par la taille entre années, espèces et masses d'eau suggèrent que les paramètres environnementaux affectent la production de Corg et de Cinorg des LPF. Le rôle des LPF sur la pompe biologique de carbone marin dépend des conditions hydrologiques et trophiques du milieu. Le rapport Corg/Cinorg est très différent selon les espèces considérées. L'applicabilité des tests de foraminifères planctoniques comme proxy de paléopompe du carbone dans les hautes latitudes dépendrait donc de l'effet exercé par les variations des conditions écologiques, et de la composition de l’assemblage. Cette étude propose une première estimation des budgets Corg et Cinorg produits par les LPF dans l’Océan Indien Austral
Planktonic foraminifera contribute to the marine biological carbon pump by generating organic (cytoplasm) and inorganic (shell) carbon fluxes. In this study, we characterized LPF total abundances, assemblages and test morphometry (minimum diameter) along 19 stations sampled by stratified plankton net (Multinet), during three consecutive austral summers (2012-2014) in the Southern Indian Ocean (30°S-60°S, 50°E-80°E). By demonstrating the efficiency of CPR for LPF sampling, we analysed population dynamic between 19 multinet sampling stations, showing the effect of frontal position on LPF production. To better constrain the impact of those organisms in the biological carbon pump at high latitudes, we have quantified the individual protein-biomass and test calcite mass of more than 2000 LPF. Differences in size-normalized protein-biomass and in size-normalized weight between years, species, and water bodies suggest that environmental parameters affect the production of planktonic foraminifera organic and inorganic carbon to varying degrees. Consequently, planktonic foraminifera are assumed to affect the biological carbon pump, depending on ecological conditions and biological prerequisites. The applicability of planktonic foraminifera tests as proxy of the past biological carbon pump in high latitudes would hence critically depend on the effect exerted by changing in ecological conditions, and the presence of different species. This study proposes a first estimation of planktonic foraminifera Corg and Cinorg standing stock and fluxes in the Southern Indian Ocean

L'écosystème océanique Néo-Calédonien dans le Pacifique sud-ouest contient une forte diversité de prédateurs, comme les oiseaux marins ou les cétacés. La récente création du Parc naturel de la mer de corail a ouvert un besoin d'informations solides sur le fonctionnement de cet écosystème remarquable, notamment sur la dynamique du micronecton (organismes entre 1 et 20cm constituant la nourriture des prédateurs supérieurs) et de son rôle central dans les réseaux alimentaires, d'autant plus que ce maillon est le plus méconnu. Dans ce contexte, cette thèse a montré une forte influence de l’environnement sur sa distribution spatiale et saisonnière avec en moyenne plus de micronecton dans le sud que dans le nord, et plus en hiver qu’en été. Les espèces composant le micronecton sont plus riches en crustacés au nord en céphalopodes et poissons au sud. L’abondance de micronecton aurait tendance à diminuer sous l’influence du changement climatique. Enfin, nous avons montré que la répartition spatiale de ce groupe influençait la présence de six groupes de prédateurs : thon jaune, thon germon, dorade coryphène, dauphins, puffin et fou à pieds rouges
The New Caledonian pelagic ecosystem in the southwest Pacific contains a high diversity of predators, such as seabirds and cetaceans. The recent creation of the Natural Park of the Coral Sea created a need for solid information on the functioning of this remarkable ecosystem, particularly on the dynamics of the micronecton (organisms between 1 and 20 cm constituting food of top predators) and its central role in food webs, especially since is the most poorly understood. In this context, this PhD showed a strong influence of environment on its spatial and seasonal distribution with on average more micronekton in the south than in the north, and more in winter than in summer. The species composing the micronecton are riche in crustaceans in the north and in cephalopods and fish in the south. The micronecton abundance would tend to decrease under the influence of climate change. Finally, we showed that the spatial distribution of this group influenced the presence of six groups of predators: yellowfin tuna, albacore tuna, dolphin, dolphin, shearwater and red-footed body

La biosphère océanique module la concentration de CO2 atmosphérique via la pompe biologique (transfert vertical de carbone organique particulaire - POC - de l'océan de surface vers le fond) et la contre-pompe des carbonates (émission de CO2 lors de la précipitation du carbone inorganique particulaire - PIC). Cette thèse a pour but (1) d'identifier la contribution de différents groupes planctoniques à l'export de POC et PIC à échelle annuelle dans des zones de production contrastée de l'océan Austral et (2) de comprendre comment cette diversité influence la stœchiométrie et la labilité du matériel exporté.Des déploiements de pièges à particules à proximité les iles Kerguelen et de la Géorgie du Sud montrent que la fertilisation naturelle en fer augmente l'intensité mais pas l'efficacité de l'export de POC. Les spores de résistance de diatomées pilotent une fraction importante (40-60 %) de l'export annuel de POC dans chacun des sites productifs. L'analyse taxonomique des diatomées mène à l'identification de groupes consistants qui impactent la séquestration préférentielle du C ou du Si. Lors d'une campagne estivale, nous associons l'abondance relative de diatomées et dinoflagellés à la stœchiométrie N:P de la matière organique et soulignons l'importance des couches de transition pour le découplage des cycles du C et Si. L'étude de la composition en lipides du matériel exporté nous permet d'identifier les spores de diatomées comme des vecteurs de matière organique contenant des acides gras riches en énergie. A Kerguelen, la faible contre-pompe des carbonates est due à dominance des coccolithophoridés dans l'export de PIC au Sud du Front Polaire
Marine biosphere impacts the atmospheric CO2 concentration by two main processes: the biological pump (vertical transfer of particulate organic carbon - POC - from the surface to the deep ocean) and the carbonate counter pump (CO2 emission during particulate inorganic - PIC - precipitation). The objectives of this PhD are (1) to identify the relative contribution of different plankton groups to POC and PIC export at annual scale in regions of contrasted productivity in the Southern Ocean and (2) to understand how this diversity impacts the elemental stoichiometry and lability of the exported material.Annual sediment trap deployments in the vicinity of the Kerguelen and South Georgia island plateaus have demonstrated that natural iron fertilisation increases the intensity but not the efficiency of export. Diatom resting spore formation drives an important fraction (40-60 %) of the annual carbon export in the productive sites. The taxonomic analyses of exported diatoms lead to the identification of consistent groups that impact the preferential export of C or Si. During a summer cruise, we associate the relative abundance of diatoms and dinoflagellates to the N:P stoichiometry of particulate organic matter and highlight the importance of transition layers for C and Si uncoupling. The study of the lipid composition of export leads to the identification of diatom resting spore as preferential vectors for the export energy-rich fatty acids. At Kerguelen, the low carbonate counter-pump is due to the dominance of coccolithophores contribution to PIC export south of the Polar Front

