Thèse Compréhension et Prévision de la Variabilité Spatio-Temporelle des Méduses H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau Laboratoire de recherche : MARBEC - Biodiversité Marine, Exploitation et Conservation Direction de la thèse : Juan Carlos MOLINERO ORCID 0000000280158347 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-07T23:59:59 Les méduses constituent des composantes structurantes des écosystèmes côtiers et représentent aujourd'hui un enjeu scientifique et sociétal majeur en raison de leurs proliférations récurrentes.Les méduses sont de plus en plus reconnues comme des composantes essentielles des écosystèmes côtiers, avec d'importantes implications écologiques, socio-économiques et de gestion. Leur dynamique saisonnière présente une phase d'augmentation rapide et importante de leur biomasse, appelée prolifération ou bloom, dont la récurrence est considérée comme un symptôme de la santé dégradée des écosystèmes. En effet, les augmentations de température associées aux fortes pressions anthropiques cumulées dans les zones côtières (surpêche, aquaculture, pollution) favorisent ces épisodes de prolifération. Ainsi, une modification du fonctionnement des écosystèmes marins est observée avec une tendance à la gélification des océans.

La majeure partie des observations de méduses se réalisent en zone côtière en lien avec les épisodes d'échouage. Ainsi, les programmes de science participative sont devenus aujourd'hui des contributeurs de première importance pour les bases de données en écologie. Néanmoins, malgré la disponibilité croissante des données, notre capacité à comprendre et prédire la dynamique et la diversité des communautés de méduses ainsi qu'à anticiper leur dynamique reste limitée par l'hétérogénéité des sources de données, les biais d'observation et le manque de connaissances sur l'écologie et la biologie de ces organismes. Ce projet vise précisément à dépasser ces limitations en développant un cadre intégré permettant de passer de l'observation à l'outil prédictif opérationnel.
Ce projet de doctorat va développer deux types d'approche : Il exploitera un ensemble de données uniques et multi-sources sur les méduses, couvrant les côtes atlantiques et méditerranéennes françaises entre 2005 et 2025. Une base de données sur l'ensemble de la Méditerranée (n = 108,113) est déjà disponible et est le fruit d'une thèse qui s'achève cette année alors que pour la façade Atlantique la base actuellement disponible ne couvre que les années 2020-2025 (n 16,000), et nécessite donc d'être implémentée durant le doctorat. L'un des objectifs de la thèse sera de gérer l'hétérogénéité des données des systèmes d'observation pour analyser des schémas de répartition spatio-temporels de méduses.

En parallèle, des expériences en laboratoire et in situ (lagunes de Thau et de Bages Sigean où des populations pérennes de méduses se développent) permettront de réaliser des mesures de processus fondamentaux pour comprendre et expliquer les dynamiques observées (détermination de niches environnementales, taux de croissance, régime alimentaire, etc.). En combinant l'écologie des communautés et des populations, la modélisation bayésienne hiérarchique et un travail expérimental ciblé, le projet vise à offrir une compréhension globale de la diversité des méduses, de ses facteurs déterminants et de sa prévisibilité à court terme.
Les écosystèmes côtiers sont soumis à des pressions environnementales multiples et croissantes, incluant le réchauffement climatique, l'eutrophisation et la modification des habitats. Dans ce contexte, la notion de santé des écosystèmes (ecosystem health) s'est imposée comme un cadre conceptuel central pour évaluer la capacité des systèmes marins à maintenir leurs fonctions, leur diversité et leur stabilité face aux perturbations (Costanza et al., 1998). Les transformations récentes observées dans les communautés planctoniques interrogent ainsi la capacité de ces écosystèmes à conserver leur intégrité structurelle et fonctionnelle.
Longtemps considérées comme des composantes secondaires des réseaux trophiques, les méduses sont désormais reconnues comme des acteurs capables d'influencer significativement les flux de matière et d'énergie ainsi que les interactions trophiques (Boero et al., 2008 ; Pitt et al., 2018). Les proliférations récurrentes observées dans de mers semi-fermées ont suggéré un lien avec l'état de santé des écosystèmes (Lee et al. 2023). Ces dynamiques ont été associées à des pressions anthropiques telles que la surpêche et l'eutrophisation (Purcell et al., 2012 ; Lee et al., 2023 ; Epineux et al. 2025), mais elles doivent également être envisagées dans un cadre plus large de variabilité environnementale et de changements globaux (Condon et al., 2013 ; Leoni et al., 2020).
Ces observations soulèvent des questions fondamentales relatives à la résilience des écosystèmes marins, entendue comme leur capacité à absorber les perturbations tout en conservant leur organisation (Holling, 1973). Dans certains cas, des perturbations répétées peuvent conduire à des transitions d'état ou régimes alternatifs, caractérisés par des réorganisations durables des communautés (Scheffer et al., 2001 ; Folke et al., 2004). Les méduses pourraient ainsi constituer à la fois des indicateurs et des agents potentiels de ces transitions (Leoni et al. 2020 ; Lee et al., 2023 ; Epineux et al. 2025).
L'étude des méduses s'inscrit également dans le cadre de la théorie de la niche écologique, qui relie les conditions environnementales, les interactions biologiques et la distribution des espèces (Hutchinson, 1957 ; Chase & Leibold, 2003). Leurs cycles de vie complexes et leur forte sensibilité aux paramètres abiotiques en font des organismes particulièrement pertinents pour analyser les mécanismes structurant les communautés côtières (Marques et al., 2015 ; Lopez-Abbate et al., 2026).
Les côtes françaises, situées à l'interface entre Atlantique et Méditerranée, offrent un cadre comparatif unique pour examiner comment des contextes hydroclimatiques contrastés influencent la structuration des communautés, les régimes de dominance et leur stabilité. L'essor des dispositifs d'observation côtiers et de la science participative fournit aujourd'hui une base d'information sans précédent, ouvrant la possibilité d'analyser finement la dynamique des communautés dans une perspective écologique intégrative.
Dans ce contexte, le projet vise à comprendre comment les communautés de méduses se structurent, se réorganisent et potentiellement basculent vers de nouveaux régimes, en lien avec leur niche écologique et les pressions environnementales, afin de mieux appréhender la santé et la trajectoire des écosystèmes côtiers.
(i) Déterminer les schémas de répartition des méduses sur les côtes atlantiques et méditerranéennes françaises à partir de bases de données multi-sources.

