Dissertations / Theses on the topic 'Réchauffement de la Terre – Alpes (Sud)'

La thèse explore les impacts du réchauffement climatique sur la circulation atmosphérique et l'enneigement dans le sud-est de la France, en particulier les Alpes du Sud. Le réchauffement climatique affecte la région méditerranéenne de manière significative, provoquant des variations dans les précipitations neigeuses et la couverture neigeuse depuis les années 1980. Les Alpes du Sud, dépendantes du manteau neigeux pour le tourisme hivernal, sont particulièrement vulnérables à ces changements. L'étude s'articule autour de plusieurs objectifs clés : analyser les évolutions historiques des précipitations neigeuses, comprendre les mécanismes synoptiques responsables des chutes de neige, et projeter l'avenir de l'enneigement en utilisant des modèles climatiques. Les questions de recherche incluent également l'identification des circulations atmosphériques spécifiques influençant les précipitations neigeuses. La thèse s'appuie sur des réanalyses climatiques (ERA-INTERIM et ERA5), des modèles de projections CMIP6 et des observations locales de stations nivologiques du réseau Météo-France, pour analyser les tendances passées et futures. Des techniques statistiques avancées, telles que l'analyse en composantes principales et la classification ascendante hiérarchique, sont utilisées pour développer une classification précise des types de circulation atmosphérique. Les résultats montrent une tendance générale au réchauffement, avec une augmentation des températures et une variabilité accrue des précipitations solides. Les configurations cycloniques et méridionales sont identifiées comme favorisant les chutes de neige abondantes, particulièrement en présence de dépressions sur l'Atlantique Nord et l'Europe occidentale. Les scénarios SSP (Shared Socioeconomic Pathways) montrent des variations à la baisse dans la fréquence des circulations atmosphériques favorables aux précipitations neigeuses, suggérant des changements significatifs dans la dynamique climatique de la région. La thèse apporte donc une contribution importante à la climatologie régionale en améliorant la compréhension des interactions entre circulation atmosphérique et précipitations solides dans les Alpes du Sud. Elle propose des projections futures cruciales pour la gestion des ressources en eau et l'adaptation des infrastructures touristiques dans un contexte de réchauffement climatique
The thesis explores the impacts of climate change on atmospheric circulation and snow cover in southeastern France, particularly in the Southern Alps. Climate change significantly affects the Mediterranean region, causing variations in snowfall and snow cover since the 1980s. The Southern Alps, which rely heavily on snow cover for winter tourism, are particularly vulnerable to these changes. The study focuses on several key objectives : analyzing historical trends in snowfall, understanding the synoptic mechanisms responsible for solid precipitation, and projecting the future of snowfall using climate models. The research questions also include identifying specific atmospheric circulations that influence snowfall. The thesis draws on climate reanalyses (ERA-INTERIM and ERA5), CMIP6 projection models, and local observations from the Météo-France network of snow stations to analyze past and future trends. Advanced statistical techniques, such as Principal Component Analysis and Hierarchical Ascendant Classification, are used to develop a precise classification of atmospheric circulation types. The results show a general warming trend, with rising temperatures and increased variability in solid precipitation. Cyclonic and meridional configurations are identified as favoring heavy snowfalls, particularly in the presence of depressions over the North Atlantic and Western Europe. SSP (Shared Socioeconomic Pathways) scenarios show a downward trend in the frequency of atmospheric circulations favorable to snowfall, suggesting significant changes in the region's climate dynamics. The thesis thus makes an important contribution to regional cli-matology by enhancing the understanding of interactions between atmospheric circulation and solid precipitation in the Southern Alps. It offers crucial future projections for water resource management and the adaptation of tourist infrastructure in a warming climate context

