Impacts du changement global sur la biodiversité en mer Méditerranée. Une approche par modélisation End-to-End

Sous les effets combines de la surexploitation des ressources marines et du changement climatique la mer Mediterranee se transforme progressivement en un point chaud du changement global. En depit d'un grand nombre de modeles developpes localement ou regionalement en mer Mediterranee, aucun ne s'est encore attele aux modifications d'assemblages d'especes a l'echelle du bassin avec une modelisation integree des ecosystemes de la physique jusqu'aux predateurs et representant explicitement les dimensions a la fois multi-specifique, spatiale, et trophique. Ces travaux de these presentent donc un triple enjeu : (i) mettre en œuvre une telle modelisation de la richesse specifique en Mediterranee basee sur les traits de vie et representant l'integralite du cycle de vie d'especes en interaction ; (ii) projeter les consequences des changements physiques et biogeochimiques induits par le changement climatique sur la distribution spatiale des especes et sur la structure et le fonctionnement trophique de l'ecosysteme mediterraneen ; (iii) explorer des scenarios de gestion des peches visant a reconstituer certains stocks d'interets commerciaux dans un contexte de changement climatique. Pour repondre a ces enjeux, un modele end-to-end, OSMOSE-MED, s'appuyant sur le couplage d'un modele de hauts niveaux trophiques OSMOSE a des modeles de physique et de biogeochimie NEMOMED12 et ECO3M-S, a ete developpe. Avec cent especes modelisees, representant pres de 95 % des captures effectuees en Mediterranee, il s'agit du premier modele trophique de ce type integrant une aussi grande richesse specifique, sur une echelle spatiale aussi vaste (la mer Mediterranee dans son ensemble) et a fine resolution (20x20 km²). Selon le scenario d'emissions de gaz a effet de serre RCP8.5, les projections realisees avec le modele OSMOSE-MED mettent en evidence une augmentation globale de la biomasse et des captures, respectivement de 22% et 7% d'ici la fin du siecle. Ces augmentations masquent neanmoins de grandes disparites geographiques. Le bassin oriental se demarque par une augmentation globale de la biomasse associee aux especes exotiques. Au regard des captures, le modele prevoit des augmentations dans le bassin oriental et une diminution importante dans la partie occidentale. Un changement de la composition specifique des captures pourrait apparaitre au cours du 21eme siecle avec l'apparition d'especes gagnantes (e.g. anchois) et perdantes (e.g. merlu). Les especes gagnantes seraient principalement les especes de petits pelagiques, thermophiles et/ou exotiques, de plus petites tailles et de plus bas niveaux trophiques tandis que les especes perdantes seraient generalement les grands demersaux et pelagiques, pouvant pâtir d'un decalage spatial avec leurs proies potentielles a la suite d'une contraction ou d'un deplacement de leur aire de repartition geographique. Dans ce contexte, les projections de scenarios de gestion des peches mettent en evidence les avantages d'une plus grande selectivite ou d'une reduction de la mortalite par peche pour reconstituer certains stocks d'interets commerciaux, en particulier parmi les organismes appartenant au groupe des demersaux, benthiques et grands pelagiques. Une reduction de la mortalite par peche pourrait en outre inverser les tendances projetees a la baisse de la biomasse et des captures totales en Mediterrannee occidentale.