La biosphère océanique module la concentration de CO2 atmosphérique via la pompe biologique (transfert vertical de carbone organique particulaire - POC - de l'océan de surface vers le fond) et la contre-pompe des carbonates (émission de CO2 lors de la précipitation du carbone inorganique particulaire - PIC). Cette thèse a pour but (1) d'identifier la contribution de différents groupes planctoniques à l'export de POC et PIC à échelle annuelle dans des zones de production contrastée de l'océan Austral et (2) de comprendre comment cette diversité influence la stœchiométrie et la labilité du matériel exporté.Des déploiements de pièges à particules à proximité les iles Kerguelen et de la Géorgie du Sud montrent que la fertilisation naturelle en fer augmente l'intensité mais pas l'efficacité de l'export de POC. Les spores de résistance de diatomées pilotent une fraction importante (40-60 %) de l'export annuel de POC dans chacun des sites productifs. L'analyse taxonomique des diatomées mène à l'identification de groupes consistants qui impactent la séquestration préférentielle du C ou du Si. Lors d'une campagne estivale, nous associons l'abondance relative de diatomées et dinoflagellés à la stœchiométrie N:P de la matière organique et soulignons l'importance des couches de transition pour le découplage des cycles du C et Si. L'étude de la composition en lipides du matériel exporté nous permet d'identifier les spores de diatomées comme des vecteurs de matière organique contenant des acides gras riches en énergie. A Kerguelen, la faible contre-pompe des carbonates est due à dominance des coccolithophoridés dans l'export de PIC au Sud du Front Polaire
Marine biosphere impacts the atmospheric CO2 concentration by two main processes: the biological pump (vertical transfer of particulate organic carbon - POC - from the surface to the deep ocean) and the carbonate counter pump (CO2 emission during particulate inorganic - PIC - precipitation). The objectives of this PhD are (1) to identify the relative contribution of different plankton groups to POC and PIC export at annual scale in regions of contrasted productivity in the Southern Ocean and (2) to understand how this diversity impacts the elemental stoichiometry and lability of the exported material.Annual sediment trap deployments in the vicinity of the Kerguelen and South Georgia island plateaus have demonstrated that natural iron fertilisation increases the intensity but not the efficiency of export. Diatom resting spore formation drives an important fraction (40-60 %) of the annual carbon export in the productive sites. The taxonomic analyses of exported diatoms lead to the identification of consistent groups that impact the preferential export of C or Si. During a summer cruise, we associate the relative abundance of diatoms and dinoflagellates to the N:P stoichiometry of particulate organic matter and highlight the importance of transition layers for C and Si uncoupling. The study of the lipid composition of export leads to the identification of diatom resting spore as preferential vectors for the export energy-rich fatty acids. At Kerguelen, the low carbonate counter-pump is due to the dominance of coccolithophores contribution to PIC export south of the Polar Front

L'exploration de la niche écologique d'une espèce implique une analyse à plusieurs échelles, car différentes contraintes environnementales peuvent avoir des conséquences écologiques importantes. Cependant, l'absence d'informations précises sur l'écologie des petites espèces de procellariiformes a considérablement limité leur étude, impactant notre capacité à définir une planification de conservation appropriée. Les avancées technologiques dans la miniaturisation des enregistreurs de données permettent depuis peu de collecter des données écologiques sur ces espèces. Dans cette étude, une approche multidisciplinaire a été utilisée pour étudier la niche écologique des pétrels plongeurs communs et de Géorgie du Sud. Les principaux objectifs étaient de : 1) décrire leur écologie alimentaire pendant les périodes de reproduction et de non-reproduction, et étudier leurs variations interannuelles ; 2) déterminer les différences écologiques entre les populations de l'Océan Austral ; et 3) étudier les variations de leur écologie tout au long du cycle annuel dans un contexte de ségrégation écologique entre ces deux espèces sœurs. Les résultats ont démontré que les pétrels plongeurs présentent des capacités de vol remarquables malgré leur charge alaire élevée, se nourrissant sur de vastes zones pendant la reproduction et migrant à plusieurs milliers de kilomètres de leur colonie pendant la période post-reproduction. Ces analyses ont révélé d'importantes différences écologiques au sein des espèces, notamment en termes de phénologie et de zone de migration. La collecte de données sur plusieurs années a considérablement renforcé ces résultats et fournit des informations précieuses pour comprendre les limites des niches écologiques des pétrels plongeurs. Enfin, la variation de ségrégation en fonction du stade de reproduction a démontré l'importance d'une approche multi-outils pour mieux décrire et comprendre la coexistence d'espèces écologiquement similaires
Exploring a species’ ecological niche entails investigating at multiple scales, as different environmental threats and niche constraints between intra-species levels may lead to important ecological and conservation consequences. However, the absence of precise information about small procellariiform species ecology has greatly limited ecological niche modelling studies, directly impacting our ability to delineate proper conservation planning. Technological advancements in the miniaturisation of data loggers have made it possible to collect ecological data of such species. In the present study, a multi-tooled approach was used to investigate the ecological niche of the common and the South-Georgian diving petrels. The primary objectives were to: 1) describe their foraging ecology during the breeding and non-breeding periods, and investigate their inter-annual variations; 2) determine the ecological differences between populations throughout the Southern Ocean; and 3) study the variations in their foraging ecology throughout the entire annual-cycle in the context of niche segregation between two sibling species. The results demonstrated that diving petrels exhibit remarkable flying abilities despite their high wing loading, foraging over large areas during the breeding season, and migrating several thousands of kilometres from their colony during the post-breeding period. These analyses revealed important ecological differences throughout the species distribution, particularly in terms of phenology and migration area. Collecting data over several years substantially strengthens results and provides valuable information to understand the variations and the limits of diving petrel ecological niches. Finally, a stage-dependent and context-dependent niche segregation analysis demonstrated the importance of a multi-tooled approach to better describe and understand the co-existence of ecologically similar species

L’Océan Austral (OA) joue un rôle essentiel dans l’absorption et le stockage du carbone d’origine anthropique du fait de l’action combinée des pompes physique et biologique (Boyd et al. 2019 DOI :10.1038/s41586-019-1098-2). Par ailleurs l’océan austral assure la moitié de la production primaire de la biosphère. Des analyses récentes suggèrent néanmoins une modification des concentrations en chlorophylle-a (Chl-a) de surface dans l’Océan Austral avec une tendance à l’augmentation, en particulier sur la période hivernale (Del Castillo et al. 2019 DOI :10.1029/2019GL083163). Compte tenu de la phénologie des différentes espèces de phytoplancton, cette tendance et le décalage temporel associé pourraient impliquer une modification de la composition des communautés phytoplanctoniques se succédant au cours de l’année. Cette hypothèse est confortée, sans être pour autant vérifiée, par les travaux réalisés au CEBC révélant une décroissance continue de la signature isotopique en δ13C des éléphants de mer de Kerguelen sur la période 2006-2018 alors que la signature du carbone inorganique dissous dans l’eau (DIC, Dissolved Inorganic Carbon) n’a pas varié sur cette même période (Données SNO-OISO, N. Metzl comm. personnelle). Cette modification dans la composition des éléphants de mer traduit un potentiel changement dans la qualité du phytoplancton présent à la base des chaînes trophiques dont ils dépendent (Schell et al., 1989 DOI :10.1007/BF00399575; Cherel et Hobson, 2007 DOI:10.3354/meps329281). L’objectif du projet est premièrement d’estimer les variations quantitatives en termes de biomasse phytoplanctonique dans le secteur indien de l’Océan Austral, et deuxièmement, d’apprécier les changements associés d’un point de vue qualitatif sur la composition des communautés phytoplanctoniques, ainsi que leurs impacts sur l’écologie de grands prédateurs tels que l’éléphant de mer
The Southern Ocean (SO) plays a critical role in the uptake and storage of anthropogenic carbon due to the combined action of physical and biological pumps (Boyd et al. 2019 DOI:10.1038/s41586-019-1098-2). Furthermore, the Southern Ocean provides half of the primary production of the biosphere. Recent analyses nevertheless suggest a change in surface chlorophyll-a (Chl-a) concentrations in the Southern Ocean with an increasing trend, especially over the winter period (Del Castillo et al. 2019 DOI:10.1029/2019GL083163). Given the phenology of the different phytoplankton species, this trend and the associated temporal shift could imply a change in the composition of phytoplankton communities succeeding each other during the year. This hypothesis is supported, but not verified, by work done at the CEBC revealing a continuous decrease in the δ13C isotopic signature of Kerguelen elephant seals over the period 2006-2018 while the signature of dissolved inorganic carbon (DIC) did not vary over the same period (SNO-OISO data, N. Metzl personal comm.). This change in elephant seal composition reflects a potential change in the quality of phytoplankton at the base of the food chains on which they depend (Schell et al., 1989 DOI:10.1007/BF00399575; Cherel and Hobson, 2007 DOI:10.3354/meps329281). The objective of the project is firstly to estimate quantitative variations in phytoplankton biomass in the Indian sector of the Southern Ocean, and secondly, to assess the associated qualitative changes in phytoplankton community composition, as well as their impacts on the ecology of large predators such as the elephant seal

