Soutenance de thèse de Aurore RECEVEUR

L'écosystème pélagique Néo Calédonien est le théâtre d'une forte diversité de prédateurs, comme les oiseaux marins ou les cétacés. Cette diversité est rendue possible par la grande diversité d'habitats physiques. La récente création du Parc marin 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 et de son rôle central dans les réseaux alimentaires, d'autant plus que ce maillon est le plus méconnu. Dans ce contexte, cette thèse avait pour objectif d'étudier la dynamique et la diversité du micronecton; et dans un deuxième temps d'analyser son influence sur la répartition des prédateurs. Dans le 2ème chapitre, nous avons utilisé des intensités acoustique d'ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) acquises à travers 54 campagnes réparties sur 19 ans pour évaluer les variabilités saisonnières et interannuelles de micronecton et sa distribution spatiale dans la couche 20-120m. Nous avons montré une diminution de son abondance relative de 1999 à 2007 suivie d'une augmentation. Nous avons également mis en évidence l'influence d'ENSO avec une augmentation de l'abondance durant les phases El Niño. Enfin, nous avons montré une faible cohésion spatiale entre les prédictions de SEAPODYM, un modèle écosystémique, et nos prévisions d'intensités acoustiques. Dans le 3ème chapitre, nous avons regardé la variabilité de la distribution verticale du micronecton et tenté d’en comprendre les forçages physiques à travers l’analyse de données d’EK60 acquises pendant six campagnes entre 2011 et 2017. Le développement d’un cadre statistique a permis de lier les distributions verticales de micronecton aux conditions environnementales et de faire de la biorégionalisation. Nous avons identifié trois régions acoustiquement homogènes : (1) au nord de 21°S avec une faible DSL (Deep Scattering Layer) et une faible SSL (Shallow Scattering layer), (2) le coin sud-ouest (SSL intense à 80m et SSL très intense à 30m) et (3) le coin sud-est (SSL intense et DSL très intense à 550m). Au cours du 4ème chapitre, nous nous sommes concentrés sur sa diversité et les facteurs physiques la régissant. Pour cela, nous avons analysé les 22 espèces les plus nombreuses, présentes dans 141 chaluts, à l'aide d'une méthode multi-variée. Sept grands assemblages ont été décrits, principalement influencés par le moment de la journée et la profondeur du chalut, puis par la température, l'oxygène et la bathymétrie. L'assemblage prédominant au nord était dominé par les crustacés et au sud par les céphalopodes et poissons. Les deux derniers chapitres ont utilisé la méthodologie du 2ème. Nous avons prédit l'évolution du micronecton en changement climatique dans le 5ème chapitre. Une simulation océanographique régionale innovante, réalisée à partir d'un modèle biogéochimique dynamique couplé (NEMO-PISCES), a été utilisé pour forcer la modélisation acoustique et le modèle SEAPODYM. Les deux ont prédit une diminution moyenne de l'abondance de micronecton d'ici 2100, mais l'acoustique prédisait une forte augmentation pour la couche bathypélagique (environ 400-600m) alors que SEAPODYM prédisait la plus forte diminution pour cette même couche. Les changements d'abondance étaient majoritairement dus à la modification de la structure de la colonne d'eau, avec un approfondissement de la thermocline. Enfin, nous avons a lié l'abondance relative des proies à la distribution de neuf prédateurs : le thon jaune et le thon germon, la dorade coryphène (CPUE), le puffin, le pétrel et le fou à pieds rouge (données de marquage) et les dauphins, les globicéphales et les baleines à bec (comptages par survol aérien). L'abondance des proies influençait la distribution de six des neuf prédateurs. Cette approche nous a permis de montrer que les données d'abondance des proies mesurées par acoustique pouvaient améliorer les modèles de distribution des prédateurs dans une certaine mesure.

New Caledonia pelagic ecosystem has been showed to contain strong diversity of top predators, as seabirds and cetaceans. This diversity is supported by variability in physical environment (e.g. ridges and seamounts), offering a large diversity of habitats. The recent creation of the Natural Park of the Coral Sea created needs of robust information on the productivity and functioning of this remarkable ecosystem, including micronekton dynamics and its pivotal role in food webs. This food web link has been highlighted as the largest gap of knowledge. In this context, the PhD firstly aimed to study the biodiversity and the functioning of micronektonic compartment through acoustics and trawl in the New Caledonian EEZ. In a second part, it aimed to analyze influence of prey on top predators’ distribution. In the second chapter, we used backscatter echo-intensity data of Shipboard Acoustic Doppler Current Profiler, recorded during 54 cruises across 19 years to assess micronekton seasonal and inter-annual variabilities and spatial distribution in the 20-120m layer. We showed a decrease of micronekton relative abundance until 2007 and then an increase, as well as an enhancement during El Niño events. Sea surface temperature was the main factor driving the backscatter variability. Finally, we showed poor spatial cohesion between SEAPODYM predictions, an ecosystem model, and our backscatter predictions. Then, we focused on micronekton vertical distribution variability and the understanding of forcing oceanographic parameters through analyze of EK60 from six cruises happening between 2011 and 2017. We developed a statistical framework to link typical vertical distributions to environmental conditions and used it to predict acoustic vertical profile over a larger area to do bio-regionalization. We found three acoustically homogenous regions: north of 21°S with weak DSL (Deep Scattering Layer) and weak SSL (Shallow Scattering layer), the southwest corner (intense SSL at 80m and very intense SSL at 30m) and the southeast corner (intense SSLs and very intense DSL at 550m). During the fourth chapter, we looked at the species diversity distribution and its physical drivers. For that purpose, we analyzed the 22 most numerous species present in 141 trawls with a multi-variates method called RCP (Region of Common Profile). Seven major assemblages were identified, mainly driven by moment of the day and trawl depth, and then by temperature, oxygen and bathymetry. Globally, predominant northern assemblage were dominated by crustacean and the southern assemblage by less crustacean and more cephalopods and fish. The last two chapters used the methodology of the 2nd chapter. We predicted micronekton evolution in climate change in the 5th chapter. We used an innovative oceanographic regional simulation from a coupled dynamical-biogeochemical model (NEMO-PISCES) to force acoustics modeling and SEAPODYM. Both methods predicted a micronekton abundance decreasing by 2100 in the Coral Sea, but acoustics predictions showed a large increase for the bathypelagic layer (about 400-600m) whereas SEAPODYM showed the largest decrease for this same layer. Micronekton abundance change were mainly driven by water column structure change, through mainly a deepening of the thermocline. Finally, in the last chapter we linked prey relative abundance to nine predators taxon distribution: yellowfin and albacore tuna, dolphinfish (analyzed through CPUE), shearwater, petrel and red-footed booby (tagging data) and Delphinae, Globicephalinae and Ziphiidae (aerial survey count). Preyscape shaped six out of nine predators distributions and we described the nine spatial distributions. Our approach allowed us to show that prey abundance data collected using acoustic methods can slightly improve distribution models for predators.