La conservation du fonctionnement des récifs coralliens est un défi pour le 21ème siècle. Comme les poissons représentent une proportion élevée de la biomasse des consommateurs dans les récifs coralliens, ils régissent une grande partie du stockage et des flux de nutriments et d'énergie, c'est-à-dire les fonctions. Dans le contexte de l'impact grandissant de l'homme, il est urgent de mieux comprendre les fonctions assurées par les poissons. Cependant, nous manquons de données et de méthodes pour les quantifier de manière précises, et les évaluations du fonctionnement des récifs coralliens sont souvent basées sur des proxies, tels que la biomasse. Lors de cette thèse, j'ai développé des méthodes pour mieux quantifier les fonctions assurées par les poissons afin de identifier les déterminants et les vulnérabilités de ces multiples fonctions. Tout d'abord, j'ai développé un nouveau modèle individuel basé sur la bioénergétique et la théorie du bilan de matière pour estimer les flux de carbone, de l'azote et de phosphore dans la croissance, l'excrétion, et la respiration de chaque individu. La principale nouveauté de cette approche est l'intégration de la limitation en azote et en phosphore en plus de la limitation en carbone plus traditionnellement utilisée. De plus, j'ai développé le package R “fishflux” afin de faciliter l'utilisation du modèle. Deuxièmement, j'ai quantifié des fonctions à l'échelle des communautés pour les récifs du monde entier. Dans ce but, j'ai d'abord prédit les guildes trophiques ainsi que tous les paramètres nécessaires pour appliquer mon modèle bioénergétique aux espèces de poissons récifaux à l'échelle mondiale. Ensuite, j'ai quantifié cinq fonctions - l'excrétion d'azote et de phosphore, la production de biomasse, l'herbivorie et la piscivorie - assurées par les communautés de poissons récifaux. J'ai ainsi mis en évidence des compromis critiques entre les fonctions induites par des structures communautaires divergentes, de sorte qu'aucun récif ne peut maximiser son fonctionnement de manière complète. En outre, les fonctions sont localement dominées par peu d'espèces clés, mais à l'échelle mondiale, l'identité des espèces clés varie fortement. Ces résultats soulignent la nécessité d'une approche nuancée de la conservation des récifs coralliens, basée sur plusieurs fonctions clés et pas seulement sur l'effet de la biomasse. Troisièmement, contrairement à l'excrétion de nutriments dissous, l'égestion de matière organique par les poissons est peu étudiée. Pour combler ce manque, j'ai quantifié la qualité et la quantité des fèces de poissons et comparé les flux de nutriments via l'excrétion et l'égestion pour 51 espèces de poissons récifaux à Mo'orea, en Polynésie française. Cette analyse met en avant une assimilation faible des éléments nutritifs par ces espèces. Par conséquent, les fèces peuvent avoir une valeur nutritive élevée, ce qui laisse supposer un rôle trophique non négligeable de la coprophagie. De plus, la comparaison des taux d'excrétion et d'égestion démontre l'importance méconnue des fèces de poissons comme vecteur de nutriments au sein des récifs coralliens. Finalement, les taux métaboliques des organismes impactent les flux d'éléments dans les écosystèmes. Cependant, le taux métabolique des poissons dans la nature est encore peu documenté. J'ai donc proposé une nouvelle approche pour estimer les taux métaboliques sur le terrain en intégrant la respirométrie et les systèmes stéréo-vidéo in situ. J'ai démontré le potentiel de cette approche pour sept espèces de poissons. Etant une technique non-destructive, cette approche améliore donc notre capacité à estimer les fonctions assurées par les poissons. En conclusion, cette thèse contribue à une meilleure compréhension des fonctions assurées par les poissons dans les récifs coralliens et permettra de quantifier les impacts des activités anthropiques sur le fonctionnement des récifs coralliens afin d'améliorer la conservation de ces écosystèmes.