Dissertations / Theses on the topic 'Littoraux – Tunisie – Gabès, Golfe de (Tunisie)'

Cette thèse traite la littoralisation et la maritimité dans le golfe de Gabès (Tunisie). La maritimité est le lien affectif qui existe entre les sociétés de bord de mer et la mer. La littoralisation, comme processus qui affecte la majorité des littoraux méditerranéens, n'est pas directement liée à la maritimité mais à l'action des acteurs externes à l'espace littoral. Dans le Golfe de Gabès certaines sociétés ont une maritimité et d'autres n'en ont pas. A travers des pratiques et des activités liées à la mer, certains groupes sociaux ont développé des rapports étroits avec ce milieu. La maritimité est finalement la réalité des acteurs sociaux, néanmoins la littoralisation est un processus développé essentiellement par des acteurs externes à l'espace littoral ; en l'occurrence l'Etat et les entrepreneurs nationaux ou étrangers. La maritimité d'une socíété est importante car si elle est liée aux actions externes, elle entraînerait le succès de ces opérations. En effet, face aux contraintes du milieu, la mer développe chez les sociétés littorales un esprit d'entreprise qui est une composante essentielle pour leur développement. La planification et l'aménagement du territoire, qui sont l'action des divers acteurs du territoire (Etat, collectivités. . . ) se heurtent en aval à des logiques locales issues de la perception des gens de leurs espaces. Dans le Golfe de Gabès, ces combinaisons socio-spatiales modifient les anciens systèmes territoriaux et donnent lieu à une nouvelle recomposition des territoires. L'analyse systémique et la modélisation graphique sont les principaux outils d'analyse dans ce travail.

Le golfe de gabes, qui constitue la zone maritime la plus importante de la tunisie, regroupe differents types de peche classes en 3 categories : peche cotiere ou artisanale, peche au chalut et secondairement peche au feu. Ce travail s'integre dans un contexte pluri-espece, pluri-engin, ainsi une typologie des flottilles chalutieres et cotieres a ete effectuee aboutissant a l'identification de 11 metiers pour chaque categorie definis par leur espece ou groupe d'especes cibles ou par la combinaison d'espece cible et d'engin. L'analyse de la composition specifique des prises de ces metiers ainsi que du calendrier de peche a montre qu'ils sont en forte interaction technique. Il s'agit principalement de la competition sur la ressource et sur l'espace. Les relations de complementarite et de substitution sont faibles. L'exploitation du rouget mullus surmuletus, espece presente dans les differents types de peche et interessante economiquement, a ete etudiee. Les elements fournis par son etude biologique ainsi que le suivi mensuel des frequences de taille sur un an ont ete utilises dans une tentative d'evaluation de l'etat de son exploitation par une analyse de pseudo-cohortes. Le manque de series de donnees, la sensibilite de la methode vis-a-vis des parametres biologiques et de mortalite freinent toute conclusion categorique. Toutefois, des comparaisons de frequence de taille des prises de differents engins ont montre que la peche au chalut exploite les differentes tailles et notamment les petits individus. Par contre la peche cotiere exploite les plus grands et les plus ages. Les principaux metiers exploitant cette espece sont : le chalutage demersal, le chalutage a pageot, le chalutage au poulpe, le chalutage benthique - semi-pelagique, la peche cotiere demersale et la peche cotiere a la crevette. L'effort deploye par le chalutage est plus important que celui de la peche cotiere. Pour cette derniere, le rouget est exploite principalement par les filets tremails et tres faiblement par les filets maillants et les nasses. Bien qu'il exploite peu le rouget, le chalutage a crevette rejette des quantites considerables de juveniles de cette espece. La gestion du stock du rouget devrait s'appuyer principalement sur ces metiers.

Contrôle de la pollution du golfe de Gabès par les ions fluorures, les phosphates et les métaux lourds issus des rejets en mer du complexe chimique. Un traitement par précipitation chimique permet de réduire le niveau de pollution et de réutiliser les effluents

L’objectif de cette thèse est d’améliorer la compréhension du fonctionnement et de la structure trophique du golfe de Gabès en Tunisie. Afin de concilier exigences écologiques et exploitation des ressources marines, différents modèles écosystémiques ont été développés pour étudier sa dynamique trophique et contribuer à la réflexion sur la mise en place de plans de gestion. Un modèle trophique d’équilibre de masse « Ecospace » a été construit afin d’évaluer les conséquences écosystémiques de différentes mesures de gestion. Les résultats des simulations ont permis d’explorer les interactions entre la pêche côtière et la pêche au chalut benthique et d’identifier des zones où les mesures de gestion sont effectives. Un modèle end-to-end a également été appliqué pour expliciter la dynamique des espèces considérées, depuis le forçage climatique jusqu'à la pêche. Cette approche de modélisation consiste à forcer le modèle individu-centré « OSMOSE » par un modèle biogéochimique « Eco3MMed ». Ce modèle a permis d’établir une représentation cohérente du réseau trophique et de simuler des scénarios de gestion théoriques de mise en réserve. Le modèle end-to-end a également été utilisé pour étudier la sensibilité d’un ensemble d’indicateurs écologiques à la pression de pêche. Les résultats ont révélé que les indicateurs de taille sont les plus adaptés pour faire le suivi de l’impact de la pêche dans le golfe de Gabès. Au final, une approche comparative entre plusieurs écosystèmes méditerranéens a été mise en place avec le modèle EcoTroph pour comparer leurs structures trophiques et explorer les effets de plusieurs niveaux d’exploitation par l’analyse de leurs spectres trophiques