Au 20ème siècle, les massifs montagneux, dont les Alpes, ont connu un réchauffement significatif avec une augmentation des températures deux fois plus importante que la moyenne mondiale. Un tel réchauffement altère les composantes de la cryosphère. Elle induit, par exemple, un passage des précipitations solides aux précipitations liquides, des phases de fonte des neiges plus fréquentes et plus intenses, ainsi qu’une forte diminution de la quantité de neige et une réduction de la durée de la couverture neigeuse. Aux horizons 2050–2100, les modèles climatiques prévoient que l'épaisseur du manteau neigeux sera considérablement réduite et que les propriétés de la neige, et notamment la stabilité du manteau neigeux, seront modifiées. Ces changements devraient entraîner des modifications importantes dans l'activité des avalanches. Parallèlement, l’afforestation induite par la déprise agro-sylvo-pastorale, la démocratisation des sports d'hiver et l'urbanisation des versants ont profondément modifié les paysages de montagne depuis le milieu du 18ème siècle, de même que l'exposition des individus. Dans ce contexte, une documentation précise de l'activité passée des avalanches est cruciale pour mettre en évidence et comprendre les impacts du réchauffement climatique sur l'activité avalancheuse. Jusqu'à présent, cette documentation s'appuyait sur des chroniques historiques ou des observations systématiques. Cependant, les premières sont souvent discontinues et axées sur des événements catastrophiques, tandis que les secondes se limitent à la seconde moitié du 20ème siècle, excluant toute comparaison avec des périodes climatiques distinctes – tel que les phases froides du Petit Âge Glaciaire, par exemple. Sur les versants forestiers, l'approche dendrogéomorphique apparaît être un complément fiable aux archives historiques et aux séries d'observations systématiques, car elle permet de reconstruire l'activité passée des avalanches, en continu, à l‘échelle des plusieurs siècles, avec une résolution annuelle. Pourtant, jusqu'à présent, même si de nombreuses reconstructions locales ont été proposées, la fiabilité de l’approche a été peu souvent analysée et aucune chronologie régionale – cruciale pour distinguer les interférences potentielles entre l'activité des avalanches, les fluctuations climatiques et les changements socio-économiques – n'a été développée dans les Alpes. Dans cette thèse de doctorat, des avancées méthodologiques significatives ont été réalisées afin (1) d’améliorer la détection des avalanches dans les cernes de croissance, (2) d’éliminer les non-stationnarités liées à la diminution du nombre d'arbres au cours du temps dans les reconstructions et (3) d’agréger les reconstructions locales en chronologies régionales. Sur la base de ces développements, des chronologies régionales pluriséculaires homogénéisées ont été développées (4) pour 10 couloirs d’avalanche de la vallée de Goms (Valais, Alpes suisses, 1880-2014) et (5) 11 couloirs du massif du Queyras (Alpes françaises, 1560-2016). Ces dernières ont été confrontées aux fluctuations climatiques et aux changements d'occupation du sol. À Goms, l'absence de signal climatique clair dans la chronologie régionale souligne les interférences induites par les non-stationnarités locales et démontre qu’une stratégie d'échantillonnage à l'échelle régionale devra nécessairement constituer un préalable au développement d’une chronologie robuste. Dans le massif du Queyras, la forte diminution de l'activité avalancheuse observée au cours du 20ème siècle est attribuée au réchauffement climatique et au processus d’afforestation des versants
For the 20th century, high mountain areas, such as the Alps, have undergone a significant warming with temperature increase twice as much as the global average. Such warming strongly alters the cryosphere components. It induces, for example, a shift from solid to liquid precipitation, more frequent and more intense snowmelt phases or a strong decrease in the amount and duration of snow cover, especially at the elevation of the snowrain transition. In the future, climate models forecast that snow depth will be significantly reduced and that snow properties such as snow stability will be modified. These changes in snow cover characteristics and amounts are expected to induce significant changes in snow avalanches activity. At the same time, afforestation induced by the abandonment of agriculture and grazing, the democratization of winter recreation activities and the urban sprawl on the slopes have strongly modified the mountain landscapes since the mid-18th century as well as the exposition of individuals to snow avalanches. In this context, a precise documentation of past snow avalanche activity is crucial to decipher and to understand the impacts of the undergoing climate warming on the snow avalanche activity. To date, this documentation usually relies on historical chronicles or systematic observations. However, the firsts are often discontinuous and focused on catastrophic events. The seconds are limited to the second half of the 20th century thus precluding a comparison from climatically distinct period. On forested paths, the dendrogeomorphic approach is theoretically a reliable approach complement to historical archives and series of systematic observation to infer past snow avalanche activity. Yet, so far, the robustness of this approach has been poorly questioned and no regional chronology, crucial to disentangle potential interferences between snow avalanche activity, climate fluctuations and socio-economic changes, has been developed in the Alps. In this PhD thesis proposes new methodological frameworks to (1) detect avalanche events from tree-ring series, (2) remove non-stationarities related to the decreasing number of trees over time in the reconstruction and (3) aggregate locals reconstructions in regional chronologies. Based on these development, homogenized multicentennial regional chronologies developed (4) for 10 paths of the Goms Valley (Valais canton, Swiss Alps, 1880-2014) and (5) 11 paths from the Queyras Massif (French Alps, 1560-2016) are confronted to climatic fluctuations and land use changes. At Goms, the absence of clear climatic signal in the regional chronology evidence the interference with local nonstationarities and question the need for a sampling strategy at the regional scale to create a robust chronology. In the Queyras massif, the strong decrease of avalanche activity observed over the 20th century is attributed to global warming and to the afforestation process

La présente étude vise d'une part à comprendre l'état et le fonctionnement du pergélisol de montagne dans le contexte d'un massif cristallin très peu englacé (massif du Combeynot, Hautes Alpes), et d'autre part à en restituer la répartition et l'évolution à des échelles d temps et d'espace variables. Tout d'abord, les dispositifs de suivi du pergélisol, aidés par la succession de trois années contrastées en termes nivo-météorologiques, ont révélé les particularités du fonctionnement thermique de la surface du glacier rocheux de Laurichard. La spatialisation des températures de surface en hiver montre ainsi clairement l'effet de la canicule de l'été 2003 et de l'hiver 2003-2004 fortement et précocement enneigé, ce qui a nettement limité le refroidissement hivernal du sol. Cette relation avec l'enneigement, particulièrement en début d'hiver, ressort également de l'analyse comparée des vitesses d'écoulement du glacier rocheux et des donnée climatiques au cours des 20 dernières années. A l'échelle de l'ensemble du massif, la relation climat/pergélisol a été abordée par un modèle statistico-empirique rendant compte de l'influence des conditions topoclimatiques sur le pergélisol. Des études de cas menées sur quatre vallons du massif ont toutefois révélé que le contexte géodynamique local et son évolution au cours du Quaternaire sont, à l'échelle du versant et du bassin-versant, primordiales dans la répartition et l'état du pergélisol. Enfin, le réchauffement climatique récenl semble avoir eu pour effet une accélération des vitesses de fluage du pergélisol, qui pose la question de la stabilité des versants gelés e cours de dégradation
This study intends to understand the state and the functioning of the mountain permafrost in a crystalline and poorly glacierised massif (Combeynot Massif, Hautes Alpes, France) on one hand, and on the other hand to express its distribution and evolution at variable spatic and temporal scales. First, the monitoring devices, helped by three very different years in nivo-meteorological terms, have revealed some of the main features of the thermal processes at the Laurichard rockglacier surface. The spatialisation of the winter surface temperatures clearly shows the influence of the very warm 2003 summer followed by the snowy 2003-2004 winter, that both contributed to prevent the cooling of the ground. This relation with the seasonal snow history, especially in early winter, is also demonstrated by the analysis of the annual velocity of the rockglacier and of the climatic data during the last two decades. At the scale of the whole massif, the relation climate/permafrost has been modelled by a statistico-empirical relationship which reproduœs the influence of the topoclimatic conditions on the permafrost. Four case studies have nevertheless revealed that the geodynamical context and its evolution during the Quaternary are essential in understanding the state and the distribution of the permafrost at slope and watershed scales. Finally, the recent climate warming seems to have induced a temporary speed-up of the creeping velocity of the permafrost, which subsequently arises the question of the stability of degrading slopes