La 6ème crise majeure d’extinction des espèces qui sévit actuellement n’épargne pas les oiseaux marins, notamment les albatros. Leurs populations ont chuté de 70% au cours des 60 dernières années essentiellement par mortalité dans les palangriers. Les grands albatros couvrent d’énormes distances pendant leurs trajets de recherche alimentaire et leur curiosité et leur opportunisme favorisent les rencontres régulières avec des bateaux. Ils constituent ainsi des modèles privilégiés pour étudier les relations entre les oiseaux marins et les pêcheries. Au cours de cette thèse, grâce au développement de nouveaux prototypes de balises déployés sur les albatros hurleurs et d’Amsterdam de l’océan Indien et à de nouvelles méthodes d’estimation du risque de captures accidentelles, nous avons pu démontrer que les comportements de recherche alimentaire naturels diffèrent de ceux associés à un bateau. De même, les caractéristiques intrinsèques des oiseaux (espèce, population, sexe, âge et personnalité) entrainent des différences d’exposition au risque de captures accidentelles notamment par l’utilisation d’habitats différents. Enfin nous avons mis en évidence que les caractéristiques des bateaux avaient également une forte influence sur ce risque de captures accidentelles, notamment par le type de bateaux rencontrés, leur légalité, les pratiques utilisées et la présence de rejets de pêche. Nous concluons par la présentation de nouvelles méthodes pour mieux estimer le risque de captures accidentelles et la nécessité de connaissances fondamentales des espèces et populations pour mieux protéger les milieux marins toujours plus en danger
The current 6th major species extinction crisis is also affecting seabirds, especially albatrosses. Their populations have decreased by 70% over the last 60 years, mainly due to mortality in longline fisheries. Large albatrosses cover enormous distances during their foraging trips and their curiosity and opportunism favour regular encounters with boats. Thus, they constitute privileged models for studying the relationships between seabirds and fisheries. During the course of this thesis, thanks to the development of new prototype loggers deployed on Wandering and Amsterdam albatrosses in the Indian Ocean and new methods for estimating by-catch risks, we were able to observe that natural foraging behaviours differ from those associated with a boat. Similarly, the intrinsic characteristics of birds (species, population, sex, age and personality) lead to differences in exposure to by-catch risk, particularly through the use of different habitats. Finally, we have shown that the characteristics of boats also have a strong influence on the risk of by-catch, in particular through the type of boats encountered, their legality, the fishing practices used and the presence of discards. We conclude by presenting new methods to better estimate the risks of by-catch and the need for fundamental knowledge of species and populations in order to better protect marine environments that are increasingly endangered

Les mécanismes d'établissement d'une circulation océanique glaciaire pendant la dernière entrée en glaciation, et son rôle dans la chaîne d'événements reliant les variations d'insolation à la croissance des calottes et au refroidissement global sont encore peu connus. Ce travail vise à mieux contraindre les changements de circulation thermohaline aux hautes latitudes nord et sud sur la période 130-60 ka, en relation avec l'hydrologie de surface et la climatologie globale. Il est basé sur la comparaison d'enregistrements de foraminifères planctoniques et benthiques de haute résolution obtenus dans la nouvelle carotte australe MD02-2488 (46°S, 88°E, 3420 m), avec ceux disponibles en Atlantique Nord et dans l'Austral. Une attention particulière a été portée à l'établissement d'une chronostratigraphie globale appuyée sur celle des forages de glace antarctiques et groenlandais. Nous montrons l'établissement progressif d'une circulation glaciaire, atteinte seulement vers 60 ka. Une expansion des eaux antarctiques de fond (AABW) est observée très tôt dans l'océan austral, avant tout changement hydrologique significatif en Atlantique Nord. Les eaux atlantiques nord (NADW) deviennent moins profondes plusieurs milliers d'années plus tard, lorsque le refroidissement des hautes latitudes nord s'est généralisé et que les calottes ont atteint une taille maximum. Nous proposons une réponse rapide du climat des hautes latitudes sud aux variations orbitales par une extension de la couverture de banquise australe, alors que le temps de croissance des calottes de l'hémisphère nord induit un établissement tardif des conditions glaciaires par rapport à la baisse d'insolation boréale d'été
The mechanisms of establishment of a glacial ocean circulation at the initiation of the last glacial period, and its role in the chain of events linking insolation variations with continental ice-sheets growth and global cooling are still poorly known. This work aims at better constraining the deep-water changes in the northern and southern high latitudes over the period 130-60 ka, in relationship to surface hydrology and global climatology. It is based on the comparison of high-resolution records obtained on planktic and benthic foraminifera in the newly analyzed Southern Ocean core MD02-2488 (46°S, 88°E, 3420 m), with available records from both the Southern Ocean and the North Atlantic. A particular attention has been turned to the definition of a global chronostratigraphy based on that of Antarctic and Greenland ice cores. We show a progressive establishment of a glacial circulation, with full glacial conditions reached around 60 ka only. We observe an expansion of the poorly ventilated Antarctic Bottom Water (AABW) mass in the Southern Ocean early during the inception, before any significant deep-water changes in the North Atlantic. Shoaling of North Atlantic Deep Waters (NADW) and increased influence of AABW in the deep North Atlantic are observed several thousands years later, when high northern latitudes cooling gets stronger and ice-sheets reach a maximum size. We propose that, whereas high southern latitudes climate quickly responded to orbital variations via an extension of the sea ice cover, the growth time of northern hemisphere ice-sheets induced a late establishment of glacial conditions with respect to the boreal summer insolation decrease

Les écosystèmes marins des hautes latitudes méridionales (HLME) sont très sensibles au changement climatique, ayant un impact sur les processus physiques, chimiques et biologiques. Cependant, leur rôle important dans la modulation du climat et la circulation des masses d'eau contraste avec le nombre relativement faible d'études sur leur fonctionnement. Relativement peu d'études sur la structure de la communauté bactérioplanctonique ont été rapportées pour le sud de la Patagonie chilienne et pour l'océan Austral (SO) à grande échelle, et aucune n'a ciblé la fraction active de la communauté bactérioplanctonique. Nous avons utilisé le séquençage de l'ARNr 16S pour analyser et décrire la structure communautaire des communautés bactérioplanctoniques actives dans le sud de l'HLME. L'objectif principal de cette thèse était de caractériser la diversité et l'abondance des communautés de bactérioplancton le long de gradients environnementaux et géographiques dans le sud de HLME. Tout d'abord, nous avons cherché à savoir si les fjords voisins du sud de la Patagonie chilienne, avec un climat et une localisation similaires mais des apports d'eau douce différents, présentaient des communautés différentes. Deuxièmement, nous avons étudié les changements interannuels subis par la communauté bactérioplanctonique du fjord de Yendegaia. Troisièmement, nous avons examiné la structure spatiale à grande échelle de la communauté bactérioplanctonique le long d'un transect traversant le secteur Pacifique du SO. Nos résultats montrent que les communautés bactérioplanctoniques du pôle sud sont structurées en fonction de paramètres physiques, chimiques et biologiques caractéristiques de la zone. De plus, nous avons également démontré que les changements des paramètres environnementaux, spatiaux et temporels affectent la structure des communautés bactérioplanctoniques. Ainsi, nous soulignons l'importance des études d'écologie microbienne dans les zones sensibles au changement climatique global comme le sud de l'HLME
Southern high latitudes marine ecosystems (HLME) are highly sensitive to climate change, impacting physical, chemical, and biological processes, however, their prominent role in climate modulation and water masses circulation, contrast with the relatively low number of studies on their functioning. Relatively few studies on bacterioplankton community structure have been reported for southern Chilean Patagonia and for the Southern Ocean (SO) on a large scale, and none have targeted the active fraction of the bacterioplankton community. We used 16S rRNA sequencing to analyze and describe the community structure of the active bacterioplankton communities in southern HLME. The main objective of this thesis was to characterize de diversity and abundance of bacterioplankton communities along environmental and geographical gradients in southern HLME. First, we investigated whether nearby fjords of the southern Chilean Patagonia, with similar climate and location but different freshwater inflows, had different communities. Second, we investigated interannual changes experienced by the bacterioplankton community of the Yendegaia fjord. Third, we examined the large-scale spatial structure of the bacterioplankton community along a transect across the Pacific sector of the SO. Ours results show that southern polar bacterioplanktonic communities are structured according to physical, chemical, and biological parameters characteristic of the area. In addition, we also demonstrated that changes in environmental, spatial, and temporal parameters affect the structure of bacterioplanktonic communities. Thus, highlighting the importance of microbial ecology studies in areas sensitive to global climate change such as southern HLME