(ii) Réaliser des mesures de processus afin de comprendre et d'expliquer les dynamiques observées.

(iii) Combiner l'écologie des communautés et des populations, la modélisation bayésienne hiérarchique et des données expérimentales afin d'offrir une compréhension globale de la diversité des méduses, de ses facteurs déterminants et de sa prévisibilité à court terme.
La méthodologie du projet repose sur une approche intégrée articulant trois niveaux complémentaires : (i) l'intégration de données hétérogènes, (ii) l'analyse écologique multi-échelles, et (iii) la validation et l'amélioration des modèles par des observatoires de terrain.
Dans un premier temps, un travail structurant d'harmonisation et d'intégration des données sera mené. Les différentes sources d'observation seront standardisées afin d'être rendues comparables dans l'espace et dans le temps. Une attention particulière sera portée à la caractérisation des efforts d'échantillonnage et des biais potentiels associés à chaque source. Cette étape permettra de construire une base cohérente servant de socle à l'ensemble des analyses ultérieures.
Dans un second temps, les dynamiques spatio-temporelles des communautés seront analysées à plusieurs échelles. Les indicateurs de diversité (alpha et bêta), de dominance et de phénologie seront estimés à partir de données intégrées, puis mis en relation avec les variables environnementales pertinentes (température, productivité, stratification, conditions météorologiques). L'objectif est de dégager des régularités écologiques robustes et d'identifier les facteurs associés aux transitions saisonnières et aux épisodes de prolifération.
Parallèlement, deux lagunes côtières (Thau et Bages-Sigean) seront mobilisées comme observatoires écosystémiques. Des suivis standardisés y seront réalisés afin de documenter la composition des communautés, leur dynamique saisonnière et les conditions environnementales locales. Des expérimentations ciblées permettront d'estimer certains paramètres biologiques clés (niches environnementales, taux de croissance, interactions trophiques) nécessaires à l'interprétation des résultats à grande échelle. Ces observatoires joueront un double rôle : compréhension mécanistique des processus écologiques et validation indépendante des analyses issues des données multi-sources.
Enfin, des modèles dynamiques seront développés afin d'évaluer la capacité à anticiper les variations de présence et les risques de prolifération à court terme. Ces modèles s'appuieront sur les relations environnementales identifiées précédemment et seront testés par rétroprojection. Les séries temporelles issues des lagunes serviront de référence pour évaluer la robustesse et la cohérence des prévisions.
L'ensemble de la démarche suit ainsi une progression logique : intégrer, comprendre, puis anticiper. Cette articulation entre systèmes d'observation, écologie de terrain et modélisation vise à garantir la cohérence scientifique du projet et la solidité des inférences produites.

Bonne connaissance en écologie marine et en statistiques (programmation sous R). Très bonnes capacités relationnelles pour travailler dans un contexte international. Anglais lu, écrit, parlé. Permis de conduire obligatoire.