The objective of this thesis is to improve the understanding of trophic structure and functioning of the gulf of Gabes in Tunisia. In order to reconcile environmental concerns and exploitation of marine resources, different ecosystem models have been developed to study the ecosystem dynamics and contribute to the discussion on the implementation of management plans. A spatial and temporal dynamic model “Ecospace” was built to evaluate the ecosystem consequences of different management measures based on scenarios derived from the current regulation. The results of simulations allowed to investigate the interactions between coastal and benthic trawl fishing and to identify areas where management measures are effective. An end-to-end model has been applied to the gulf of Gabes ecosystem to represent the dynamics of 11 high trophic level species, from climate forcing to fishing.This modelling approach consists in forcing the individual-based model "OSMOSE" by a biogeochemical model "ECO3M-Med". This model allowed to establish a coherent representation of the food web and simulate theoretical management scenarios of spatial fishing closure. The end-to-end model has also been used to study the sensitivity of a set of ecological indicators to fishing pressure. The simulation of different levels of fishing mortality showed that size indicators were the most relevant to monitor the impact of fishing in the gulf of Gabes. Finally, a comparative approach between several Mediterranean ecosystems was applied using the EcoTroph model to compare their trophic structures and explore the effects of different levels of fishing pressure through the analysis of their trophic spectra

Dans la première partie de ce travail, le candidat a présenté au premier chapitre le site d'étude et la mise au point des différents protocoles expérimentaux nécessaires à l'estimation des paramètres biotiques (phytoplancton et zooplancton). Les protocoles des mesures des différents paramètres abiotiques (température, densité, salinité, quantité d'oxygène dissout, matières en suspension, et sels nutritifs) sont également présentés. En effet, le suivi des paramètres physico-chimiques et leurs relations avec les facteurs biotiques est nécessaire pour caractériser le statut trophique des eaux du golfe de Gabès. Dans le deuxième chapitre, on a mis en évidence le changement à l'échelle spatiale durant une campagne estivale effectuée au mois de Juillet 2005 et à l'échelle spatio-temporelle de la dynamique des communautés phytoplanctoniques et zooplanctoniques durant quatre campagnes d'échantillonnages réalisées dans différentes périodes de l'année (Juillet 2005, Mai-Juin 2006, Septembre 2006 et Mars 2007) en relation avec les conditions hydrologiques. Les changements relatifs à la qualité de l'eau au niveau de la côte sont strictement influencés par les apports terrigènes dus aux activités industrielles et anthropiques dans le golfe de Gabès, alors que le courant Atlantique qui arrive dans cette région est le principal facteur affectant ainsi la structuration et l'organisation du phytoplancton et du zooplancton dans les régions océaniques. Ainsi, le golfe de Gabès est caractérisé par une stratification estivale affectant le développement du phytoplancton et du zooplancton. Il est caractérisé par la coexistence des masses d'eaux différentes à savoir Méditerranéenne et Atlantique modifiées (MA W) qui pourraient être des facteurs déterminant la structuration et la distribution du phytoplancton et du zooplancton sur toute la colonne d'eau. La répartition spatiale a montré que la structure des communautés phytoplanctoniques et zooplanctoniques d~ le golfe de Gabès est organisée suivant un gradient côte-large. En effet, l'étude du phytoplancton dans le golfe de Gabès est très complexe suite à l'interaction de divers facteurs (mouvements hydrologiques, interférences urbaines, trafic maritime. . . ) et sa compréhension nécessite des études à long terme. Pour le moment, l'étudiant a suggéré que l'enrichissement des zones côtières en éléments nutritifs peut avoir comme origine, l'activité urbaine et industrielle constituant les éléments essentiels dans le contrôle de l'eutrophisation côtière au niveau du golfe de Gabès. En fait, l'étude de la répartition spatiale du phytoplancton a montré que la classe phytoplanctonique des dinoflagellés, y compris les espèces toxiques, non toxiques et les kystes, sont des composantes importantes de la communauté phytoplanctonique dans le Golfe de Gabès. La présence des espèces toxiques fait l'objet d'un grand projet de recherche vu que leur présence peut induire des effets nocifs pour la santé humaine. En plus, une abondance excessive de l'espèce toxique Karenia selliformis près de l'île de Djerba, revêt une importance socio-économique. L'azote présent d'une façon excessive est dérivé principalement des engrais, des déchets des animaux et de la combustion des carburants. L'île de Djerba constitue un lieu stratégique dans le golfe de Gabès, marquée par une importante richesse phytoplanctonique (kystes de dinoflagellés). L'étude des variations spatio-temporelles du phytoplancton montre la relation étroite qui existe entre les structures hydrographiques (à partir des conditions de mélange à la stratification complète) au niveau du golfe de Gabès. En ce qui concerne le zooplancton, le candidat a montré que les copépodes sont les plus abondants et représentent entre 69 et 83% du zooplancton total dans le golfe de Gabès. La densité des copépodes augmente graduellement avec l'augmentation de la température moyenne de l'eau, et ceci à partir de l'apparition de la thermocline (Mai-Juin 2006) jusqu'à son établissement complet caractérisant ainsi la période estivale (Juillet 2005 et Septembre 2006). Quand la colonne d'eau est bien mélangée (Mars 2007) on note une diminution de l'abondance des copépodes. Aussi, ces derniers sont caractérisés par la dominance des cyclopoïdes représentés par l'espèce Oithona nana. Contrairement au zooplancton dont la plus forte abondance est observée pendant la période de haute stratification, le phytoplancton prolifère intensivement pendant les conditions de semi-mélanges. En plus, les teneurs en chlorophylle a (phytoplancton), montrent une distribution inversement proportionnelle à celle des copépodes témoignant la relation trophique de broutage entre les copépodes et le phytoplancton