Comprendre les facteurs sociaux et environnementaux de la distribution et des mouvements de la mégafaune marine est essentiel à sa conservation. Les cétacés sont des espèces rares et mobiles, dont la gestion nécessite une meilleure compréhension des habitats qu’ils occupent. Cette thèse a eu pour but d’étudier l’écologie spatiale d’une population en danger de baleines à bosse (Megaptera novaeangliae) dans l’océan Pacifique Sud. En utilisant un ensemble de données multidisciplinaires collecté entre 1995 et 2018 en Nouvelle-Calédonie et en Océanie, cette thèse a poursuivi trois objectifs : 1) étudier les meilleures pratiques de modélisation de la distribution des cétacés, 2) acquérir une meilleure compréhension de la distribution, des habitats et des mouvements des baleines à bosse dans leur zone de reproduction d’Océanie, 3) prédire les zones de conservation prioritaires et les menaces potentielles pour les baleines à bosse dans cette région. La modélisation de la distribution d’une grande baleine migratrice à partir de données de recherche non systématique et issues de la science participative a fourni des prédictions de bonne qualité, tant que l’hétérogénéité spatiale de l’échantillonnage et la tendance statistique au surapprentissage étaient correctement prises en compte. Les modèles additifs généralisés ont été privilégiés pour leur équilibre en termes de complexité des relations modélisées, leur rendu écologiquement explicite et leur capacité de transferabilité. Les modèles d’utilisation de l’habitat à différentes échelles spatiales ont révélé une préférence pour une diversité d’habitats peu profonds répartis dans une large gamme de température des eaux en Océanie. Les monts sous-marins et bancs peu profonds ont été identifiés comme d’importants habitats de reproduction et de développement pour les baleineaux. Ces reliefs sous-marins jouent également un rôle clé dans la connectivité au sein et entre les populations. Cette utilisation unique et inattendue de l’habitat pélagique a des conséquences importantes sur la gestion spatiale des baleines à bosse. La prédiction des habitats de reproduction présents et futurs à des échelles multiples fournit une base scientifique pour la désignation de zones de conservation prioritaires et la protection contre les menaces générées par les activités humaines et le changement climatique dans le Pacifique Sud
Understanding the social and environmental drivers of the distribution and movements of marine megafauna is essential to their conservation. Cetaceans are elusive and mobile species, whose management requires an improved understanding of habitat use patterns. This thesis is aimed at investigating the spatial ecology of an endangered population of humpback whales (Megaptera novaeangliae) in the South Pacific Ocean. Using a multidisciplinary dataset collected between 1995 and 2018 in New Caledonia and Oceania, this thesis addressed three objectives, 1) investigate best practices to cetacean species distribution modeling, 2) acquire fundamental knowledge on the distribution, habitats and movements of humpback whales in Oceania breeding grounds, and 3) predict priority conservation areas and potential threats to humpback whales. Modeling the distribution of a migratory large whale from non-systematic visual survey and citizen science data provided valuable space-use predictions when uneven survey effort and statistical overfitting were specifically addressed. Generalized Additive Models were favored for their complexity trade-off, ecological interpretability and transferability. Models of habitat use revealed a preference for a diversity of shallow habitats (low island and atoll lagoons, barrier reef and high island slopes, banks and seamounts) spread over a relatively large thermal range over Oceania. Shallow seamounts and banks were identified as major breeding and nursing habitats and play a key role in the connectivity within and between populations. This unique and unexpected use of pelagic waters has important consequences for the spatial management of humpback whales. The predictions of present and future suitable humpback whale breeding habitats at multiples scales provide science-based evidence for priority conservation areas, and enable mitigation of threats from anthropogenic activities and climate change in the South Pacific

L'océan Indien Sud abrite une riche diversité de milieux océaniques, de communautés pélagiques et de populations de prédateurs qui ont récemment abouti à des zones de conservation et un classement au patrimoine mondial de l'UNESCO. Cependant, des populations de prédateurs de la région ont montré des signes de déclin, probablement liés aux effets du changement climatique et à la dynamique de leurs proies. Ces dernières sont principalement composées de zooplancton et de micronecton, qui occupent une place centrale dans les écosystèmes marins en influençant les cycles biogéochimiques et le transfert d'énergie et de biomasse le long du réseau trophique. Cependant, l'étude de leur structuration est complexe en raison de leur distribution en profondeur dans la zone mésopélagique (200-1000 m) et de leurs migrations verticales quotidiennes, en faisant l’une des zones les moins connues à l'échelle globale. Dans cette thèse, nous utilisons l'acoustique active, qui permet de suivre ces organismes avec une haute résolution spatiale et verticale, pour étudier la structuration des écosystèmes mésopélagiques dans deux systèmes océaniques contrastés. Nous avons d'abord examiné leur réponse dans une zone de transition entre ces océans, dans la région des îles Saint-Paul et Amsterdam. Nos résultats indiquent que les migrations nycthémérales sont le principal facteur structurant verticalement les organismes pélagiques, même dans une zone de transition marquée. Trois régions ont été identifiées, cohérentes spatialement et partageant des caractéristiques environnementales et acoustiques communes. L'observation à 38 kHz (couramment utilisée en hydroacoustique) a confirmé une activité biologique accrue dans la zone subtropicale et un minimum dans la zone subantarctique. Cependant, nos analyses révèlent également une réponse acoustique distincte en fonction de la fréquence acoustique considérée, en termes de structuration verticale et de biomasse intégrée. De plus, les faibles niveaux mesurés dans l'océan Austral semblent ne pas correspondre aux fortes biomasses consommées par les importantes populations de prédateurs marins de cette région. Ces observations mettent en évidence un problème de résonance acoustique pour l'étude de ces organismes. Pour étudier ce phénomène, notre seconde étude s'est focalisée sur la structuration des communautés mésopélagiques à l'échelle régionale, proposant une classification des paysages acoustiques à deux fréquences permettant de sonder jusqu'à 1000 m de profondeur. Quatre régions spatialement cohérentes ont été identifiées en se basant sur la combinaison de la structuration verticale aux deux fréquences considérées. Les résultats de cette étude révèlent une inversion de la dominance de la réponse acoustique entre le 38 et le 18 kHz au niveau du front subantarctique, confortant l'hypothèse d'un changement de communauté à ces latitudes, et questionnent l'utilisation du 38 kHz comme descripteur des communautés mésopélagiques. Les données acoustiques étant complexes (potentiellement multivariées, en quatre dimensions, et aux portées verticales distinctes), les travaux présentés dans cette thèse ont également contribué au développement de méthodes d'analyse fonctionnelle permettant de concilier la variabilité horizontale, verticale et temporelle de ces écosystèmes. La gestion des écosystèmes marins nécessitant une compréhension des dynamiques de ces systèmes et de la structuration des communautés qui les composent, nos travaux ont également eu des échos en conservation marine; au niveau national, en contribuant au dossier d'extension de la réserve naturelle des îles Saint-Paul et Amsterdam, puis international en contribuant à l'écorégionalisation de la zone pélagique de la région subtropicale et subantarctique de l'océan Indien Sud
The Southern Indian Ocean hosts diverse oceanic environments, pelagic communities, and predator populations that have recently led to the establishment of conservation areas and UNESCO World Heritage recognition. However, predator populations in this region have displayed signs of decline, likely attributed to the impacts of climate change and prey dynamics. These prey populations consist predominantly of zooplankton and micronekton, playing a crucial role in marine ecosystems by influencing biogeochemical cycles and the transfer of energy and biomass along the trophic web. Nevertheless, the study of their structuring is intricate due to their deep distribution in the mesopelagic zone (200-1000 m) and their daily vertical migrations, making it one of the least explored areas on a global scale. In this thesis, we employ active acoustics, which provides high spatial and vertical resolution for tracking these organisms, to investigate the structuring of mesopelagic ecosystems in two contrasting oceanic systems. We initially examined their responses in a transition zone between these oceans, within the Saint-Paul and Amsterdam Islands region. Our findings indicate that nycthemeral migrations are the primary factor vertically structuring pelagic organisms, even within a pronounced transition zone. Three spatially coherent regions were identified, sharing common environmental and acoustic features. Observations at 38 kHz (commonly used in hydroacoustics) confirmed increased biological activity in the subtropical zone and a minimum in the subantarctic zone. However, our analyses also reveal a distinct acoustic response based on the acoustic frequency considered, in terms of vertical structuring and integrated biomass. Additionally, the low levels measured in the Southern Ocean appear inconsistent with the high biomasses consumed by the large marine predator populations in this region. These observations highlight an acoustic resonance issue in the study of these organisms. To investigate this phenomenon, our second study focused on the structuring of communities at a regional scale, proposing a two-frequency acoustic landscape classification, both probing depths of up to 1000 m. Four spatially coherent regions were identified based on the combination of vertical structuring at the two considered frequencies. The results of this study reveal a shift in the dominance of acoustic responses between 38 and 18 kHz at the subantarctic front, supporting the hypothesis of a community change at these latitudes and raising questions regarding the use of 38 kHz as a descriptor for mesopelagic communities. Given the complexity of acoustic data (potentially multivariate, with distinct vertical ranges, and four-dimensional), the work presented in this thesis also contributed to the development of functional analysis methods to reconcile the horizontal, vertical, and temporal variability of these ecosystems. As marine ecosystem management requires an understanding of the dynamics of these systems and the structuring of the communities within them, our work has also had implications in marine conservation. At the national level, it contributed to the extension of the Saint-Paul and Amsterdam Islands Nature Reserve, and at the international level, it contributed to the ecoregionalization of the pelagic zone in the subtropical and subantarctic region of the South Indian Ocean