L’étude des variations climatiques d’origine anthropique repose sur les simulations de modèles dont la résolution spatiale est limitée à l’ordre de deux à trois centaines de kilomètres carrés. Pour approcher de façon réaliste les impacts de ces variations, il convient de pouvoir travailler à une échelle régionale, qui seule permet une prise en compte de la diversité topographique et géographique des espaces. L’intérêt de notre travail réside dans la transposition des résultats des prévisions du réchauffement climatique mondial à une échelle régionale, transposition appliquée à une région, le sud-est de la France à l’est du Rhône, où les contrastes topographiques et thermiques permettent l’individualisation de trois régions thermiques : l’espace côtier du littoral méditerranéen, l’espace montagnard des Alpes du sud, la vallée du Bas-Rhône. Ainsi la problématique de ce travail réside-t-elle dans le fait d’établir une estimation du réchauffement climatique pour la fin du XXIème siècle (2071-2100) à une échelle régionale à partir de données compilées et analysées à une échelle planétaire. Nous avons ainsi effectué la comparaison entre les températures moyennes annuelles trentenaires observées (1971-2000) dans le sud-est de la France et celles simulées par le modèle climatique de l’IPSL (Institut Pierre Simon Laplace) pour le XXème (1971-2000). Nous avons alors reporté les écarts précédemment établis aux températures moyennes annuelles trentenaires simulées par le modèle de l’IPSL pour la fin du XXIème siècle (2071-2000). Les résultats illustrent bien la prise en compte des facteurs topographiques et thermiques régionaux et donnent les limites de la modélisation climatique globale à l’échelle régionale.

Deux modelisations sont proposees pour decrire la production d'erosion de deux bassins versants experimentaux sur des marnes noires dans les alpes du sud: pour la premiere, les bassins sont analyses globalement et pour l'autre, le grand bassin (86 ha) est decoupe en biefs et en sous bassins ayant un comportement similaire a celui du petit bassin (0,13 ha). Pour la premiere, on a etabli des modeles pour les transferts pluie-debit et pluie-debit-production d'erosion. Ces resultats sont utilises pour elaborer ensuite un modele hydrosedimentologique du grand bassin qui prend en compte la capacite de transport ainsi que le pouvoir de l'ecoulement de degrader le sediment transporte

Ce travail de thèse présente une analyse géologique combinant plusieurs méthodes : géologie structurale des bassins néogènes et plio-quaternaires, inversion comparée des couples failles/stries et mécanismes au foyer ainsi qu'une l'analyse de la répartition spatiale et temporelle de la sismicité en relation avec la pluviométrie, avec pour objectif de comprendre quelle est la signification de l'activité sismique dans un système orogénique lent en prenant pour exemple le sud des Alpes Occidentales. Les principaux résultats sont les suivants : La région soumise à un raccourcissement nord-sud révélé par l'analyse et le caractère syn-tectonique des bassins miocènes et plio-quaternaires. La déformation est principalement accommodée par des systèmes décrochants N140 dextres. Ces systèmes décrochants concentrent la déformation active le long de structures héritées. On trouve de façon synchrone de l'extension (au nord-ouest du massif du Mercantour) et de la compression (au pied de la marge Ligure) le long d'un même système décrochant N140 dextre. La transition se fait progressivement, passant d'un régime transtensif au nord (dépression de Jausiers) vers un régime transpressif au sud qui s'explique par des permutations de contraintes. Cette géodynamique alpine est temporellement et cinématiquement reliée à une rotation continue de la micro-plaque apulienne et ce depuis le Miocène, contrôlée par l'ouverture des bassins ligure puis tyrrhénien. Le moteur de la tectonique active semble donc lié à la rotation de l'Apulie elle-même contrôlée par la subduction en Méditerranée.

A travers une approche systémique, l'objectif de cette thèse est de préciser les modes et les rythmes d'ajustement du continuum glacio-fluvial au changement climatique post-Petit Âge Glaciaire. À partir de la datation lichénométrique et de la quantification des réponses des systèmes glaciaire et fluvioglaciaire de quinze émissaires et sandurs sud-islandais, nous explorons l'éventail des scénarios d'ajustements observés, testons l'hétérogénéité et le caractère asynchrone des réponses glaciaires et fluvioglaciaires et cernons les variables de contrôle susceptibles d'expliquer la diversité des réponses mesurées. Sur la base des données collectées, traitées et analysées, nous avons pu : (1) mettre en évidence une asynchronie du maximum PAG glaciaire et une forte hétérogénéité de l'intensité de recul post-PAG des émissaires sud-islandais reflétant la nature fondamentalement complexe des ajustements glaciaires ; (2) suggérer l'existence de processus marginaux de contrôle des flux hydrosédimentaires s'apparentant à la criticalité auto-organisée ; (3) identifier un mode dominant d'ajustement fluvioglaciaire post-PAG pour les sandurs de type I et mettre en évidence l'indépendance relative des sandurs de jökulhlaup vis-à-vis des fluctuations glaciairesgh

A travers une approche systémique, l’objectif de cette thèse est de préciser les modes et les rythmes d’ajustement du continuum glacio-fluvial au changement climatique post-Petit Âge Glaciaire. À partir de la datation lichénométrique et de la quantification des réponses des systèmes glaciaire et fluvioglaciaire de quinze émissaires et sandurs sud-islandais, nous explorons l’éventail des scénarios d’ajustements observés, testons l’hétérogénéité et le caractère asynchrone des réponses glaciaires et fluvioglaciaires et cernons les variables de contrôle susceptibles d’expliquer la diversité des réponses mesurées. Sur la base des données collectées, traitées et analysées, nous avons pu : (1) mettre en évidence une asynchronie du maximum PAG glaciaire et une forte hétérogénéité de l’intensité de recul post-PAG des émissaires sud-islandais reflétant la nature fondamentalement complexe des ajustements glaciaires ; (2) suggérer l’existence de processus marginaux de contrôle des flux hydrosédimentaires s’apparentant à la criticalité auto-organisée ; (3) identifier un mode dominant d’ajustement fluvioglaciaire post-PAG pour les sandurs de type I et mettre en évidence l’indépendance relative des sandurs de jökulhlaup vis-à-vis des fluctuations glaciairesgh
Based on a systemic approach, this study intends to characterize the patterns and the temporal rhythms of the glacio-fluvial continuum adjustment to the post-Little Ice Age climate change. According to lichenometric dating and quantification of the glacial and fluvioglacial responses of fifteen glaciers tongues and sandurs in south-Iceland, the range of observed adjustments scenarios is explored. The heterogeneous and asynchronous nature of responses are tested and the variables controlling the observed adjustment variability are identified. Based on the collected and analyzed data sets: (i) we highlight the asynchronous LIA maximum extent of south-Icelandic glaciers and the significant heterogeneity in glacier fronts retreat intensity which both reflect the complex nature of glacier response to climate change; (ii) we suggest the existence of marginal processes akin to self-organized criticality which control sediment transport efficiency and water discharges; (iii) we identify a prevailing pattern for the post-LIA fluvial adjustment of sandur type I and the independent response of jökulhlaup sandur (type III) to glacier front fluctuations