In the first chapter, we describe the gulf of Gabes and the initiation of the different experimental protocol to estimate the biological parameters such as phytoplankton and zooplankton. The protocol for physical and chemical measurements (temperature, water density, dissolved oxygen, suspended matter and nutrients compounds) was also detailed in this study. The relation-ship between physico-chemical and biological parameters was studied to characterize the trophic stature in the gulf of Gabes. In the second chapter, we have studied during a summer cruise (July 2005) the spatial distribution of phytoplankton and zooplankton communities. The spatial and temporal variations of these latter were also studied during four different sampling periods (July 2005, May-June 2006, September 2006 and March 2007) in relation with hydrographic conditions. The phytoplankton community distribution in the Gulf of Gabes occurs throughout the coastal-open sea gradient. The phytoplankton ecology in the Gulf of Gabes is complex due to the interaction of various factors (water movements, urban interferences, marine traffic. . . ). Therefore, it seems that urban interferences might be crucial in inducing phytoplankton growth along the coast. Nutrient loading, urban and industrial wastes were the essential comerstones of the aquatic eutrophication control at least the coastal water of the Gulf and therefore the degradation of the water quality and influencing the proliferation of phytoplankton (including toxic dinoflagellates). The Gulf of Gabes is characterized by an oligotrophic status and particularly by the existence of a summer stratification which impacts on phytoplankton development chiefly in the off-shore area. In the open sea, the coexistent of different water masses, namely the Mediterranean water and the MA W could be deterrnining factors of phytoplankton development. In addition, the coastal area and particularly the socio-economically important Djerba Island reveal high toxic species K. Selliformis, suggesting that excess reactive nitrogen is derived primarily from fertiliser applications, animal wastes and fuel combustion. For the zooplankton community, copepods in the gulf of Gabes were the most abundant throughout the sampling period, contributing from 69 to 83% of the total zooplankton. The copepod density was gradually more important with the increasing of water temperature values started in May-June 2006 until a therrnocline established in summer period (July 2005 and September 2006). Ln contrast, during March 2007 in which the water column was well-mixed, the copepod abundance was decreased. The copepod community was dominated by Cyclopoid representing by Oithona nana species. The zooplankton community was dominant in the stratified period, however the phytoplankton community was more developed in semi-mixed conditions (May-June 2006), suggesting a grazing of the phytoplankton by copepod

Trois carottes de 5 à 6 m de profondeur ont été prélevées tout au long de l’oued El Akarit (Golfe de Gabès, Sud tunisien) : deux sur la rive Nord et une à l’embouchure. L’étude sédimentologique (granulométrie), minéralogique (minéraux argileux) et micropaléontologique (ostracodes, foraminifères et charophytes) et leur étude quantitative et qualitative ainsi que le calcul des indices de diversités de Shannon et d’équitabilité nous a permis de reconstituer l’évolution des paléo-environnements succédés depuis le Pléistocène dans la région El Akarit. La carotte à l’embouchure de l’oued El Akarit (carotte AK1), nous a permis de dater avec précision les dépôts étudiés et de reconstituer la chronologie des évènements ayant contrôlé la sédimentation. La phase pléistocène (>45000 ans B.P), milieu continental estuarien évoluant vers unevaste lagune très ouverte à la mer lors de la transgression marine pléistocène (MIS5e), par la suite l’installation d’un cordon sableux isole cette lagune de l’environnement marin. Les dépôts holocènes inférieurs et moyens sont absents dans l’embouchure de l’oued El Akarit à cause d’une émersion et non dépôt et/ou d’une érosion des dépôts. La phase Holocène supérieur (derniers 3000 ans B.P), se caractérise par la succession de trois épisodes d’évènements extrêmes (crues et tempêtes). A 1 et 2 km du rivage actuel (carotte AK2 et AK3 respectivement), les dépôts généralementcontinentaux montrent des intercalations des dépôts marins et des niveaux à galets enregistrant des évènements extrêmes. Les dépôts de ̴ 8000ans B.P de la poche à « Cardium » à 9 m d’altitude de la mer actuelle, montrent une influence marine (abondance des foraminifères planctoniques), il s’agit évidemment d’un évènement extrême exceptionnel qui provoquerait le transport des foraminifères planctoniques à l’intérieur de la lagune El Akarit
Three cores varying from 5 to 6 m of depth were taken throughout in the El Akarit River (Gulf of Gabes, south of Tunisia): two on the left river bank and the last at the mouth. The study of the sedimentology (particle size), mineral (clay minerals) and micropaleontology (quantitative and qualitative study of ostracods, foraminifera, charophytes and the calculation of the Shannon / equitability diversity index) deposits content allowed us to reconstruct the paleoenvironments evolution since the Pleistocene in this region. The mouth core (AK1), permitted us to date precisely the studied deposits and reconstruct the events chronology controlling the sedimentation. The Pleistocene phase (> 45 000 years BP) shows a continental estuarine environment evolving toward a vast open lagoon during the Pleistocene marine transgression (MIS5e). Then, the formation of a sand bar isolates the lagoon from the marine environment. The lower and middle Holocene deposits are absent in the mouth deposits. This could be interpreted by the emersion of the zone or by the erosion of deposits. The late Holocene (last 3000 years B.P) phase is characterized by the succession of three extreme events (floods and storms) episodes. At 1 and 2 km from the current shoreline (AK2 and AK3 cores respectively), the continental deposits show an intercalation of marine deposits and pebble levels suggestive of an extreme events occurrence. The existence of the 8000 yr BP deposits "Cardium pocket” at 9 m of the current sea, show a marine influence (planktonic foraminifera abundance). It is apparently an exceptional event that would cause extreme transport of planktonic foraminifera inside the El Akarit lagoon