L’océan Austral abrite encore des populations exceptionnelles de prédateurs marins (manchots, albatros, phoques…). Bien qu’activement étudiés, l’approche fonctionnelle des relations proies-prédateurs souffre encore d’un manque de connaissances chez les prédateurs marins. Etudier comment ces animaux utilisent les habitats est essentiel pour mieux comprendre leur écologie. Par ailleurs, dans une période où les écosystèmes sont soumis à d’importantes pressions d’origine anthropique (surpêche, pollutions, changement climatique), la connaissance de l’écologie d’une espèce est primordiale pour bien caractériser les aires à protéger. Le gorfou macaroni Eudyptes chrysoplophus est un oiseau marin pélagique et constitue l’espèce de manchot la plus abondante dans l’océan Austral (> 6 millions de couples). Au cours des 30 dernières années, les effectifs des populations de Géorgie du Sud et de l’île Marion ont fait face à une diminution drastique (> 30%). Actuellement, les populations de gorfou macaroni des Terres Australes et Antarctiques Françaises (archipel des îles Crozet et îles Kerguelen) abritent encore plus de 50% des effectifs mondiaux. Cependant, les comportements de recherche alimentaire de ces deux populations étaient jusqu’à présent encore mal connues. Au cours de cette thèse, nous avons étudié les stratégies de recherche alimentaire du gorfou macaroni, au cours de l’intégralité de son cycle de reproduction (incubation, élevage et crèche) de Kerguelen et Crozet, îles caractérisées par des environnements océanographiques contrastés. Les ajustements du comportement alimentaire face aux contraintes énergétiques liées à la reproduction et aux variations de la production biologique de leurs environnements ont été examinés en détail. Grace à des mesures biologiques d’origine télémétrique et/ou d’appareil embarqué (trajectoires, comportement de plongées) couplées à des données satellitaires (données environnementales), nous avons pu mettre en évidence l’existence : 1) d’un comportement de recherche alimentaire spécifique et de genre : sur les 2 sites étudiés, un ajustement similaire des déplacements, de l’effort d’approvisionnement, du régime alimentaire a été observé en réponse aux contraintes énergétiques imposées par la reproduction. En incubation, les deux sexes ciblent principalement les fronts océanographiques, les tourbillons et les zones filamentaires situées en eaux pélagiques au cours de longs trajets. En période d’élevage, les femelles s’approvisionnent plus près des côtes, majoritairement sur le plateau et au bord des talus afin de pouvoir alimenter régulièrement la progéniture. En crèche, les mâles ciblent à nouveau les structures frontales tandis que les femelles s’éloignent tout en restant inféodées aux talus. A l’aide de la littérature, nous avons pu observer que cette stratégie semble opérer à l’échelle de l’aire de répartition de l’espèce. 2) d’une plasticité phénotypique inattendue : l’approche comparative entre les îles Kerguelen et Crozet a permis d’étudier les points communs et les différences des stratégies d’approvisionnement entre les deux localités, liées aux conditions environnementales locales. Les deux populations semblent toutes deux très dépendantes des pics saisonniers de productivité primaire. En revanche, des variations d’éloignements à la colonie inter - site et intra – sexe plus importantes qu’attendues ont été observées mettant en évidence une flexibilité phénotypique insoupçonnée pour un prédateur marin pélagique. Cette étude est l’une des rares ayant couvert l’ensemble d’un cycle de reproduction chez les manchots. L’importante variabilité comportementale démontrée réitère le besoin impératif de prendre en compte l’intégralité d’un cycle pour mieux comprendre et définir les stratégies d’approvisionnement d’une espèce
The Austral Ocean still hosts a great population of marine predators (i.e. penguins, albatross, and seals). Despite well studied, the functional approach investigating the relationship between prey and predators in the marine ecosystem is still poorly known. Knowledge on habitat selection and use of marine species is essential to better understand their ecology and behaviour. The knowledge about the ecology of key species is essential to characterise and identify the areas to protect and to predict the future of populations that may be affected by global changes. This is particularly true in an area where the natural ecosystems are more and more perturbed by anthropogenic activities (i.e. over-fishing, pollution, and climate change). The Macaroni penguin is the most abundant penguin species in the Austral Ocean (> 6 millions pairs). It is also the biggest consumer of secondary resources, in terms of biomass, in the world. Over the past 30 years the Macaroni penguin populations situated in South Georgia and Marion Island suffered of 30% population decline. At the moment, Kerguelen and Crozet Islands (French Southern Territories) still host more than 50% of their global population, however the foraging behaviour of this species is still poorly known. The objective of this research is to study the different foraging behaviour strategies of a pelagic seabird : the Macaroni penguin Eudyptes chrysoplophus during its whole breeding cycle (incubation, brood, crèche). The populations’object of study breed in different oceanographic conditions : the Kerguelen and Crozet archipelagos. The variation in foraging behaviour driven by energetic constraints, which is associated to the reproduction and to the biological production, has been studied in details. Telemetry data (i e. trajectories and diving behaviour) combined with environmental data obtained by remote sensing allowed determining that : 1) Foraging strategies of Macaroni penguin breeding in two different locations differ in terms of movement, foraging effort and foraging niche during their breeding cycle in response to reproduction constraints. In incubation, both sexes carried out long journeys and targeted large oceanographic structures such as fronts, eddy and transport fronts. During the brooding phase, the females foraged closer to the colony adjusting their foraging behaviour based on their offspring needs, targeting the shelf and the slope. When crèche started, males targeted large scale structures whereas females still foraged on the slope. At this time, a shift in the diet composition was observed. 2) The comparative approach between Kerguelen and Crozet allowed to highlighting differences in foraging strategies, in response to local environmental conditions. However, greater than expected variations in foraging areas were observed inter-site and inter-sex. These results have pointed out an unexpected phenotypic flexibility for a pelagic marine predator. This research investigated the entire breeding cycle of a penguin, a fact still rare in ecology. The observed degree of behavioural variability reiterates the imperative to take into account an entire cycle to better understand and define the foraging strategies of a species

