Les compartiments intermédiaires de l’écosystème pélagique (du mésozooplancton au micronecton) transfèrent l’énergie et la matière organique entre les producteurs primaires et un certain nombre d’espèces commerciales (anchois, sardines…). Certains de ces organismes produiraient des « couches diffusantes » (Sound Scattering Layers, SSLs) observés sur une large gamme d’échelles spatio-temporelles et de zones géographiques. Néanmoins, la composition taxonomique des SSLs reste encore en grande partie inconnue. L’objectif de cette thèse était de décrire la composition et la répartition de SSLs denses observées dans le golfe de Gascogne (GdG) au printemps à plusieurs échelles spatiales, en utilisant l’acoustique large bande, des filets et des outils vidéo. Dans le premier chapitre, nous avons montré que la largeur du faisceau d’un échosondeur avait peu d’impact sur les densités acoustiques de SSLs observées au printemps 2014, ce qui suggère que certaines SSLs du golfe de Gascogne pourraient être composées de petits réflecteurs porteurs de bulles de gaz, non identifiés. Dans le second chapitre, nous avons caractérisé par approche directe la composition de certaines SSLs observées au printemps 2016 dans une petite zone du GdG, en comparant la réponse acoustique large bande mesurée in situ aux prédictions de modèles de réflecteurs acoustiques paramétrées à l’aide des données d’échantillonnages biologiques. Nous avons déterminé que les réflecteurs dominant la réponse acoustique aux basses fréquences (18-150 kHz) étaient composés de siphonophores et de poissons mésopélagiques, tous porteurs d’inclusions gazeuses. La réponse acoustique aux plus hautes fréquences était dominée des organismes mésozooplanctoniques, dont de fortes densités de ptéropodes. Dans le troisième chapitre, nous avons appliqué des méthodes de classification non supervisée et une analyse discriminante supervisée pour estimer l’extension spatiale des petits siphonophores porteurs de bulles de gaz, dominant la SSL de surface étudiée dans le deuxième chapitre. Nous avons démontré que les petits siphonophores étaient distribués à méso-échelle (~100 km) dans le nord du golfe de Gascogne au printemps 2016. Ces résultats suggèrent que les siphonophores pourraient être plus abondants et donc présenter une fonction écologique plus importante dans les écosystèmes eutrophes que ce qui avait été suspecté jusque-ici.

Intermediate trophic components of pelagic ecosystem (from mesozooplakton to micronekton) funnel energy and organic matters from primary producers to many commercial species (anchovy, sardines…). Some of these organisms are supposed to be important contributors to the ubiquitous Sound Scattering Layers (SSLs) observed over a broad range of spatio-temporal scales and geographical areas. Yet, the SSLs taxonomic composition remains largely unknown. The aim of this PhD was to describe the composition and repartition of dense SSLs observed in the Bay of Biscay (France) in spring at several spatial scales, using broadband acoustics, nets and videos. In the first chapter, we showed that the echo sounder beam widths had few effect on the SSLs backscatter, suggesting those SSLs could be composed of unidentified small gaseous scatterers. In the second chapter we applied a forward approach to characterize the composition of SSLs sampled in spring 2016 at small scale, by comparing in situ frequency responses to predictions of scatterer models parameterized with biological sampling data. We determined that these SSLs were probably composed of gas-bearing siphonophores, who, together with mesopelagic fish, dominated the frequency spectra at low frequencies (18-150 kHz). The acoustic backscatter at higher frequencies was dominated by a mix of mesozooplankton organisms, including high densities of pteropods. In the third chapter we applied unsupervised classification methods and a supervised discriminant analysis to delineate the spatial distribution of a peculiar surface SSL composed of centimetric gas-bearing siphonophores. We showed that those small siphonophores were distributed over a meso-scale area (~100 km) in spring 2016 in the northern Bay of Biscay. Our results suggest that siphonophores might be more abundant, and then might play a larger ecological role in eutrophic ecosystems than suspected so far.