Les microalgues toxiques sont connues pour produire un grand nombre de métabolites, dont les effets sur l’environnement demeurent relativement méconnus à ce jour. Dans ce contexte, le travail présenté ici s’est focalisé sur l’écologie chimique du dinoflagellé benthique toxique Ostreopsis cf. ovata en Méditerranée nord occidentale. Dans un premier temps, un suivi de l’abondance cellulaire d’O. cf. ovata sur les substrats biotiques (macroalgues) ainsi que dans la colonne d’eau, a été réalisé à différentes échelles de temps et d’espace, permettant de confirmer la nature tychoplanctonique de ce dinoflagellé. En raison de ces migrations journalières, il va donc impacter aussi bien les écosystèmes benthiques que planctoniques. Afin d’étudier les interactions qu’O. cf. ovata entretient avec son environnement au cours de ces différentes phases, nous avons évalué l’effet d’O. cf. ovata sur la survie, la croissance et le métabolisme secondaire de différents modèles biologiques incluant un compétiteur (diatomée) et plusieurs espèces de prédateurs directs (copépodes benthiques et planctoniques) et indirects (oursins) au cours d’analyses in situ et en laboratoire. Les suivis réalisés in situ et les expériences en laboratoire n’ont pas permis de mettre en évidence un effet néfaste d’O. cf ovata sur la physiologie et le comportement des oursins, suggérant que c’est l’hypoxie engendrée par les efflorescences d’O. cf. ovata qui est le facteur à l’origine des mortalités de masse d’invertébrés décrites en milieu naturel. En revanche, nos résultats montrent qu’O. cf. ovata impacte négativement la croissance des diatomées compétitrices, tandis que ces dernières inhibent en retour sa croissance et son efficacité photosynthétique. Concernant les interactions avec les copépodes, nos résultats montrent une réponse espèce-dépendante, avec en particulier un effet reprotoxique sur les copépodes benthiques. Afin d’analyser plus rapidement, facilement et de façon reproductible la toxicité des différentes souches d’O. cf. ovata ainsi que l’évolution de cette toxicité au cours d’une efflorescence, nous avons ensuite adapté à ce dinoflagellé un test de toxicité utilisant le crustacé Artemia fransciscana. Enfin, ces expérimentations ont été couplées à une approche métabolomique qui a permis d’étudier la nature des métabolites secondaires produits par O. cf ovata. Parmi ces métabolites, les toxines semblent participer aux interactions biotiques mises en évidences au cours des expériences décrites précédemment. En outre, nos résultats suggèrent que d’autres métabolites, dont la nature n’est pas encore connue, contribuent également à l’écologie chimique de cette espèce. En conclusion, notre travail montre qu’O. cf. ovata, par la récurrence de ses efflorescences, sa nature tychoplanctonique, l’abondance et la diversité des métabolites secondaires qu’il produit, s’avère être un excellent modèle pour étudier l’écologie chimique des microalgues marines toxiques.