Le mésozooplancton de la couche épipélagique (0-200 m) a été étudié dans deux écosystèmes contrastés ; le premier se situe au niveau de la partie sud du plateau des Kerguelen et d'une partie de la zone HNLC (High Nutrient Low Chlorophyll) de l'océan Austral, à la fin de floraison estivale entretenue par des apports naturels en fer (KEOPS : janvier-février 2005). La deuxième étude s'est intéressée à l'ensemble de la Méditerranée, le long d'une radiale de 3 000 km caractérisée par un degré d'oligotrophie croissant d'Ouest en Est (BOUM juin-juillet 2008). La communauté mésozooplanctonique a été caractérisée à la fois par la description des stocks (abondance et biomasse) et de sa structure (composition taxonomique et spectre de taille). La distribution spatiale à l'échelle régionale a été étudiée et mise en relation avec différents paramètres environnementaux et trophiques. L'impact de la communauté sur les producteurs primaires a été également estimé à partir de l'analyse de différents processus physiologiques (ingestion, respiration et excrétion). La communauté mésozooplanctonique australe était caractérisée par de fortes abondance et biomasse sur le plateau des Kerguelen et plus faible en zone HNLC. Elle était composée essentiellement de stades copépodites avec une présence importante de mues et des taux élevés de respiration indiquant une croissance active. Cependant l'impact du broutage sur la production primaire était faible ce qui suggère l'utilisation d'autres ressources alimentaires tel que le microzooplancton. En Méditerranée, l'abondance zooplanctonique présentait un gradient croissant est-ouest auquel s'ajoutait un gradient nord-sud décroissant dans le bassin occidental. Cette distribution était fortement liée à la quantité de chlorophylle a. Le broutage du mésozooplancton sur les producteurs primaires était important. Les flux de matière liés à l'activité métabolique supportaient plus de 100 % des besoins de la production primaire en carbone, azote et phosphore. L'étude des relations entre la diversité spécifique et les variables environnementales (physique, chimique et biologique) a révélé une forte régionalisation en Méditerranée alors que sur le plateau des Kerguelen ces relations sont faibles.

Le stade juvénile chez les animaux demeure souvent une période mystérieuse aux yeux des scientifiques. La survie juvénile est pourtant un facteur déterminant du futur des populations. Les animaux juvéniles sont connus pour leur mortalité importante durant les premiers mois après l’indépendance et leur taux de survie augmente avec l’âge. La théorie suppose d’une part que les juvéniles ont des capacités de survie moindres que celles des adultes. Ils seraient peu efficaces dans leur recherche de nourriture et auraient besoin d’une période d’apprentissage pour être capables de supporter les couts associés à la reproduction. De plus, des facteurs proximaux telles que les fluctuations environnementales et la compétition affectent également la survie des juvéniles. Des études sur les oiseaux terrestres, ont permis d’obtenir de nombreuses informations grâce à la possibilité de faire des observations directes et récemment des études télémétriques. Cependant collecter des données en milieu marin s’avère compliqué, en particulier lorsque l’on s’intéresse aux juvéniles. Les oiseaux marins longévifs ont en commun la longue durée de leur période d’immaturité (jusqu’à plus de 10 ans). Les jeunes, à l’indépendance, se dispersent seuls en mer durant plusieurs années, ne revenant à terre que pour se reproduire une fois adulte. Ainsi, les suivre durant leurs premiers mois afin de comprendre leurs comportements et leur écologie alimentaire constitue un véritable défi. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif d’élucider au moins en partie le mystère de la vie juvénile des oiseaux marins. Grâce à des technologies bio-télémétriques nous avons pu suivre par satellite un large panel de juvéniles de neuf espèces proches d’albatros et pétrels (procellariiformes) se reproduisant dans les Terres Australes et Antarctiques Françaises de l’Océan Austral : les îles Crozet, Kerguelen et Amsterdam. Les trajectoires ont été analysées grâce à différentes méthodes statistiques permettant de décrire les mouvements, le comportement alimentaire et les répartitions spatiales des jeunes après leur envol, le tout en lien avec les conditions environnementales. Les résultats obtenus sont discutés à la lumière de la comparaison avec les adultes des mêmes espèces. Grâce à ce jeu de données j’ai étudié les stratégies de dispersion des jeunes inexpérimentés qui quittent le nid. J’ai montré que ces stratégies ainsi que la proportion d’inné les contrôlant sont très variables selon les espèces et suivent ou non celles des parents selon les espèces. Le taux de variabilité dans les stratégies juvéniles peut refléter leur potentielle plasticité et leur capacité à répondre à des changements de l’environnement et in fine affecter la dynamique des populations. Par ailleurs, l’analyse de trajectoires de juvéniles de grand albatros a révélé qu’en plus de leurs capacités innées ils apprennent très rapidement les compétences de base requises pour survivre en mer puis optimiser leur recherche alimentaire. Cependant des différences perdurent par rapport aux adultes, suggérant que d’autres comportements non-observables (via nos données) nécessitent une période d’apprentissage plus longue. Enfin, quelle que soit la stratégie adoptée, elle semble en partie contrainte par la compétition intraspécifique avec les individus plus âgés puisque les juvéniles limitent celle-ci via une ségrégation spatiale. Ce dernier point souligne le besoin de prendre en compte la répartition spatio-temporelle âge-dépendante des espèces lorsque l’on veut mettre en œuvre des mesures de protection pour ces espèces. Ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur plusieurs des aspects majeurs de l’écologie en mer d’individus inexpérimentés cherchant leur nourriture seuls dans un environnement hautement imprévisible. Nous apprenons ici comment de l’instinct et de l’expérience découlent des stratégies de vie juvéniles qui permettent aux oiseaux de survivre dans un environnement inconnu
The juvenile stage of animals is often much of a mystery to scientists. Moreover, juvenile survival is known to be a strong determinant for the future of a population. Indeed, juvenile animals are known to face high mortality during the first months after independence, with survival rates improving with age. One ultimate hypothesis implies that juveniles have a lower survival rate than adults because of their lack of experience. Thus they are initially poor foragers and require a learning period (immaturity) to improve their efficiency before being able to bear breeding and its associated energetic costs. Proximal factors also influence juvenile survival, such as environmental fluctuations and competition. Studies on terrestrial animals have provided useful information thanks to the possibility of direct observation and, recently, bio-logging technologies. However, collecting data in the marine environment is more difficult, particularly when juveniles are concerned. Long-lived marine species such as seabirds have an extensive immature period extending from a few years up to more than ten years. The offspring of these species will usually leave their natal site and disperse at sea for several years before returning to breed on land, most of the time at their place of birth. This makes it difficult to obtain direct observations, and so documenting their first journey at sea to learn more about their behavioural and foraging ecology is a challenge. In this context, this PhD aims to unravel at least part of the mystery of juvenile seabirds’ early life by investigating the first months at sea of newly fledged individuals from several long-lived species of procellariiformes. Using state of the art advancements in biotelemetry, I was able to follow, at sea, by satellite a large set of juveniles from nine closely related species of albatross and petrel breeding in the French Southern Territories of the Southern Ocean : Crozet, Kerguelen and Amsterdam Islands. Some of these species had never been tracked before. Trajectories were analysed using various new statistical methods that allowed movement strategies, alongside foraging behaviour and spatial distributions, to be described, all in tight link with environmental conditions. The findings were discussed in the light of a comparison with adults of the same species. Using this huge dataset I first examined the dispersal strategies of young birds that had left their nest and were totally independent from their parents. I showed that the strategies, as well as the amount of innate information controlling them are highly variable depending on species. Their movements take them in various habitats following or not the parental strategies. The amount of variability in juvenile strategies is linked to potential plasticity when facing environmental changes. These parameters are related to the history life trait of species, and might affect demography and population dynamics. In addition, by analysing juvenile wandering albatross tracks I showed that although they quickly learn the basics of flight and foraging optimization required to survive at sea, behavioural differences with adults persist in time, suggesting that non-observable behaviours need a longer period of learning and memorisation. Finally, whatever the strategy adopted, it seems to be driven in part by intraspecific competition since juveniles mitigate competition with older birds by segregating spatially. This last point highlights the crucial need of acknowledging age-related distribution when making management decisions to protect seabird populations. This work provides new insights about several major aspects of the at-sea ecology of naïve individuals foraging alone in a highly unpredictable environment. We learn here how instinct followed by experience shape specific early life strategies that allow young birds to deal with environmental conditions and interspecific competition so as to be able to survive