Dans le Sud-Est de la France, le département des Alpes-Maritimes, singulier du fait de son relief contrasté, est soumis au jeu des brises et inversions thermiques nocturnes. L'agglomération littorale contribue aux émissions de particules qui sont un des polluants les plus nocifs pour la santé humaine. La pollution de l'air n'est évidemment pas répartie de manière homogène dans le temps et dans l'espace. Les topoclimats sont un protagoniste de la pollution de l'air au sein de cet espace littoral montagneux. La problématique centrale de cette thèse consiste donc à comprendre pourquoi et comment les topoclimats influencent la variabilité spatio-temporelle des concentrations de particules dans le sud-ouest du département, tout en considérant qu'ils ne sont pas seuls à expliquer les concentrations. Afin de répondre à cette question, plusieurs objectifs privilégiant les mesures de terrain, et la modélisation ont été fixés :- exploiter des données de concentrations de particules et de variables météorologiques acquises à l'aide de plusieurs appareils de mesures, de manière fixe et itinérante, en plusieurs endroits et à différentes échelles spatio-temporelles ;- caractériser les écoulements d'air à faible altitude à l'aide de ballons équilibrés (dits CLB) et les mettre en relation avec les niveaux de PM10 mesurés ; - caractériser chimiquement les PM10 pour évaluer la contribution des principales sources d'émissions ;- tester la capacité d'un logiciel de dispersion atmosphérique à simuler en relief contrasté les effets des topoclimats sur la variabilité spatio-temporelle des PM10.L'influence des topoclimats sur la pollution de l'air particulaire a été établie.

Le début de l’Éocène est marqué par une succession de grands réchauffements climatiques qui ont culminé en une période d’optimum climatique (EECO) correspondant à l’époque la plus chaude du Cénozoïque. De par leur courte durée et leur forte intensité, ces événements hyperthermaux sont souvent considérés comme les meilleurs analogues du réchauffement climatique actuel, et sont corrélés avec des phénomènes de diversification des faunes de mammifères importants dans le registre fossile Nord Américain. En Europe, les localités du début de l’Éocène sont moins bien connues et il est difficile de retracer l’impact de ces réchauffements climatiques. Les Lophiodontidae sont une famille de mammifères périssodactyles retrouvée en abondance dans les localités Éocène européennes, en particulier dans le sud de la France, ce qui en fait un modèle de choix pour étudier les impacts des événements hyperthermaux sur l’histoire évolutive des mammifères européens. La première partie de ce travail consiste en une étude exhaustive de la variabilité intraspécifique de cette famille. Plus d’une trentaine de caractères dentaires polymorphes ont été mis en évidence, ainsi que la présence d’un dimorphisme sexuel marqué. Le genre Paralophiodon a été révisé à la lumière de cette forte variabilité et est considéré comme non valide. En tout, plusieurs centaines de spécimens provenant de 22 localités du Sud de l’Europe ont été étudiés et 2 espèces inédites appartenant au genre Eolophiodon ont été identifiées. La révision des lophiodontidés de la région Occitanie, replacée dans un cadre biostratigraphique, a permis de rediscuter de l’âge controversé des grès d’Aigne, et de proposer un âge fini Yprésien-début Lutétien (MP10b-MP11) pour cette formation, comblant ainsi la précédente lacune du registre fossile européen. L’étude des lophiodontidés basaux, couplée aux résultats d’une nouvelle analyse phylogénétique inédite rapproche les lophiodontidés des chalicothères au sein du sous ordre des Ancylopoda, suggérant une origine Asiatique de la famille et une arrivée des lophiodontidés dans le sud de l’Europe peut de temps après le PETM. L’étude du matériel inédit et les analyses phylogénétiques contraintes par les nouvelles données biostratigraphiques permettent de distinguer trois grandes phases dans l’histoire évolutive des lophiodontidés qui semblent être corrélées avec les changements climatiques majeurs de l’Éocène. La radiation basale des lophiodontidés est contemporaine des événement hyperthermiques de l’Yprésien et est marquée par la multiplication des formes de petite taille et est restreinte à la Province Mesogéenne. La deuxième grande radiation des lophiodontidés apparaît concomitante avec l’EECO et voit l’apparition du genre Lophiodon et le remplacement des formes de petite taille sub-cursoriales par des taxons plus massifs et présentant un début de molarisation des prémolaires. Cette radiation marque la fin de l’endémisme des lophidontidés qui se disperse dans toute l’Europe de l’Ouest. Les lophiodontidés radient une dernière fois au Lutétien lors du refroidissement post-EECO, lors de l’ « Intra Eocene Mammal Turnover I ». Cette radiation voit la mise en place de formes géantes (une à deux tonnes), graviporteuses et à la dentition plus molarisée, interprétée comme une réponse à l’ouverture relative des milieux lors du refroidissement post-EECO entraînant des changements dans les régimes alimentaires
The early Eocene is marked by a succession of major global warming events that culminated in a period of climatic optimum (EECO) corresponding to the warmest period of the Cenozoic. Due to their short duration and high intensity, these hyperthermal events are often considered as the best analogues of current global warming, and are correlated with important diversification of mammals in the North American fossil record. In Europe, the early Eocene localities are less well known and it is difficult to trace the impact of these climatic events. Lophiodontidae are a family of perissodactyl mammals found in abundance in European Eocene localities, particularly in southern France, making them a model of choice for studying the impacts of hyperthermal events on the evolutionary history of European mammals. The first part of this work consists of an exhaustive study of the intraspecific variability of this family. More than thirty polymorphic dental characters have been identified, as well as the presence of marked sexual dimorphism. The genus Paralophiodon has been revised in light of this high variability and is considered invalid. In all, several hundred specimens from 22 localities in southern Europe were studied and 2 new species belonging to the genus Eolophiodon have been identified. The revision of the lophiodontids of the Occitanie region, placed in a biostratigraphic framework, allow us to rediscuss of the controversial age of the “grès d’Aigne”, and to propose a late Ypresian-early Lutetian age (MP10b-MP11) for this formation, thus filling the previous known gap in the European fossil record. The study of basal lophiodontids, coupled with the results of a new phylogenetic analysis, places the lophiodontids close to chalicothera within the suborder Ancylopoda, suggesting an Asian origin of the family and an arrival of lophiodontids in southern Europe soon after PETM. The study of unpublished material and phylogenetic analyses constrained by the new biostratigraphic data make it possible to distinguish three major phases in the evolutionary history of lophiodontidae that seem to be correlated with the major climate changes of the Eocene. Basal radiation of lophiodontidae is contemporary to the hyperthermal events of the Ypresian and is marked by the multiplication of small size forms and is restricted to the Mesogean Province. The second radiation of lophiodontidae appears contemporaneous with the EECO and its marked by the appearance of the genus Lophiodon and the replacement of small sub-cursorial forms by more massive taxa with sligthly more molarized premolars. This radiation marks the end of the endemism of lophidontidae that dispersed throughout all Western Europe. Lophiodontidae radiate one last time at Lutetien during the post-EECO cooling, during the "Intra Eocene Mammal Turnover I". This radiation sees the introduction of giant forms (one to two tons), graviportal and with molarized teeth, interpreted as a response to the relative opening of the environment during the post-EECO cooling leading to drastic changes in diets