L’originalité du golfe de Gabès (Sud de la Tunisie) a été reconnue par les malacologistes depuis le19ème siècle mais reste mal définie. Les espèces de cette région présentent des caractères morphologiques qui ont conduit à l’établissement de variétés, sous-espèces et espèces faiblement caractérisées. Certains auteurs les traitent comme des taxons endémiques tandis que d'autres les considèrent comme de simples variants locaux d'espèces à large répartition méditerranéenne. Le manque d’information concernant la valeur taxonomique de ces caractères morphologiques ne permet pas de traiter de façon robuste la question de l’endémisme dans le golfe de Gabès. Le premier objectif est de réviser le statut taxonomique des mollusques du golfe de Gabès en s’appuyant sur une approche de taxonomie moléculaire. La confrontation des différents caractères a permis d’identifier ceux qui discriminent correctement les individus en espèces, d’éliminer à l’inverse ceux qui ne remplissent pas cette fonction et d’en redéfinir de nouveaux. Le deuxième objectif est de relier les particularités faunistiques du Golfe à ses caractéristiques océanographiques et de discuter les phénomènes de spéciation qui pourraient être à l’origine de l’endémisme. Nos analyses ont porté sur six genres: Jujubinus (Trochidae), Diodora (Fissurellidae), Ocinebrina, Muricopsis (Muricidae), Aplus (Buccinidae) et Tritia (Nassariidae). L’approche intégrative utilisée a permis de proposer des hypothèses de délimitation d’espèces que nous avons ensuite confrontées aux données morphologiques et géographiques. Au final, l’endémisme est confirmé dans certains cas mais l’hypothèse qu’une partie des espèces décrites du golfe de Gabès ne sont que des variétés éco phénotypiques est également attestée. Notre approche moléculaire a mis aussi en évidence l’existencede nouvelles espèces et d’espèces cryptiques insoupçonnées dans la Méditerranée. Finalement l’hypothèse que le golfe de Gabès est un centre de spéciation est retenue. Plus de données moléculaires (reliées à des données fossiles) d’autres groupes provenant de différentes localités (spécialement du golfe de Syrte) apparaissent toutefois nécessaires
The present Mediterranean marine fauna is the result of a history going back to the Messinian Salinity Crisis, with current biogeographical patterns mostly reflecting Quaternary to modern oceanographic conditions. The Gulf of Gabès, in southern Tunisia, is remarkable for its extreme ecological characteristics that distinguish it from "ambiant" Mediterranean conditions. Starting with the work of malacologists at the turn of the 19th-20th centuries, the molluscs of the Gulf of Gabès have been recognized as exhibiting morphological characters that set them apart from more typical forms that occur in the rest of the Mediterranean. At present, 6% of the species of the overall Gulf of Gabès mollusc fauna are treated as valid local endemics. Using an integrative taxonomy approach, combining molecular and morphological data, the objective of the study is to re-evaluate the status of these Gulf of Gabès local forms: are they valid, endemic species or do they represent ecophenotypic variation? Given the young geological age (6-8 ka) of the Gulf, where would local endemics have originated? The gastropod genera Jujubinus (Trochidae), Diodora (Fissurellidae), Tritia (Nassariidae) Ocinebrina (Muricidae), Muricopsis (Muricidae) and Aplus (Buccinidae) all have in common non-planktotrophic larval development. Our integrative approach confirms the validity of some of the endemic taxa, but also infirm that others are not valid species; molecular data also reveal unsuspected cryptic lineages both within and outside the Gulf. Regarding the question of the origin of the endemic species, various hypotheses have been proposed, one of them being that the Gulf of Gabès is a “speciation factory”. To formally test this hypothesis, more molecular data (coupled with fossil record data) are needed from other species groups and from other localities in the Mediterranean (specifically the Gulf of Syrte)

Le Golfe de Gabès, situé dans le bassin méditerranéen oriental, réunit plusieurs traits distinctifs lui conférant une forte sensibilité vis à vis des contaminations d'origine anthropique. D'une part, l'influence des courants Atlantiques y très limitée, d'autre part, son orientation et sa morphologie caractérisée par une faible profondeur sur une grande étendue ne permettent qu'un faible taux de renouvellement des eaux. Dans cet environnement vulnérable, plus de 200 millions de tonnes de phosphogypse (sous- produit résultant de la production d'acide phosphorique) ont été rejetés dans l'environnement marin depuis près d'un demi-siècle en ayant comme conséquence une dégradation conséquente de l'écosystème benthique en particulier des herbiers de posidonies. La caractérisation du phosphogypse conduit à identifier les différentes modalités des transferts au sein des milieux marins des métaux contenus initialement dans le phosphate. Sa charge en métaux toxiques est essentiellement associée à la matière organique qui s'agrège lors de son transfert dans l'émissaire industriel pour former une mousse se déplaçant à la surface de la mer. Cette mousse présente une structure complexe constituée de matière organique amphiphile jouant le rôle de tensioactif au contact de l'eau de mer et de gypse synthétique qui en constitue le squelette auxquels s'ajoutent halite, sphalérite et francolite. Elle se dégrade en fonction de l'état d'agitation du milieu marin via la dissolution du gypse relarguant ainsi sa charge polluante selon l'amplitude de la houle. Une fraction limitée des métaux passe directement en solution transportés par l'action des courants côtiers. Enfin, des grains de phosphate brut sont transportés soit par roulement-saltation soit en suspension. Ils s'accumulent surtout au niveau de la plage de Chatt Essalam du fait des impacts hydrodynamiques des structures portuaires du site. Les métaux toxiques affectent également les sédiments de surface et les organismes benthiques. En particulier, les mattes posidonies jouent le rôle d'archivage de la contamination permettant ainsi de retracer l'évolution de la contamination métallique des eaux marines depuis le début du développement industriel de la côte en 1972. Enfin, une première évaluation des pertes financières associées aux services écosystémiques fournis par les herbiers de Posidonies à l'activité économique de la pêche côtière, conduit à mettre en perspective le coût d'une partie des externalités négatives associées à la contamination chronique à l'échelle de la partie centrale du Golfe de Gabès
