Academic literature on the topic 'Variabilité saisonnière du SSS'

Le Lac Saint-Jean est un réservoir hydroélectrique ayant une superficie de 1 053 km2 et une profondeur moyenne de 6 m. Ses eaux se renouvellent de quatre à cinq fois par année, dont deux fois durant la saison printanière. Entre juin et octobre, l'épaisseur de la couche photique du lac est environ de 4 m et la thermocline est presque toujours plus profonde que 20 m avec une température moyenne saisonnière de 16°C. Les éléments nutritifs (phosphates et nitrates) demeurent à un niveau très bas durant toute la saison. Le taux moyen de chlorophylle a est de 1,3 mg m-3 avec des valeurs maximales de 3 à 4 mg m-3. Le coefficient de corrélation entre la chl. a et la température, pour l'ensemble des données du lac, est de 0,56 (p<0,01). La communauté phytoplanctonique (>20 µm) compte environ vingt espèces mais la dominance est assurée seulement par les Diatomées Asterionella formosa et Tabellaria flocculosa. Ces deux espèces représentent plus de 90 % de tous les organismes entre juin et octobre. D'autres espèces comme Melosira (Aulacoseira) distans, M. islandica et M. ambigua ne sont importantes qu'au début de juin tandis qu'Anabaena flos-aquae ne l'est qu'à la mi-juillet. La communauté zooplanctonique regroupe 17 espèces réparties en 4 catégories : Copépodes, Cladocères, Rotifères et Protozoaires. À partir de la mi-juillet, le zooplancton est surtout dominé par le Rotifère Polyarthra vulgaris et par le Protozoaire Codonella cratera. Ayant des cycles vitaux relativement courts, ces deux espèces forment à elles seules entre 65 et 82% de tous les individus. Dans les 5 premiers mètres de la colonne d'eau, le coefficient de corrélation entre la densité de ces deux espèces est de 0,55, (p<0,01). La variabilité spatio-temporelle des biomasses et la distribution des organismes planctoniques du lac sont influencées par l'hydrodynamique de l'écosystème, particulièrement par les variations saisonnières du débit qui influent sur les nutriments, la température et également par le brassage intense qui maintient la thermocline à un niveau au-dessous de 20 m.

Abstract. Ce travail présente la variabilité intra-saisonnière de la pluviométrie dans le Sud-ouest centrafricain. Les données pluviométriques journalières utilisées couvrent la période 1981–2017. Elles ont été extraites aux points de grilles les plus proches des quatre stations représentatives de la zone d'étude (Bangui, Berberati, Boukoko et Nola) sur la base de données CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data). Un contrôle de qualité de ces données a été effectué à partir d'une inter-comparaison entre les produits d'estimations et les données in-situ sur différentes sous-périodes : 1998–2011 à Nola, 1998–2012 à Berberati, 1998–2014 à Bangui et 2002–2017 à Boukoko. Le coefficient de corrélation entre les données CHIRPS et les observations au pas annuel est faible à Bangui (r=0,46), moyen à Nola (r=0,57) et Berberati (r=0,60), et bon à Boukoko (r=0,73). Les dates de début de la saison de pluies varient entre le 13 février et le 2 avril et celles de fin entre le 31 octobre et le 4 décembre. Des épisodes secs et humides sont mis en évidence dans le Sud-ouest centrafricain. A Bangui et Berberati, la période du 15 au 22 mai 1999 a été sèche soit 23 jours sans pluie. A Boukoko et Nola, la période du 26 juin au 24 juillet de la même année était caractérisée par des épisodes secs. Ces résultats établissent que la répartition intra-saisonnière des pluies n'est pas uniforme dans le Sud-ouest centrafricain.

La production agricole de l’Afrique sub-saharienne essentiellement pluviale est particulièrement vulnérable à la variabilité climatique. A l’échelle des exploitations, cette variabilité a un impact direct sur la production primaire, sur le revenu et la sécurité alimentaire de la famille. Dans cette étude, nous évaluons l’intérêt économique de mettre la prévision de la pluviométrie d’hivernage à la disposition des producteurs. Cette étude a été menée dans la zone de Dano au sud-ouest du Burkina Faso. Elle repose sur l’utilisation d’un modèle de programmation linéaire qui maximise le revenu en optimisant l’allocation des terres, du travail et des intrants entre plusieurs types de cultures, les rendements variant selon le type de sol, d’itinéraire technique et d’hivernage. Quatre scénarios ont été analysés : un scénario témoin où le paysan n’a pas accès aux prévisions, un scénario où les producteurs ont accès à une prévision d’hivernage sec, un autre où ils ont accès à une prévision d’hivernage normal et un dernier où ils ont accès à une prévision d’hivernage humide. Les résultats des simulations montrent que c’est une prévision d’hivernage sec qui présente le plus d’intérêt mais c’est aussi celui où l’erreur de prévision serait la plus coûteuse. Globalement le gain de revenu de la prévision est relativement peu élevé, mais le coût d’une erreur de prévision pose le problème des responsabilités et des compensations. Ces résultats relativisent l’intérêt des prévisions saisonnières pour la réduction de la vulnérabilité des populations des pays sahéliens.

