Thèse soutenue

Modélisation de l'évolution à long terme des ingénieurs d'écosystèmes marins en réponse au changement climatique et au transport sédimentaire en estuaire de Seine

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Auteur / Autrice : Amelie Lehuen
Direction : Francis Orvain
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions
Date : Soutenance le 14/12/2023
Etablissement(s) : Normandie
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie des organismes et écosystèmes aquatiques (Paris ; 2009-....)
établissement co-accrédité : Université de Caen Normandie (1971-....)
Jury : Président / Présidente : Sébastien Lefebvre
Examinateurs / Examinatrices : Katell Guizien, Jean-Christophe Poggiale, Cédric Bacher, Nathalie Niquil
Rapporteurs / Rapporteuses : Katell Guizien, Jean-Christophe Poggiale

Mots clés

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Résumé

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Un estuaire est un écosystème particulièrement complexe, où les conditions physiques ont une grande influence sur les habitats que l'on y trouve. Les paramètres sédimentaires et hydrologiques ont un impact direct sur la distribution spatiale et l'activité de la macrofaune benthique, les sédiments jouant le rôle de source de nourriture, de refuge et de lieu de reproduction.La question de définir la distribution spatiale et temporelle d’une espèce a mené à la notion de niche écologique, et à la construction des modèles de distributions d’espèces (Species Distribution Models, SDM). Parmi les nombreuses méthodes possibles pour obtenir un SDM, ces travaux proposent un SDM sous forme de « niche écologique optimale » de Cerastoderma edule, ce qui correspond à un modèle corrélatif basé sur la régression quantile utilisant une loi gaussienne bifactorielle. L’approche quantile permet d’estimer l’impact d’un facteur abiotique sur la réponse biologique en s’affranchissant des facteurs limitants non pris en compte. L’ajout original de ce modèle est d’utiliser une base gaussienne bifactorielle pour intégrer le type de réponse biologique classique et pour tenir compte des valeurs extrêmes des prédicteurs qui peuvent altérer la réponse biologique. Quatre couples de prédicteurs abiotiques parmi les facteurs environnementaux extraits d’un modèle hydro-morpho-sédimentaire 3D (salinité, température, courant maximal, taux d’inondation, % de vase fine…) sont proposés ainsi qu’un index d’habitabilité à vocation d’aide à la gestion des espaces naturels.S’inscrivant dans une boucle de rétroaction, les espèces macrozoobenthiques sont souvent ingénieurs d'écosystème, en modulant physiquement l’environnement qui les entoure, et plus particulièrement par un ensemble de processus de remaniement des sédiments, appelés bioturbation. Un modèle de bioturbation de Cerastoderma edule est construit à partir de six jeux de données d’érodimétrie tirés de la littérature et évaluant la quantité de sédiment remanié en fonction du taux métabolique de la faune présente dans l’échantillon et du type de sédiment. Il permet de modéliser l’érosion de cette couche biogénique dans les différentes conditions expérimentales collectées. De plus, des travaux expérimentaux ont été réalisés pour quantifier l’effet de bioturbation multi-spécifique en fonction du taux métabolique et de la température. La caractérisation de la couche biogène semble être suffisamment décrite par le taux métabolique cumulé de tous les individus en présence, cependant l’influence de ces organismes sur l’érodabilité de la couche constitutive du sédiment semble nécessiter plus de différentiation selon le mode de bioturbation.