The Gulf of Gabes, located in the oriental Mediterranean basin, has many particular properties making it very sensitive to anthropogenic contaminations. One of the distinguishing features of Gabes Gulf is low water flush-activity related mainly to its orientation and morphology marked by its largely-extended shallow plateau as well as to the limited influence of Atlantic water currents. For more than 50 years, than 200 million tons of phosphogypsum (by-product of phosphoric acid production) have been continuously dumped in this vulnerable environment leading to an accentuated degradation of the local benthic habitat represented mainly by the seagrass meadows of Posidonia oceanica. Within this context, knowing the characterization of phosphogypsum will certainly help to identify the different transfer modalities of the metals (composing the initial phosphate ore) within the marine environment. The pollutants load of phosphogypsum is mainly associated to the organic matter which aggregates during the transfer process via the evacuation channel leading to the formation of floating foam. These latter foams are passively transported by winds and local currents to distant areas and are found to be rich in organic matter with an amphipathic character that makes them act as a surfactant in contact with seawater. The skeleton of phosphogypsum foam was also found to be composed of synthetic gypsum as well as halite, sphalerite and francolite. The degradation of the phosphogypsum foam is accentuated by the degree of agitation/hydrodynamics of the marine environment through the dissolution of gypsum, leading to the release of its polluting components following the swell amplitude. It is worth noting that a limited metal fraction passes directly into solution. These latter metals are hence transported by the coastal currents. As for the phosphate grains, they are trained towards the south either by rolling-saltation or in suspension, and end by accumulating mainly in Chat Essalam beach due to the hydrodynamics effects exerted by the ports structures leading to modify the coastline. In addition, the toxic metals affect also the surface sediments as well as the benthic organisms and hence these latter can inform about the health status and the contamination history of the local marine environment. Within this context, the mats of Posidonia oceanica meadows can be used as an archiving tool of the contamination history in the Gulf of Gabes and allow hence retracing the evolution of metallic contamination of sea waters since the set-up of the coastal industrial complex in Gabes city (i.e. 1972). Finally, a first assessment of the financial losses linked to the ecosystemic services provided by Posidonia oceanica seagrass beds to coastal fisheries activity was conducted allowing to evaluate the cost of a part of the negative consequences linked to the industrial chronic pollution at the central part of Gabes Gulf

La mer Méditerranée est un hotspot de biodiversité sous diverses influences où plusieurs perturbations agissent en synergie: réchauffement climatique, perte d'habitats et surpêche menacent la biodiversité marine et perturbent les équilibres écosystémiques. Afin d'assurer une gestion durable des écosystèmes marins côtiers, conformément aux prérogatives de l'Approche Ecosystémique des Pêches, il est nécessaire d'étudier les conséquences de ces perturbations sur les populations exploitées. Or, malgré la multiplicité des études relatives au changement global en Méditerranée, les conséquences écosystémiques de ces changements demeurent mal connues. Dans cette thèse, le Golfe de Gabès a été choisi comme modèle d'étude en raison des nombreuses perturbations qui y sont rencontrées et qui en font l'archétype de tendances plus généralisées en Mer Méditerranée. Cette thèse se propose d'abord de replacer l'écosystème du Golfe de Gabès dans son contexte biogéographique à travers l'étude de la phylobiogéographie des assemblages des poissons côtiers méditerranéens et la modélisation de la structure et du fonctionnement de l'écosystème du Golfe de Gabès. Par la suite, nous proposons de modéliser, en utilisant des modèles de niches écologiques, les modifications potentielles futures des assemblages biogéographiques d'espèces exploitées soumises aux changements climatiques et à la perte d'habitat, ainsi que les conséquences trophiques de ces modifications. En prenant en compte la taxonomie et l'histoire évolutive des espèces, nous avons mis en évidence le niveau de séparation entre les assemblages méditerranéens en proposant une nouvelle délimitation biogéographique du plateau continental. Par ailleurs, l'exploration des dissimilarités phylogénétiques à l'échelle des côtes tunisiennes a mis en évidence quatre zones biogéographiques majeures présentant une faible congruence avec le zonage adopté pour la gestion de la pêche en Tunisie. Les projections des futures aires de répartition des 60 principales espèces exploitées du Golfe de Gabès, grâce à l'implémentation du modèle climatique NEMOMED8, révèlent que pour la fin du siècle, 34 espèces pourraient contracter leurs aires de répartition parmi lesquelles 12 espèces pourraient s'éteindre à l'échelle du Golfe. Par ailleurs, en combinant des scénarios de régression d'herbier et de changement climatique, les projections