Les régions arctique et subarctique se prêtent merveilleusement à l'expérimentation du fait de la grande variabilité saisonnière de l'état de leurs surfaces glacées et neigeuses. Ces régions se prêtent bien aux études d'évolution climatique car en changeant les paramètres de surface on arrive à modifier significativement les processus d'échange par chaleur sensible et chaleur latente. À l'Université McGill on a élaboré un modèle numérique, utilisant aussi bien les données synoptiques des stations météorologiques, les données de point de grille que les données climatiques moyennes afin de calculer les différents termes du bilan énergétique. La région de la Baie de James est intéressante à étudier dans cette optique. L'article décrit un traitement numérique expérimental de la région.

L’agriculture malienne, pilier du développement économique et de la sécurité alimentaire des populations, est affectée par les dérèglements climatiques en raison de son caractère essentiellement pluvial. La présente recherche a pour objectif d’analyser les effets de l’instabilité intra-saisonnière des pluies afin d’identifier les périodes optimales de semis du sorgho en zones soudanienne et sahélienne du Mali. A partir des hauteurs journalières de pluie de la station de Katibougou et de San entre 1987 et 2018 fournies par l’Agence pour la Sécurité et la Navigation Aérienne (ASECNAC) du Mali, les dates de début et de fin de saison ont été déterminées. Ensuite, l’analyse fréquentielle du début, de la fin et de la longueur des saisons a été faite aux fréquences de 2, 5 et 8 années sur 10. De même, la fréquence des séquences sèches et humides pendant la saison culturale a été analysée. Les résultats ont montré que dans le cercle de Koulikoro, les dates probables des démarrages de la pluie se situent entre le 06 mai et le 01 août de chaque année. Par contre à San, les dates probables des démarrages de la pluie se situent entre le 12 mai et le 01 août de chaque année. A Koulikoro, la fin de la saison pluvieuse se situe généralement entre le 06 septembre et le 04 novembre. A San, la fin de la saison pluvieuse se situe généralement entre le 03 septembre et le 02 novembre. Les poches de sècheresse de 5 jours (SS1) sont les pauses pluviométriques constatées dans le cercle de Koulikoro et elles décroissent au fur et à mesure jusqu’au mois de septembre. Les SS4 s’accroissent jusqu’à partir du mois de juillet à octobre. A San, les SS1 et SS4 sont similaires à ceux du cercle de Koulikoro. Par contre, les SS3 sont un peu élevés durant les mois de mai, juillet, août et septembre. Dans le cercle de Koulikoro sur 2, 5 et 8 années sur 10, la durée de la saison agricole est de 159, 132 et 102 jours. Dans ces conditions, la variété du sorgho de 90 jours et de 105 jours peut se cultiver normalement depuis la levée jusqu’à la maturation. Par contre à San, sur 2,5 et 8 années sur 10, la durée de la saison agricole est de 123, 108 et 89 jours, dans ces conditions, la variété du sorgho de 90 jours peut se cultiver normalement depuis la levée jusqu’à la maturation, par contre la variété de 90 est compromise sur 8 années sur 10 et celle de 105 jours est compromise sur 5 et 8 années sur 10. Au regard de l’intérêt que les producteurs accordent à la culture du sorgho et de l’instabilité intra-saisonnière des pluies, ils s’approprient plusieurs mesures d’adaptation (planification du calendrier agricole, adoption de la variété culturale à cycle court, utilisation d’engrais) dont l’efficacité mérite d’être analysée. Malian agriculture, a pillar of economic development and food security, is affected by climatic disturbances because of its essentially rainfed nature. The objective of this research is to analyse the effects of intra-seasonal rainfall instability in order to identify optimal sorghum sowing periods in the Sudanian and Sahelian zones of Mali. From the daily rainfall amounts of the Katibougou and San stations between 1987 and 2018 provided by the Malian Agency for Air Safety and Navigation (ASECNAC), the start and end of the season dates were determined. Then, the frequency analysis of the beginning, end and length of the seasons was done at frequencies of 2. 5 and 8 years out of 10. Similarly, the frequency of dry and wet sequences during the cropping season was analysed. The results showed that in the Koulikoro district, the probable dates for the start of rainfall are between 6 May and 1 August each year. In contrast, in San, the probable dates for the start of the rainfall are between 12 May and 1 August each year. In Koulikoro, the end of the rainy season is generally between 6 September and 4 November. In San, the end of the rainy season is generally between 03 September and 02 November. The 5-day drought pockets (SS1) are the rainfall breaks observed in the Koulikoro district and they decrease progressively until September. SS4 increases from July to October. In San, SS1 and SS4 are similar to those in Koulikoro, but, SS3 is slightly higher in May, July, August and September. In the Koulikoro district, the length of the agricultural season in 2. 5 and 8 years out of 10 is 159. 132 and 102 days. Under these conditions, the 90-day and 105-day sorghum varieties can be grown normally from emergence to maturation. On the other hand, in San, over 2. 5 and 8 years out of 10, the length of the agricultural season is 123. 108 and 89 days, under these conditions, the 90-day sorghum variety can be grown normally from emergence to maturation, while the 90-day variety is compromised over 8 years out of 10 and the 105-day variety is compromised over 5 and 8 years out of 10. In view of the interest that producers have in growing sorghum and the intra-seasonal instability of rainfall, they have adopted several adaptation measures (planning of the agricultural calendar, adoption of the short-cycle crop variety, use of fertilisers), the effectiveness of which deserves to be analysed.