Prédire les réponses de la biodiversité aux changements climatiques anthropiques est devenu un champ de recherche avec des enjeux scientifiques et sociétaux majeurs. Mon travail de thèse a consisté à évaluer les impacts du réchauffement climatique sur un parasitoïde de drosophiles, Leptopilina boulardi, à une petite échelle géographique, le sud-est de la France. L'objectif était non seulement d'examiner l'évolution de la distribution du parasitoïde en réponse à une hausse des températures qu'il fallait préciser à cette échelle géographique, mais aussi d'appréhender les adaptations mises en place dans la zone de progression de l'espèce. Dans un premier temps, l'analyse de données d'échantillonnages et de données météorologiques m'ont permis de mettre en évidence une rapide expansion de l'aire de répartition du parasitoïde vers le nord, à un taux moyen de 90km/décennie, simultanément à une augmentation moyenne de la température de 1,57°C ces 30 dernières années, dans l'aire d'étude. Après avoir identifié les principaux facteurs environnementaux, structurant la répartition spatiale de L. boulardi, j'ai modélisé sa distribution potentielle dans le sud-est de la France, sous conditions climatiques actuelles et pour 2050, pour deux scénarios d'émission de CO2. En 2050, la distribution géographique de L. boulardi devrait considérablement s'étendre vers le nord sous l'effet des changements climatiques. Ensuite, en mesurant plusieurs traits d'histoire de vie selon 4 régimes thermiques fluctuants, j'ai montré que les populations de L. boulardi situées en limite d'aire de répartition sont génétiquement différenciées de celles situées dans l'aire centrale de répartition. Le fait que les populations marginales aient une valeur sélective plus importante à faible température suggère une adaptation locale des parasitoïdes dans la zone de progression de l'aire de répartition. La dernière partie de ce travail de thèse a pour objectif de mieux comprendre le processus de colonisation de L. boulardi. Pour cela, j'ai entrepris le développement de marqueurs RAD-sequencing sur 15 populations de cette espèce, distribuées le long d'un cline de latitude dans le sud-est de la France. Les nombreuses données issues du séquençage Illumina me permettront de connaître la structuration génétique de ces populations. L'ensemble de ces résultats obtenus au cours de ma thèse révèlent la force avec laquelle les changements climatiques peuvent impacter les espèces, principalement celles de haut niveau trophique, en provoquant des changements très rapide de distribution et des modifications génotypiques et phénotypiques permettant une meilleure adaptation locale
Predicting biodiversity responses to anthropogenic climate change has become a field of research with major scientific and societal issues. The main goal of my thesis was to evaluate the impacts of global warming on a Drosophila parasitoid, Leptopilina boulardi, at a small geographical scale, the South-East of France. The aim was not only to examine the change in the distribution of the parasitoid in response to rising temperatures, but also to understand the adaptations associated with this change. First, the analysis of insect sampling and meteorological data allowed me to demonstrate a rapid expansion of the parasitoid range to the north with an average rate of 90km/decade as well as a simultaneous temperature increase of 1.57°C on average over the past 30 years in the studied area. Following the identification of the main environmental factors structuring the spatial distribution of L. boulardi, I fitted a model predicting its potential distribution in the south-east of France, under the current climate and in 2050, for two CO2 emission scenarios. In 2050, the geographical distribution of L. boulardi should significantly extend northward as a result of climate change. Then, by measuring several life history traits under four fluctuating temperature regimes, I have shown that populations of L. boulardi located on the border of the range are genetically differentiated from those in the central range. The fact that marginal populations have a greater fitness at low temperature suggests local adaptation of parasitoids in the area of progression of range. The last part of this thesis aimed to better understand the process of colonization of L. boulardi. For this, I undertook the development of RAD-sequencing markers to genotype 15 populations of this species distributed along a cline of latitude in the southeast of France. Numerous data from Illumina sequencing will allow me to characterize the genetic structure of the populations. All the results obtained in my thesis highlight the force with which climate change may impact species, in particular those of high trophic level, causing rapid changes in distribution along with genotypic and phenotypic changes underlying local adaptation