Les déplacements entrepris par les animaux dans leur milieu reflètent les ressources conditionnant leur survie dans ce milieu. En milieu marin, l'intensité des activités humaines (notamment la pêche) a entraîné des bouleversements écologiques, particulièrement aux échelons trophiques supérieurs. Cette thèse a donc visé à documenter les déplacements de prédateurs marins dont les effectifs baissent à un niveau local ou global. Nous avons étudié les déplacements en dehors de la période de reproduction (lorsque les animaux font généralement face à des conditions défavorables pour leur survie en mer) chez 5 espèces de manchots dont le rôle de consommateurs est capital sur un gradient de milieux de l'Océan Indien austral. Leurs déplacements ont été connus grâce à la géo-localisation par la lumière ou la télémétrie satellitaire, et leur écologie trophique par l'analyse des isotopes stables du carbone et de l'azote. Nos travaux ont mis en évidence et caractérisé les zones océaniques exploitées durant la période inter-nuptiale par 3 espèces du genre Eudyptes. Des comparaisons inter-site, inter-espèce et interannuelle ont ensuite souligné des mécanismes spectaculaires de ségrégation écologique dans le temps, l'espace et dans les proies ciblées pour l'exploitation de ressources proches. Enfin, l'étude de la dispersion post-natale chez 2 autres espèces a révélé un habitat différent de celui des adultes et l'action probable de mécanismes innés. Ces études sont cruciales pour la conservation des espèces et des habitats concernés, et posent la question de la dynamique des patrons de déplacement observés, face aux pressions de compétition et au déplacement des habitats recherchés.

Le mésozooplancton désigne l'ensemble des animaux aquatiques compris entre 200 µm et 2000 µm, qui ne peuvent pas s’affranchir des courants. La variabilité du mésozooplancton joue un rôle majeur dans le cycle du carbone et les changements globaux à travers des effets directs et indirects. Il se distribue sur toute la colonne d’eau depuis la surface jusqu’aux abysses. La zone mésopélagique (entre 200 et 1000 m de profondeur) constitue une couche d’eau critique en raison des processus physiques et biologiques affectant les flux de carbone qui s’y déroulent. Toutefois, le mésozooplancton mésopélagique est rarement étudié, en raison des contraintes d'échantillonnage et de la méconnaissance taxonomique d’une communauté encore peu étudiée. La collection d’échantillons de l'expédition Tara Océans analysée par imagerie au Laboratoire d'Océanographie de Villefranche sur Mer a permis de générer une base de données de mésozooplancton d’emprise globale, de la surface jusqu’à la limite inférieure de la zone mésopélagique (1000 m). La combinaison des données taxonomiques et morphométriques générées par l’imagerie permet: i) de décrire la structure faunistique du mésozooplancton ; ii) d'étudier sa structure en taille; et iii) de calculer les taux physiologiques des crustacés pour estimer leur contribution au budget de carbone dans l'océan global, de la surface jusqu’à 1000 m. Ces données ont été augmentées des données de la campagne Malaspina, des récentes campagnes Geomar et des données d’imagerie in-situ de profils verticaux de particules (profileur de vision sous-marine, UVP) de Tara Océans. Cette thèse est une première étape vers l'analyse des variables descriptrices et la distribution des communautés de mésozooplancton dans la zone mésopélagique à l’échelle globale, en relation avec les flux verticaux de particules et les variables hydrologiques et biogéochimiques. Nos résultats montrent que la structure des communautés mésozooplanctoniques épipélagiques à l'échelle globale dépend essentiellement de la température, de la composition du phytoplancton, et de la matière organique particulaire produite en surface. Dans la couche mésopélagique, les principaux facteurs structurant le mésozooplancton sont la composition du phytoplancton de surface, la concentration en particules, la température et la concentration en oxygène dissous. La structure en taille du mésozooplancton a été étudiée à travers l’analyse des pentes et des formes des spectres de taille en biomasse normalisée ou en biovolume normalisé (NBSS). Nos résultats montrent que la position dans la colonne d’eau (profondeur) est un facteur plus important que l’effet de la latitude pour expliquer les différences entre communautés de mésozooplancton (abondances relatives des taxons, biomasse, NBSS). Les NBSS observés dans les régions tropicales sont le reflet d’une diminution drastique de l'abondance du mésozooplancton, s’accompagnant d’une diminution de leurs pentes spectrales (plus pentues), tandis que leurs formes changent peu. Les NBSS du grand mésozooplancton et des particules > 500 µm ESD obtenus à partir de deux méthodes différentes (collecte au filet et imagerie par ZooScan, et imagerie in situ, UVP, respectivement) ont permis de comparer et intercalibrer directement leurs NBSS, des systèmes oligotrophes aux systèmes eutrophes. Les résultats montrent que les filets sous-échantillonnent significativement les organismes fragiles tels que les rhizaires et que l’UVP sous-échantillonne les copépodes, avec une forte variabilité en fonction de la latitude et de la profondeur. Les NBSS du mésozooplancton estimés par les deux instruments concordent aux endroits où les copépodes dominent, dans les océans tempérés et polaires [...]
Mesozooplankton refers to all aquatic animals between 200 µm and 2000 µm that drift with the currents. The variability of mesozooplankton plays a major role in the carbon cycle and global changes through direct and indirect effects. It is distributed throughout the water column from the surface to the abyss. The mesopelagic zone (between 200 and 1000 m depth) is a critical water layer because of the physical and biological processes affecting carbon fluxes that take place there. However, mesopelagic mesozooplankton is rarely studied, due to sampling constraints and the lack of taxonomic knowledge of a community that is still poorly studied. The collection of samples from the Tara Oceans expedition analyzed by imaging at the Laboratoire d'Océanographie de Villefranche sur Mer has allowed the generation of a global mesozooplankton database, from the surface to the lower limit of the mesopelagic zone (1000 m). The combination of taxonomic and morphometric data generated by the imaging technique allows: i) to describe the faunal structure of the mesozooplankton; ii) to study its size structure; and iii) to calculate the physiological rates of crustaceans to estimate their contribution to the carbon budget in the global ocean, from the surface to 1000 m. These data have been augmented with data from the Malaspina cruise, recent Geomar cruises and in-situ imaging data of vertical particles profiles (underwater vision profiler, UVP) from Tara Oceans. This thesis is a first step towards the analysis of descriptor variables and the distribution of mesozooplankton communities in the mesopelagic zone at the global scale, in relation with vertical particles fluxes and hydrological and biogeochemical variables. Our results show that the structure of epipelagic mesozooplankton communities at the global scale depends mainly on temperature, phytoplankton composition, and surface-produced particulate organic matter. In the mesopelagic layer, the main factors structuring the mesozooplankton are surface phytoplankton composition, particulate concentration, temperature and dissolved oxygen concentration. The size structure of the mesozooplankton was studied through the analysis of slopes and shapes of the normalized biomass size spectrum or the normalized biovolume size spectrum (NBSS). Our results show that position in the water column (depth) is a more important factor than the effect of latitude in explaining differences between mesozooplankton communities (relative abundances of taxa, biomass, NBSS). NBSS observed in tropical regions reflect a drastic decrease in mesozooplankton abundance, accompanied by a decrease in their spectral slopes (steeper), while their shapes were less affected. NBSS of large mesozooplankton and particles > 500 µm ESD obtained from two different methods (net collection and imaging by ZooScan, and in situ imaging, UVP, respectively) allowed to directly compare and intercalibrate their NBSS from oligotrophic to eutrophic systems. Results show that nets significantly underestimate fragile organisms such as rhizarians and UVP underestimates copepods, with high variability with latitude and depth. Mesozooplankton NBSS estimated by both instruments are in agreement at locations where copepods dominate, in the temperate and polar oceans. Analysis of tropical crustacean NBSS reveals the existence of five types communities, associated with distinct habitats: surface rich environment, upper mesopelagic rich environment, lower mesopelagic poor environment, oligotrophic mesopelagic and oxygen minimum zones (OMZ) [...]