Dans le Sud de la Méditerranée, de nombreux bassins versants sont caractérisés par un fonctionnement pluvio-nival où une partie des ressources en eau est stockée en hiver sous forme de neige en montagne alors que la zone de consommation se situe en plaine souvent dominée par l'agriculture irriguée. L'objectif de ce travail est double : (1) évaluer les capacités de la télédétection visible/proche infrarouge pour caractériser la variabilité interannuelle de l'enneigement sur l'Atlas marocain comme alternative aux données in situ éparses sur ces zones difficiles d'accès ; (2) identifier les déterminants climatiques qui gouvernent cette variabilité. Dans cet objectif, nous avons analysé plus de 10 ans d'acquisitions journalières issues du capteur MODIS (produits MOD10A1). Dans un premier temps, nous nous sommes attachés à corriger les produits bruts contaminés par la couverture nuageuse à l'aide de méthodes de filtrage basées sur le voisinage spatial et temporel et nous les avons confrontées à des mesures d'équivalent en eau de la neige mesurée à la station nivale de l'Oukamaïden, près de Marrakech, entre 2009 et 2011. Dans un deuxième temps, nous avons caractérisé la variabilité interannuelle à l'aide d'indicateurs saisonniers: enneigement maximum et moyen, et date des premières neiges. Enfin, nous avons mis en évidence une relation significative entre la valeur de l'oscillation Nord Atlantique (ONA) moyenne sur le mois de mars et l'enneigement maximum. Nous montrons également qu'il existe une relation significative entre les anomalies de températures de surface de l'Atlantique équatorial et tropical à la fin de l'été et l'enneigement maximum rencontré sur l'Atlas marocain l'hiver suivant. Ces résultats ouvrent des perspectives pour la prévision saisonnière de l'enneigement sur la région.

Cette étude a été conduite dans la commune rurale de Sidi Boubker El Haj, région du Gharb (Maroc), de novembre 2009 à octobre 2010. L’objec­tif a été d’identifier les différentes espèces de tiques rencontrées chez les bovins, de suivre leur dynamique saisonnière, et de déterminer leur abon­dance et la variabilité du niveau d’infestation selon l’âge et le sexe des hôtes. Trente bovins ont fait l’objet de suivi et de prélèvements mensuels pendant une année. Au total, 6 899 tiques ont été récoltées. L’identification a révélé la présence de neuf espèces appartenant à cinq genres, avec les prévalences suivantes : Rhipicephalus bursa (28,61 p. 100), Ixodes ricinus (26,39 p. 100), Hyalomma lusitanicum (23,33 p. 100), Rhipicephalus tura­nicus (14,44 p. 100), Hyalomma detritum detritum (13,06 p. 100), Rhipi­cephalus sanguineus (1,39 p. 100), Hyalomma marginatum marginatum (1,11 p. 100), Dermacentor marginatus (1,11 p. 100) et Haemaphysalis sul­cata (0,83 p. 100). I. ricinus a présenté un mode d’activité unimodal hivernal, alors que R. bursa, Hyalomma lusitanicum et Rhipicephalus turanicus ont été actives au printemps, et Hyalomma d. detritum en été. R. sanguineus, Hya­lomma m. marginatum, D. marginatus et Haemaphysalis sulcata ont été moins prévalentes, leur présence sur le bétail pouvant être qualifiée de parasitisme occasionnel. Cette étude sur la dynamique des populations de tiques peut aider à la mise en place d’une stratégie adaptée de lutte contre les tiques et les maladies qu’elles transmettent, en tenant compte de l’activité saisonnière des tiques, de la charge parasitaire, et du taux d’infestation.