montrent que les magnitudes des modifications d'aires de répartition induites par le changement climatique sont plus larges que celles résultant de la perte d'habitat. La mise en place d'un modèle trophique Ecopath nous a permis de décrire la structure et le fonctionnement de l'écosystème du Golfe de Gabès et de le comparer avec d'autres écosystèmes méditerranéens exploités. Ce modèle a intégré un large éventail d'espèces depuis le phytoplancton jusqu'aux top-prédateurs ainsi que les principales activités de pêche opérant dans la zone. Les résultats du modèle mettent en évidence que le chalutage benthique est l'activité ayant les conséquences écosystémiques les plus étendues avec un fort impact sur certaines espèces démersales exploitées. Enfin, pour étudier les conséquences trophiques des modifications des distributions spatiales des espèces exploitées, nous avons reconstruit les réseaux trophiques au sein des assemblages d'espèces en nous fondant sur la relation positive liant la taille du prédateur à celle de sa proie. Nous avons ainsi pu prédire les réseaux trophiques actuels et projeter les modifications potentielles de leurs structures. Nous avons constaté qu'une grande partie du Golfe pourrait connaître une augmentation de la connectance et un allongement des voies trophiques moyennes qui s'accompagnent d'une diminution du nombre de proies par prédateur et du nombre de prédateurs par proie. Cette thèse est une ouverture vers la compréhension du rôle de la biodiversité dans le maintien du fonctionnement des écosystèmes
The Mediterranean Sea is a marine biodiversity hot spot highly affected by several sources of disturbances interacting synergistically: global warming, habitat loss and overfishing threaten marine biodiversity and disrupt the ecosystem balance. To ensure a sustainable management of coastal marine ecosystems according to the Ecosystem Approach to Fisheries, it is necessary to study the ecosystem responses to these disturbances. However, despite the variety of global change studies in Mediterranean areas, ecosystems responses to these changes remain poorly understood and particularly at the southern part of the Mediterranean Sea. In this PhD thesis, the Gulf of Gabes was chosen as study area since it is one of the most affected regions by global change which makes it a mesocosm model of more regional patterns that occur in the Mediterranean Sea. In this study, as a first step, we replaced the Gulf of Gabes in its biogeographic and ecosystem regional context. This was achievied through a phylogenetic-based delineation of biogeographical species pools of coastal Mediterranean fishes and using an ecosystem model to describe its structure and functioning in comparison with other Mediterranean ecosystem model properties. We therefore projected potential future geographic ranges and assemblages composition of biogeographical exploited species pool according to global warming and habitat loss scenarios. Then we assessed their effects on food web structure. Taking into account the taxonomy and inter-species evolutionary relationships, we generate a new bioregionalisation of the continental shelf based on the turnover of lineages. Our results showed that climate is the major driver of species distribution and assemblage's composition. In addition, the exploration of phylogenetic dissimilarity across the Tunisian coast highlighted four major biogeographic areas showing a low spatial congruence with zoning used for fisheries management in Tunisia.Projected range shifts of the 60 main exploited species of the Gulf of Gabes through the implementation of a new climate model (NEMOMED8) revealed that, by the end of the century, 34 species could contract their ranges including 12 species that could become locally extinct across the Gulf of Gabes. Furthermore, by combining Posidonia meadows loss scenarios and climate change projections, our results showed that the magnitudes of the changes range induced by climate change are larger than those resulting from the loss of habitat.The Ecopath mass-balance model allowed us to describe the structure and functioning of the ecosystem of the Gulf of Gabes in comparison with other Mediterranean ecosystems. These models encompass the entire trophic spectrum from phytoplankton to higher trophic levels as well as the main fishing activities in the area. The model results showed that, among the fishing activities studied, bottom trawling was identified as the activity having the widest-ranging impacts across the different functional groups and the largest impacts on some commercially-targeted demersal fish species. Finally, to study the effects of species range shift on food web structure, we used a new methodology to infer trophic interactions between species. Based on the robust relationship between the size of prey and predators, we predicted the current food webs and project potential changes in their structures. We found that a significant portion of the Gulf of Gabes would face an increase of connectance and an extension of trophic pathways in parallel with a decrease in the number of prey per predator and the number of predators per prey. This PhD thesis paves the way towards the understanding of the role of biodiversity in maintaining ecosystem functioning