La vallée de la Clarée se situe dans le Briançonnais (Hautes-Alpes, France). Son contexte climatique (climat de montagne à tendance méditerranéenne), et géomorphologique (présence d'éboulis, d'une couverture morainique abondante ainsi que de roches sédimentaires sensibles à l'érosion) conjugué à un contexte topographique marqué par la grande énergie du relief sont autant d'éléments qui en font un secteur favorable à l'activité torrentielle.
Cette étude fondée sur différentes approches in situ (topométrie, analyse géomorphologique) et diachroniques des cônes de déjection et des lits torrentiels, a permis d'effectuer un diagnostic du comportement actuel des torrents de la basse vallée de la Clarée mais aussi d'en étudier l'évolution depuis la fin du 19ème siècle. En effet, comme ailleurs dans les Alpes, les torrents de la vallée de la Clarée ont connu depuis 150 ans une mutation de leur physionomie marquée par un ajustement morphologique suite au tarissement sédimentaire causé par les modifications environnementales post-PAG. Nos travaux ont permis de souligner le caractère essentiellement spontané de l'ajustement morphologique des torrents dans le secteur étudié. Or, si du point de vue socio-économique, la vallée de la Clarée est longtemps restée en marge de l'essor économique qu'ont connu les stations de sport d'hiver voisines, les communes de la vallée connaissent depuis maintenant une trentaine d'année, une lente reconversion socio-économique marquée par l'émergence du tourisme. Cela a conduit à une évolution des modes de gestion du risque torrentiel qui privilégie désormais la mise en place de vastes systèmes de correction torrentielle sur les cônes de déjection. L'apparent assagissement des torrents, conjugué à l'augmentation de la pression foncière, a favorisé l'aménagement progressif des cônes de déjection torrentiels. Dans le contexte actuel de réchauffement global, les modifications du comportement dynamique des torrents pourraient alors avoir des conséquences notables en terme de risque torrentiel.

Les régions subarctiques font face aux effets interconnectés et pluri-scalaires du changement global (amplification des extrêmes bioclimatiques et intensification dans l’utilisation des sols). Le renne, Rangifer tarandus est un grand herbivore qui migre annuellement sur de grands espaces pour ses besoins biologiques. L’ongulé cristallise de nombreux enjeux paysagers pour les pastoralismes saamis. Plusieurs populations de rennes seront étudiées dans un suivi multi-scalaire. Nous évaluons les effets directs du changement global (fragmentation paysagère et changements climatiques) sur les paysages culturels de Scandinavie en lien avec la démographie des rennes. Par la suite, la descente en échelle géographique nous permet de caractériser via satellite et relevés floristiques les effets du changement global sur les paysages végétaux de la communauté montagnarde d’éleveurs Gabna, dans le nord de la Suède. Nous étudions ensuite les comportements migratoires des rennes sauvages norvégiens, pour appréhender les liens entre variabilité bioclimatique et écologie spatiale de l’herbivore. Les résultats principaux rejoignent ceux de la littérature scientifique, appliqués aux espaces étudiés : régionalement, changement des climats et pertes significatives en pâturages ; localement, boréalisation et embroussaillement des paysages migratoires. Les liens forts entre une partie des effets cumulés du changement global et la biogéographie scandinave de Rangifer tarandus sont ainsi discutés. L’approche paysagère dans les problématiques environnementales complexes (revendication territoriale) a révélé l’importance de l’éthique dans le dialogue science/minorités
Les régions subarctiques font face aux effets interconnectés et pluri-scalaires du changement global (amplification des extrêmes bioclimatiques et intensification dans l’utilisation des sols). Le renne, Rangifer tarandus est un grand herbivore qui migre annuellement sur de grands espaces pour ses besoins biologiques. L’ongulé cristallise de nombreux enjeux paysagers pour les pastoralismes saamis. Plusieurs populations de rennes seront étudiées dans un suivi multi-scalaire. Nous évaluons les effets directs du changement global (fragmentation paysagère et changements climatiques) sur les paysages culturels de Scandinavie en lien avec la démographie des rennes. Par la suite, la descente en échelle géographique nous permet de caractériser via satellite et relevés floristiques les effets du changement global sur les paysages végétaux de la communauté montagnarde d’éleveurs Gabna, dans le nord de la Suède. Nous étudions ensuite les comportements migratoires des rennes sauvages norvégiens, pour appréhender les liens entre variabilité bioclimatique et écologie spatiale de l’herbivore. Les résultats principaux rejoignent ceux de la littérature scientifique, appliqués aux espaces étudiés : régionalement, changement des climats et pertes significatives en pâturages ; localement, boréalisation et embroussaillement des paysages migratoires. Les liens forts entre une partie des effets cumulés du changement global et la biogéographie scandinave de Rangifer tarandus sont ainsi discutés. L’approche paysagère dans les problématiques environnementales complexes (revendication territoriale) a révélé l’importance de l’éthique dans le dialogue science/minorités

Ce memoire traite de la biosedimentologie de la formation de la cadiere, var. Cette formation peut etre subdivisee en cinq unites lithostratigraphiques constituees principalement de couches de calcaire a rudistes. Toutefois, on observe des variations laterales des facies dont les relations sont precisees et synthetisees grace a une analyse sequentielle. On montre que les sequences elementaires s'inscrivent dans une sequence de comblement. L'analyse des microfacies sur le plan sedimentologique et paleoecologique permet d'envisager la reconstitution des paleoenvironnements et de leur evolution. Les phenomenes de dissolution et de dolomitisation observes suggerent l'existence d'emersions temporaires. Enfin on presente une analyse systematique des miliolina dans laquelle de nouvelles especes sont decrites

