Soutenance de thèse de THIBAULT Hélène

Résumé de la thèse

La zone mésopélagique (200-1000 m), aussi appelée "zone du crépuscule", joue un
rôle central dans la pompe biologique du carbone dans les océans, en régulant le
climat global grâce au transfert de carbone organique des eaux de surface jusqu'aux
profondeurs. Au sein de cet habitat, le micronecton—petits poissons, crustacés, céphalopodes
et organismes gélatineux (2-20 cm)—constitue un compartiment clé, en
tant qu'intermédiaire entre le zooplancton et les prédateurs supérieurs, et en participant
à l'export actif de carbone par leurs migrations nycthémérales. Malgré un
nombre croissant d'études montrant leur importance écologique, de nombreuses
incertitudes persistent quant à leur biomasse, la composition des communautés et
leur contribution à la séquestration de carbone, en raison des limitations observationnelles
et de modélisation. Cette thèse vise à améliorer notre compréhension du
rôle du micronecton au sein des écosystèmes pélagiques et de sa contribution à la
pompe biologique du carbone, en combinant des observations in situ, des analyses
fonctionnelles et isotopiques (C et N) ainsi qu'une modélisation mécanistique. En
utilisant les données collectées lors de la campagne APERO dans l'Atlantique Nord-
Est, cette thèse examine la structure verticale, l'organisation trophique et la diversité
fonctionnelle des communautés de micronecton. Les résultats ont révélé une forte
ségrégation verticale, avec le groupe fonctionnel comprenant les espèces migrantes
dominant en biomasse et en abondance, soulignant leur rôle majeur dans le transfert
de carbone produit en surface vers les profondeurs et dans l'alimentation des prédateurs
mésopélagiques. Un modèle mécanistique a été développé afin de représenter
explicitement les migrations nycthémérales et le métabolisme du micronecton en
production de carbone. Le modèle quantifie l'export de carbone dans la zonemésopélagique
sous différentes conditions environnementales de lumière, de température
et de production primaire. Des analyses de sensibilité ont identifié les taux de capture
liés à la lumière et de respiration comme paramètres clés contrôlant l'export
de carbone, avec une efficacité de transport modulée par la variabilité saisonnière,
taxonomique et la taille des organismes. Calibrées à partir de données acoustiques et
de chalutage, les estimations du modèle obtenues dans des conditions post-bloom
ont montré des résultats contrastés entre les structures à mésoéchelle : les tourbillons
cycloniques d'origine subpolaire, dominés par le poisson-lanterne Benthosema glaciale,
présentaient la biomasse micronectonique et l'exportation de carbone les plus
élevées, soulignant le fort couplage entre la structure de la communauté et les flux de
carbone. Dans l'ensemble, ces travaux contribuent à une meilleure compréhension
du flux et de l'exportation du carbone par le micronecton par évaluation intégrée de
l'écologie et de la fonction biogéochimique du micronecton dans un système tempéré.
Les résultats soulignent la nécessité de mettre en place des réseaux d'observation
mondiaux et d'intégrer données et modèles afin d'évaluer la résilience et le rôle futur
de la zone crépusculaire dans le cycle du carbone océanique dans un contexte de
changement global.