Notre étude a porté sur le diagnostic de la présence des perturbateurs endocriniens dans le golfe de Gabès (Tunisie), leurs effets sur la reproduction d’une espèce bioindicatrice de pollution, la palourde R. decussatus ainsi que leurs mécanismes d’action. Pour atteindre ces objectifs, nous avons fait appel à plusieurs outils méthodologiques, des expositions in vivo (effluents urbains, effluents industriels, 17β-œstradiol) et des prélèvements in situ afin d’évaluer le risque encouru par l’écosystème du golfe de Gabès tout entier en utilisant une approche multiparamétrique basée sur différents niveaux de l’organisation biologique (allant du niveau biochimique jusqu’au niveau populationnel). Nous avons mis en évidence la présence des composés reprotoxiques tout au long de la côte Sud-Est de la Tunisie. Les résultats obtenus ont révélé une corrélation entre la contamination chimique (cadmium, activités œstrogéniques et androgéniques au niveau du sédiment) et certains paramètres biologiques liés à la reproduction (diamètre ovocytaire, vitellogénine, glycogène) et un site très divergent de tous les autres sites (El hofra). Cette station d’El hofra semble être touchée par une perturbation endocrinienne liée probablement à une synergie entre la contamination par le Cd et la présence des composés à activité œstrogénique et androgénique dans le milieu. En parallèle à cette étude in situ, trois expérimentations au laboratoire ont été réalisées. Les résultats ont montré que les effluents de la station d’épuration de Sfax (cocktail de contaminants) sont capables d’affecter la reproduction de la palourde en induisant la synthèse de la vitellogénine et stimulant la reproduction chez les deux sexes. L’exposition des palourdes à un contaminant pur, le 17β-œstradiol, a révélé qu’il peut contribuer à expliquer les perturbations du cycle reproducteur observées dans l’expérience précédente. Cette hormone naturelle a un effet et sans doute un rôle dans la physiologie de la palourde. Dans le but d’étudier son mécanisme d’action via le récepteur aux œstrogènes (RE), nous avons cloné une partie de l’ADNc codant pour les RE. Cependant, l’analyse de la réponse transcriptionnelle n’a pas montré de changement significatif dans l'expression du gène aussi bien chez les mâles que chez les femelles suite à une exposition aux œstrogènes (17β-œstradiol, effluents urbains et industriels)
Our study aimed to assess the presence of endocrine disrupting compounds in the Gulf of Gabes area (Tunisia), their effects on the reproductive potential of the marine bivalve, Ruditapes decussatus as well as elucidating their mechanisms of action. To achieve these goals, several methodologies have been deployed, such as laboratory in vivo exposures (to urban or industrial effluents, estradiol), and in situ sampling to assess the risk of such substances on this ecosystem by using a multiparametric approach based on different levels of biological organization in clams (from biochemical level to the population level). We have demonstrated the presence of reprotoxic compounds along the south-eastern coast of Tunisia. The results revealed, a strong correlation between chemical contamination (cadmium, estrogenic and androgenic activities in sediment) and some reproductive parameters (oocyte diameter, vitellogénine and glycogen levels) and, a particular site (El hofra) that differs from all the other studied sites in this polluted context. Clams from this station seem to suffer from endocrine disruption probably resulting from a synergistic effect between both cadmium contamination and the presence of chemicals acting as estrogens and androgens in the environment. In parallel to this in situ study, three laboratory experiments were performed. The results showed that exposure to a mixture of chemical compounds released by the Sfax wastewater treatment plant had an adverse impact on the reproductive potential of R. decussatus, by inducing vitellogenin synthesis and stimulating reproduction in both sexes. Results of the exposure of organisms to 17β-estradiol alone, revealed that the estrogenic compound could contribute to the observed effects on the reproductive cycle of the test animals in the previous experiment. This natural hormone has induced deleterious effects and may play a role in the physiology of the clam. To study its mechanism of action via estrogen receptors, a partial cDNA of the gene was isolated and characterized from the clam R. decussatus. However, analysis of the transcriptional response did not show a significant change in the gene expression in males as well as in females following exposure to estrogens (17β-estradiol, urban and industrial effluents)

Notre étude a porté sur la bioaccumulation in situ du Cd chez la palourde, et ses effets sur leur potentiel reproducteur, dans deux sites du golfe de Gabès: " El Hofra " fortement contaminé et " Bordj d'Ungha " moins impacté. Les palourdes d'El Hofra présentent les concentrations en Cd les plus fortes, avec des fluctuations saisonnières reflétant le phénomène de dilution biologique, essentiellement lié au stade de développement des gonades. Les concentrations en Cd et en métallothionéines (MTs) sont plus élevées dans la glande digestive que dans les branchies. Elles y sont significativement corrélées pour les palourdes des deux sexes d'El Hofra, et pour les mâles de Bordj d'Ungha. L'étude des cycles reproducteurs a révélé un retard de la maturité des gamètes chez les femelles du site contaminé. Cd pourrait perturber l'activité des gonades en créant un déséquilibre hormonal. Le décalage avec la période de maturité des mâles pourrait influer sur le potentiel reproducteur de l'espèce
Our study related to the in situ bioaccumulation of Cd in the clam, and its effects on their reproductive potential, in two sites of the gulf of Gabès: "El Hofra" strongly contaminated and "Bordj d'Ungha" less impacted. The clams from El Hofra present the strongest Cd concentrations, with seasonal fluctuations reflecting the phenomenon of biological dilution, primarily related to the stage of development of gonads. The concentrations of Cd and metallothioneins (MTs) are higher in digestive gland than in the gills. They are significantly correlated in the digestive gland for the clams of the two sexes from El Hofra, and for the males from Bordj d'Ungha. The study of the reproductive cycles revealed a delay of the maturity of the gametes in the females of the contaminated site. Cd could disturb the activity of the gonads by creating an hormonal imbalance. The shift with the period of maturity of the males could influence the reproductive potential of this species