Les régions subarctiques font face aux effets interconnectés et pluri-scalaires du changement global (amplification des extrêmes bioclimatiques et intensification dans l’utilisation des sols). Le renne, Rangifer tarandus est un grand herbivore qui migre annuellement sur de grands espaces pour ses besoins biologiques. L’ongulé cristallise de nombreux enjeux paysagers pour les pastoralismes saamis. Plusieurs populations de rennes seront étudiées dans un suivi multi-scalaire. Nous évaluons les effets directs du changement global (fragmentation paysagère et changements climatiques) sur les paysages culturels de Scandinavie en lien avec la démographie des rennes. Par la suite, la descente en échelle géographique nous permet de caractériser via satellite et relevés floristiques les effets du changement global sur les paysages végétaux de la communauté montagnarde d’éleveurs Gabna, dans le nord de la Suède. Nous étudions ensuite les comportements migratoires des rennes sauvages norvégiens, pour appréhender les liens entre variabilité bioclimatique et écologie spatiale de l’herbivore. Les résultats principaux rejoignent ceux de la littérature scientifique, appliqués aux espaces étudiés : régionalement, changement des climats et pertes significatives en pâturages ; localement, boréalisation et embroussaillement des paysages migratoires. Les liens forts entre une partie des effets cumulés du changement global et la biogéographie scandinave de Rangifer tarandus sont ainsi discutés. L’approche paysagère dans les problématiques environnementales complexes (revendication territoriale) a révélé l’importance de l’éthique dans le dialogue science/minorités
Les régions subarctiques font face aux effets interconnectés et pluri-scalaires du changement global (amplification des extrêmes bioclimatiques et intensification dans l’utilisation des sols). Le renne, Rangifer tarandus est un grand herbivore qui migre annuellement sur de grands espaces pour ses besoins biologiques. L’ongulé cristallise de nombreux enjeux paysagers pour les pastoralismes saamis. Plusieurs populations de rennes seront étudiées dans un suivi multi-scalaire. Nous évaluons les effets directs du changement global (fragmentation paysagère et changements climatiques) sur les paysages culturels de Scandinavie en lien avec la démographie des rennes. Par la suite, la descente en échelle géographique nous permet de caractériser via satellite et relevés floristiques les effets du changement global sur les paysages végétaux de la communauté montagnarde d’éleveurs Gabna, dans le nord de la Suède. Nous étudions ensuite les comportements migratoires des rennes sauvages norvégiens, pour appréhender les liens entre variabilité bioclimatique et écologie spatiale de l’herbivore. Les résultats principaux rejoignent ceux de la littérature scientifique, appliqués aux espaces étudiés : régionalement, changement des climats et pertes significatives en pâturages ; localement, boréalisation et embroussaillement des paysages migratoires. Les liens forts entre une partie des effets cumulés du changement global et la biogéographie scandinave de Rangifer tarandus sont ainsi discutés. L’approche paysagère dans les problématiques environnementales complexes (revendication territoriale) a révélé l’importance de l’éthique dans le dialogue science/minorités

La mer Méditerranée est un hotspot de biodiversité sous diverses influences où plusieurs perturbations agissent en synergie: réchauffement climatique, perte d'habitats et surpêche menacent la biodiversité marine et perturbent les équilibres écosystémiques. Afin d'assurer une gestion durable des écosystèmes marins côtiers, conformément aux prérogatives de l'Approche Ecosystémique des Pêches, il est nécessaire d'étudier les conséquences de ces perturbations sur les populations exploitées. Or, malgré la multiplicité des études relatives au changement global en Méditerranée, les conséquences écosystémiques de ces changements demeurent mal connues. Dans cette thèse, le Golfe de Gabès a été choisi comme modèle d'étude en raison des nombreuses perturbations qui y sont rencontrées et qui en font l'archétype de tendances plus généralisées en Mer Méditerranée. Cette thèse se propose d'abord de replacer l'écosystème du Golfe de Gabès dans son contexte biogéographique à travers l'étude de la phylobiogéographie des assemblages des poissons côtiers méditerranéens et la modélisation de la structure et du fonctionnement de l'écosystème du Golfe de Gabès. Par la suite, nous proposons de modéliser, en utilisant des modèles de niches écologiques, les modifications potentielles futures des assemblages biogéographiques d'espèces exploitées soumises aux changements climatiques et à la perte d'habitat, ainsi que les conséquences trophiques de ces modifications. En prenant en compte la taxonomie et l'histoire évolutive des espèces, nous avons mis en évidence le niveau de séparation entre les assemblages méditerranéens en proposant une nouvelle délimitation biogéographique du plateau continental. Par ailleurs, l'exploration des dissimilarités phylogénétiques à l'échelle des côtes tunisiennes a mis en évidence quatre zones biogéographiques majeures présentant une faible congruence avec le zonage adopté pour la gestion de la pêche en Tunisie. Les projections des futures aires de répartition des 60 principales espèces exploitées du Golfe de Gabès, grâce à l'implémentation du modèle climatique NEMOMED8, révèlent que pour la fin du siècle, 34 espèces pourraient contracter leurs aires de répartition parmi lesquelles 12 espèces pourraient s'éteindre à l'échelle du Golfe. Par ailleurs, en combinant des scénarios de régression d'herbier et de changement climatique, les projections montrent que les magnitudes des modifications d'aires de répartition induites par le changement climatique sont plus larges que celles résultant de la perte d'habitat. La mise en place d'un modèle trophique Ecopath nous a permis de décrire la structure et le fonctionnement de l'écosystème du Golfe de Gabès et de le comparer avec d'autres écosystèmes méditerranéens exploités. Ce modèle a intégré un large éventail d'espèces depuis le phytoplancton jusqu'aux top-prédateurs ainsi que les principales activités de pêche opérant dans la zone. Les résultats du modèle mettent en évidence que le chalutage benthique est l'activité ayant les conséquences écosystémiques les plus étendues avec un fort impact sur certaines espèces démersales exploitées. Enfin, pour étudier les conséquences trophiques des modifications des distributions spatiales des espèces exploitées, nous avons reconstruit les réseaux trophiques au sein des assemblages d'espèces en nous fondant sur la relation positive liant la taille du prédateur à celle de sa proie. Nous avons ainsi pu prédire les réseaux trophiques actuels et projeter les modifications potentielles de leurs structures. Nous avons constaté qu'une grande partie du Golfe pourrait connaître une augmentation de la connectance et un allongement des voies trophiques moyennes qui s'accompagnent d'une diminution du nombre de proies par prédateur et du nombre de prédateurs par proie. Cette thèse est une ouverture vers la compréhension du rôle de la biodiversité dans le maintien du fonctionnement des écosystèmes
The Mediterranean Sea is a marine biodiversity hot spot highly affected by several sources of disturbances interacting synergistically: global warming, habitat loss and overfishing threaten marine biodiversity and disrupt the ecosystem balance. To ensure a sustainable management of coastal marine ecosystems according to the Ecosystem Approach to Fisheries, it is necessary to study the ecosystem responses to these disturbances. However, despite the variety of global change studies in Mediterranean areas, ecosystems responses to these changes remain poorly understood and particularly at the southern part of the Mediterranean Sea. In this PhD thesis, the Gulf of Gabes was chosen as study area since it is one of the most affected regions by global change which makes it a mesocosm model of more regional patterns that occur in the Mediterranean Sea. In this study, as a first step, we replaced the Gulf of Gabes in its biogeographic and ecosystem regional context. This was achievied through a phylogenetic-based delineation of biogeographical species pools of coastal Mediterranean fishes and using an ecosystem model to describe its structure and functioning in comparison with other Mediterranean ecosystem model properties. We therefore projected potential future geographic ranges and assemblages composition of biogeographical exploited species pool according to global warming and habitat loss scenarios. Then we assessed their effects on food web structure. Taking into account the taxonomy and inter-species evolutionary relationships, we generate a new bioregionalisation of the continental shelf based on the turnover of lineages. Our results showed that climate is the major driver of species distribution and assemblage's composition. In addition, the exploration of phylogenetic dissimilarity across the Tunisian coast highlighted four major biogeographic areas showing a low spatial congruence with zoning used for fisheries management in Tunisia.Projected range shifts of the 60 main exploited species of the Gulf of Gabes through the implementation of a new climate model (NEMOMED8) revealed that, by the end of the century, 34 species could contract their ranges including 12 species that could become locally extinct across the Gulf of Gabes. Furthermore, by combining Posidonia meadows loss scenarios and climate change projections, our results showed that the magnitudes of the changes range induced by climate change are larger than those resulting from the loss of habitat.The Ecopath mass-balance model allowed us to describe the structure and functioning of the ecosystem of the Gulf of Gabes in comparison with other Mediterranean ecosystems. These models encompass the entire trophic spectrum from phytoplankton to higher trophic levels as well as the main fishing activities in the area. The model results showed that, among the fishing activities studied, bottom trawling was identified as the activity having the widest-ranging impacts across the different functional groups and the largest impacts on some commercially-targeted demersal fish species. Finally, to study the effects of species range shift on food web structure, we used a new methodology to infer trophic interactions between species. Based on the robust relationship between the size of prey and predators, we predicted the current food webs and project potential changes in their structures. We found that a significant portion of the Gulf of Gabes would face an increase of connectance and an extension of trophic pathways in parallel with a decrease in the number of prey per predator and the number of predators per prey. This PhD thesis paves the way towards the understanding of the role of biodiversity in maintaining ecosystem functioning