Depuis le milieu des années 1990, l’utilisation de Dispositifs de Concentration de Poissons (DCP), des objets artificiels spécifiquement mis à l’eau pour agréger des bancs de poissons, est devenue de plus en plus importante pour la pêche au thon tropical à la senne. Cette utilisation massive des DCP, qui s’accompagne d’une utilisation massive de dispositifs de suivi comme les balises GPS et les balises échosondeurs, est aujourd’hui source d’inquiétude pour les stocks de thons, les prises accessoires mais aussi pour le fonctionnement des écosystèmes pélagiques. Cependant, les modalités d’utilisation des DCP et des balises GPS qui servent à les suivre restent mal connues, ce qui complique considérablement l’évaluation et la gestion des impacts de ces pratiques de pêche. Afin d’améliorer les connaissances actuelles de la pêcherie, les positions des balises GPS utilisées par les 3 armements français dans les océans Atlantique et Indien, constituant une part significative des DCP utilisés dans ces deux océans, ont été analysées. Ces données ont été combinées avec des multiples sources d’information : les livres de bord, les trajectoires VMS des senneurs français ainsi que des entretiens avec les patrons français. Elles nous permettent de mieux comprendre les stratégies de mise à l’eau des DCP et des balises, d’estimer le nombre d’objets flottants utilisés par les flottes de senneurs dans les océans Atlantique et Indien, de mesurer la contribution des DCP et des navires auxiliaires à l’efficacité de pêche des senneurs, d’identifier des destructions potentielles d’habitats par les DCP échoués and pour finir de proposer des solutions de gestion pour la pêcherie. Les résultats montrent une grande saisonnalité dans les mises à l’eau des deux océans, une croissance rapide du nombre de balises GPS au cours des 7 dernières années puisqu’elle est multipliée par 4.2 dans l’Océan Indien et 7 dans l’Océan Atlantique, des dommages possibles causés à des écosystèmes côtiers fragiles avec une probabilité d’échouage de l’ordre de 10% et finalement une augmentation de l’efficacité de pêche entre 2003 et 2014 de l’ordre de 3.8-18.8% dans l’Océan Atlantique et 10.7%-26.3% dans l’Océan Indien. Les entretiens avec les capitaines des senneurs soulignent la nécessité d’une gestion plus efficace de la pêcherie, avec entre autres l’instauration de quotas, une régulation de la capacité de la flotte de senneurs et un meilleur suivi des navires auxiliaires. Les résultats obtenus constituent les premières étapes nécessaires à une meilleure gestion de la pêche sous objet flottant
Since the mid 1990s, the use of drifting Fish Aggregating Devices (dFADs) by purse seiners, artificial objects specifically designed to aggregate fish, has become an important mean of catching tropical tunas. In recent years, the massive deployments of dFADs, as well as the massive use of tracking devices on dFADs and natural floating objects, such as GPS buoys, have raised serious concerns for tropical tuna stocks, bycatch species and pelagic ecosystem functioning. Despite these concerns, relatively little is known about the modalities of GPS buoy tracked objects use, making it difficult to assess and manage of the impacts of this fishing practice. To fill these knowledge gaps, we have analyzed GPS buoy tracks provided by the three French fishing companies operating in the Atlantic and the Indian Oceans, representing a large proportion of the floating objects monitored by the French fleet. These data were combined with multiple sources of information: logbook data, Vessel Monitoring System (VMS) tracks of French purse seiners, information on support vessels and Local Ecological Knowledge (LEK) of purse seine skippers to describe GPS buoy deployment strategies, estimate the total number of GPS buoy equipped dFADs used in the Atlantic and Indian Oceans, measure the contribution of strategies with FOBs and support vessels to the fishing efficiency of tropical tuna purse seiners, identify potential damages caused by lost dFADs and finally to propose management options for tropical tuna purse seine FOB fisheries. Results indicate clear seasonal patterns of GPS buoy deployment in the two oceans, a rapid expansion in the use of dFADs over the last 7 years with an increase of 4.2 times in the Indian Ocean and 7.0 times in the Atlantic Ocean, possible damages to fragile coastal ecosystems with 10% of GPS buoy tracks ending with a beaching event and an increased efficiency of tropical tuna purse seine fleets from 3.9% to 18.8% in the Atlantic Ocean over 2003-2014 and from 10.7% to 26.3% in the Indian Ocean. Interviews with purse seine skippers underlined the need for a more efficient management of the fishery, including the implementation of catch quotas, a limitation of the capacity of purse seine fleets and a regulation of the use of support vessels. These results represent a first step towards better assessment and management of purse seine FOB fisheries

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

L’archipel du Prince Édouard est situé dans le Courant Circumpolaire Antarctique, entre le Front Subantarctique (SAF) et le front polaire (PF). Les positions de ces fronts se sont révélées très variables aux échelles interannuelles et mensuelles et ont montré une tendance à long terme à migrer vers le sud dans la région. L'activité tourbillonnaire, observée à la dorsale sud-ouest indienne, en amont de l’archipel, a également affiché une variabilité interannuelle et intra-annuelle ainsi qu’une tendance à la baisse sur ces 24 dernières années. A une échelle plus locale, nous avons souligné que les conditions aux îles sont impactées par ces tourbillons mésoéchelle produits en amont. La marée a également été mise en évidence comme jouant un rôle non négligeable dans la variabilité de la circulation entre les îles. Une configuration idéalisée a été mise en place pour la région afin d’étudier les propriétés des tourbillons et les mécanismes physiques à l’origine de leur formation. L'énergie potentielle tourbillonnaire disponible a révélé un maximum d'énergie aux alentours de 800 m de profondeur, confirmant le caractère « deep-reaching » des tourbillons. Cette activité tourbillonnaire a été montrée comme étant le résultat d'une combinaison d’instabilités barotropes et baroclines. Enfin, nous avons enquêté sur les conséquences potentielles d'une migration vers le sud du SAF dans la région des îles. Le modèle étant idéalisé, il nous a permis de simuler un déplacement vers le sud en déplaçant les conditions initiales ainsi que les conditions aux limites. Le principal résultat a été la nette diminution de l'activité mésoéchelle dans la région, ce qui pourrait avoir un impact sur les écosystèmes de l’archipel du Prince Édouard
The subantarctic Prince Edward Islands lie in the Antarctic Circumpolar Current, between the Subantarctic Front (SAF) and the Polar Front (PF). These fronts positions were found to be highly variable at interannual and monthly time scales and revealed a significant long-term southward trend in the region. The intense mesoscale activity, observed upstream the islands at the South West Indian Ridge, also showed an interannual and intra-annual variability as well a decrease in eddy kinetic energy over 24 years. At a more local scale, we highlighted that the archipelago’s environment was impacted by the mesoscale features produced upstream.Tides appeared to be another important driver of variability of the circulation in between the two islands.An idealised model configuration was designed for the Prince Edward Islands region to study the mesoscale eddy properties and the physical mechanisms of their formation at the ridge. The Eddy Available Potential Energy revealed a maximum of energy around 800 m depth, confirming the deep reaching characteristic of the eddy originated in the region and suggested the presence of a local energy source at this depth. This eddies activity was shown to be the result of a combination of barotropic and baroclinic instabilities occurring at the ridge.Finally, we investigated on the potential consequences of a southward shift of the SAF in the region of the islands.Because the model was idealised, it allowed us to simulate an SAF southward shift by shifting the initial and boundary conditions. The main result was the clear decrease of mesoscale activity in the region which could potentially impact the ecosystems of the Prince Edward Islands