Cerastoderma glaucum est un modèle biologique de choix pour des études phylogéographiques et écotoxicologiques.Une étude de sa structure génétique en méditerranée occidentale a été réalisée en utilisant deux types de marqueurs, mitochondrial et nucléaire. Les résultats obtenus ont révélé à travers l’ADN mitochondrial une population très divergente de toutes les autres populations (Ellouza, Sud de la Tunisie).Une étude écotoxicologique sur des populations issues de ce site Ellouza et deux autres sites à proximité dans la région du golfe de Gabès a été réalisée dans le but d’étudier la réponse adaptative des populations de la coque C. glaucum en milieu naturel à différents niveaux de l’organisation biologique allant du niveau individuel jusqu’au niveau cellulaire et moléculaire. En parallèle à cette étude, deux expérimentations en laboratoire ont été réalisées afin de préciser les mécanismes pouvant expliquer le succès ou l’échec du maintien des populations de C. glaucum. La première expérimentation a été réalisée en utilisant des effluents industriels et la deuxième en utilisant un contaminant pur le cadmium. Les niveaux de l’organisationbiologique concernés par cette étude étaient le niveau individuel et le niveau moléculaire. Différents biomarqueurs impliqués dans la réponse à différents types de stress : (MT), (ABCB1), (MnSOD et CuZnSOD), (CAT), (HSP70) et (COI) ont été utilisés en milieu naturel ainsi qu’en conditions contrôlées et les résultats obtenus ont montré l’importance dumétabolisme énergétique dans la réponse au stress quelque soit l’approche utilisée (in situ/ expérimental) à travers la régulation de l’expression du gène COI
Cerastoderma glaucum is an adequate biological model for phylogeographic and ecotoxicological studies.A study of its genetic structure in the Western Mediterranean sea was conducted using two markers types: mitochondrial and nuclear. The DNA mitochondrial marker results show a divergent population from all the other ones (Ellouza South ofTunisia).An ecotoxicological study of populations sampled from Ellouza site and two other nearby sites in the Gulf of Gabes region was carried out in order to study the adaptive response of natural populations of C. glaucum at different levels of biological organization from the individual level to the cellular and molecular ones. In parallel, two laboratory experiments were performed to clarify the mechanisms that may explain the success or failure of maintaining populations of C. glaucum. In thefirst one, industrial effluents were used and in the second we have used a pure contaminant, the cadmium. These studies experiments concerned individual and molecular levels. Different biomarkers involved in the response to different types of stress: (MT), (ABCB1) (MnSOD and CuZnSOD) (CAT) (HSP70) and (COI) were used in natural and exposed cockles.Results showed the importance of energy metabolism in response to stress whatever the used approach (in situ / Experimental) through the regulation of the expression of the COI gene

L'aquaculture et la pêche impactent l'environnement, les ressources et le fonctionnement des écosystèmes. L’un des enjeux en écologie est de placer ces activités anthropiques dans un cadre de développement durable. Afin de quantifier et de limiter ces impacts, différentes méthodes d’évaluation environnementale ont vu le jour. L’Analyse de Cycle de Vie (ACV) est une méthode pertinente pour évaluer le bilan environnemental d'un produit en prenant en compte l’ensemble de ses étapes de vie, "du berceau à la tombe", depuis l’extraction des matières premières et leurs transformations pour l'élaboration du produit, jusqu’à la fin de vie. Cette thèse porte sur l’adaptation de l’ACV au domaine de l'aquaculture et de la pêche en Tunisie. Son objectif est d'explorer les perspectives offertes par cette méthodologie afin de mieux caractériser le fonctionnement des systèmes de production de poissons et leur lien avec l’environnement. Cette étude a montré que les pratiques aquacoles et la production d'aliment de poisson sont les contributeurs majeurs aux impacts environnementaux, ceci est expliqué par l'utilisation de farine et d'huile de poisson dans la fabrication de l'aliment. Les résultats ont également montré que les impacts du chalutage de fond sont proportionnels à la quantité de carburant nécessaire pour la production. Ce travail a permis d'étudier et comparer les impacts environnementaux de l'activité aquacole et de la pêche au chalutage de fond en Tunisie. Les résultats de cette thèse ont un intérêt pour les gestionnaires en proposant des voies d'amélioration et des recommandations stratégiques de gestion pour améliorer les deux secteurs afin de les placer dans un contexte de développement durable
The main goal of ecology is to place human activities within a framework of sustainable development by enhancing their economic benefits, their social attractiveness and their environmental performances. Ecosystems that support fisheries and aquaculture are subject to several alterations of significant relevance to their functioning and to their abilities to provide goods and services. Therefore, the long-term sustainability of fishing and aquaculture is a major concern from an environmental and ecological viewpoint. Both activities carry risks of negative environmental impacts because of its close relation with the immediate environment. To better understand environmental impacts and ensure the sustainability of fishing and aquaculture, it is necessary to develop an integrative sciencebased approach to impact assessment. Life Cycle Assessment (LCA) has emerged as a robust method to estimate potential environmental impacts associated with a product. It allows the assessment of environmental impacts “from cradle to grave”, taking into account all stages of a product’s life. This thesis focuses on the adaptation of LCA to demersal trawling and aquaculture in Tunisia. The goal is to explore how LCA improves the environmental evaluation of seafood production systems and how it helps to better understand their links with the environment. Results revealed that rearing practices and fish feed were the greatest contributors to the impacts studied due to the production of fish meal and oil and the low efficiency of feed use. The study also showed that impact intensity of demersal trawling was proportional to the amount of fuel consumed. LCA is a valuable tool for assessing how to improve environmental sustainability of demersal trawling and aquaculture