Le stockage géologique du CO2 est un des enjeux scientifiques majeurs envisagés pour contrôler le réchauffement climatique lié aux gaz à effet de serre. Le stockage en domaine sédimentaire nécessite une connaissance des facteurs stabilisant/destabilisant les réservoirs, qui peut être apportée par l'étude d'analogues naturels. L'utilisation de méthodes pétrographiques, microthermométriques et géochimiques appliquées aux carottes du forage V.Mo.2 traversant le réservoir naturel de CO2 de Montmiral (France), permettent de suivre les migrations de CO2. Dans le socle Paléozoïque, les inclusions fluides carboniques témoignent de la démixtion sous forte couverture d'un fluide aquo-carbonique chaud, probablement à la fin du Crétacé ou au Paléogène, qui marquerait le remplissage du réservoir de Montmiral. L'étude des unités sédimentaires sus-jacentes montre que le CO2 est resté confiné dans les niveaux rhéto-sinémuriens sous les marnes du Domérien à l'Oxfordien Moyen. Ces marnes jouent le rôle de barrière étanche aux fluides au cours des principaux stades de circulations reconnus. Un premier stade lié à l'extension téthysienne affecte les séries sous-jacentes aux marnes. Un deuxième stade, rattaché à la compression pyrénéenne grâce à une étude de terrain, induit une karstification des séries sus-jacentes à l'écran marneux. A la base du forage, c'est à cette période que le réservoir fuit, mais cette fuite reste confinée sous l'écran marneux. La stabilité du réservoir de Montmiral est due à la présence de l'épais niveau marneux et à la structuration en blocs du bassin de Valence et de son socle limités par des failles jouant le rôle de barrière latérale.

Le remplissage Pléistocène moyen et supérieur de l'abri-grotte de la Baume-Bonne présente des transformations post-dépositionnelles profondes tant sur le plan minéralogique (néoformations) que sur le plan microstructural. Ces transformations sont variables et inégales d'une zone à l'autre et ont abouti à une perte généralisée des caractéristiques sédimentaires originelles. De ce fait, la morphologie et les faciès sédimentaires actuels sont complexes, ce qui crée d'énormes difficultés de raccords d'une zone à l'autre. A partir d'une étude minéralogique et micromorphologique, ce travail s'est intéressé à la caractérisation et au rôle de chacune de ces transformations dans l'évolution du remplissage. Sur cette base, une interprétation paléoenvironnementale et paléoclimatique des différents traits observés et un historique du remplissage et de son évolution sont proposés. L'accent est mis sur le rôle des néoformations minérales dans la perte des traits originels. Ainsi, la mise en place de la paragenèse phosphatée s'est faite aux dépens du matériel préexistant quelle que soit sa nature minéralogique (carbonatée ou silicatée ). Les mécanismes de mise en place n'ont pas de signification paléoclimatique certaine, mais possèdent une valeur paléoenvironnementale à l'échelle de la grotte. Le rôle des apports anthropiques et faunique en matières organiques et en restes osseux dans la phosphatation a été prépondérant. De même, les calcitisations secondaires se font aux dépens du matériel préexistant et n'ont qu'une signification paléoenvironnementale. Par contre, leur évolution vers des croûtes indiquerait un réchauffement du climat. L'accent est également mis sur le rôle des alternances de phases de gel et de dégel dans les restructurations et les réorganisations sédimentaires. Ces alternances provoquent la restructuration du sédiment en agrégats lamellaires ou arrondis qui sont souvent associés à des coiffes grossières et à des plages de lavages. Elles sont également responsables de la fragmentation et de la dispersion des constituants élémentaires. Ce facteur de gel-dégel est accentué par la configuration très irrégulière du substratum. L'ensemble de cette étude et les données antérieures montrent que la mise en place et l'évolution du remplissage seraient sous contrôle de facteurs morphologiques (configuration irrégulière du substratum, emplacement des dépôts vis-à-vis de l'extérieur et des parois calcaires), climatiques (principalement l'alternance de phases de gel et de dégel) et biologiques (fréquentation et apports anthropiques et fauniques). Leurs interactions variables, à la fois dans l'espace et dans le temps, donc complexes, seraient à l'origine de la complexité du remplissage de la Baume-Bonne.

L'etude stratigraphique et structurale a permis de distinguer 5 unites superposees depuis le socle jusqu'a la nappe des schistes lustres et 3 phases de deformations synschisteuses suivies d'une phase de bombement et de fracturation du massif