Dans le Golfe de Guinée (GG), les masses d’eau douce provenant des décharges des fleuves et les taux de précipitations élevés contribuent à la stratification en densité de la couche superficielle océanique, et jouent un rôle clé dans la modulation des interactions air-mer. Cependant, les variations thermohalines des couches superficielles au sein des panaches d’eau douce du GG sont encore mal connues, car très peu observées et documentées. L’objectif principal de cette thèse est donc d’étudier et de documenter la variabilité spatiale à mésoéchelle horizontale (10-100 km) et verticale (0-100m), intra-saisonnière à saisonnière de la structure 3D thermohaline dans les panaches d’eau douce du GG, et notamment les panaches des fleuves Congo et Niger. Tout d’abord, à l’aide des données d’observations satellite SSS SMOS, notre étude a montré que les panaches d’eau douce dans cette région s’étendent vers l’océan du large suivant deux régimes de propagation. Durant la période de septembre à janvier, ils se propagent vers le large en direction Nord-Ouest tandis que de janvier à avril, ils se redirigent vers le Sud-Ouest, où leur extension maximale est observée en avril. Le reste de l’année, de mai à août, est marqué par un épisode de salinisation de surface, où les panaches d’eau douce se dissipent avec une extension minimale observée en août. L’analyse du bilan de salinité dans la couche mélangée de surface a permis de mettre en évidence les principaux processus physiques contrôlant la variabilité saisonnière de la salinité au sein de ces panaches d’eau douce. Ce diagnostic a montré que les processus d’advection horizontale et les flux d’eau douce associés aux précipitations et aux décharges des fleuves expliquent principalement de la distribution offshore des masses d’eau de faible salinité dans cette région. Dans le panache du Congo en particulier, l’advection horizontale de salinité est principalement expliquée par la dérive d’Ekman du vent de surface. Ensuite, nous avons montré que la distribution offshore du panache du Congo aux échelles intra-saisonnières est associée à des couches de barrière de sel d’une part, et à des profils verticaux de densité en marches d’escalier d’autre part. Dans une étude de cas (au 31/03/216), nous avons montré que la stratification thermohaline en marches d’escalier observée, résulterait de la dynamique de cisaillement entre le flux d’Ekman de surface associée à la distribution offshore (Nord-Ouest) du panache du Congo, et le flux géostrophique (Sud-Est) associé aux masses d’eau de subsurface de l’océan ouvert à l’Ouest, plus denses et plus salées. Enfin, à partir d’une approche lagrangienne, nous avons mis en évidence l’origine et la structuration à grande échelle des masses d’eau impliquées dans la forte stratification haline observée au large du Congo. Cette étude a montré le fort cisaillement des courants à l’oeuvre au niveau des gradients halins au sein de la colonne d’eau associée à ces profils
In the Gulf of Guinea (GG), freshwater originated from river discharges and high precipitation rates contribute to the upper ocean density stratification, and play a key role in modulating air-sea interactions. However, the thermohaline variations of the ocean upper layers within the freshwater plumes in the GG are still poorly known, as they are poorly observed and documented. The main objective of this thesis is therefore to study and document the spatial variability at horizontal mesoscale (10-100 km) and vertical (0-100m), from intra-seasonal to seasonal time scales of the thermohaline 3D structure in the freshwater plume areas of the GG: mainly the Congo and Niger Rivers plumes. First, using SSS SMOS satellite data, our study showed that freshwater plumes in this region extend towards the open ocean following two propagation regimes. During September to January, they propagate northwestward while from January to April they redirect to the southwest, where their maximum extension is observed in April. The rest of the year, from May to August, is marked by a surface salinization episode, where the freshwater plumes dissipate with a minimum extension observed in August. A salinity budget analysis in the surface mixed layer allowed highlighting the main physical processes controlling the seasonal variability of salinity within these freshwater plumes. We showed that horizontal advection processes and freshwater fluxes by precipitation and river discharges are the main contributors of low SSS distribution in this region. In the southeastern Gulf of Guinea, off Congo, the horizontal SSS advection is dominated by Ekman wind-driven currents. Second, we showed that the offshore distribution of the Congo plume on intra-seasonal time scales is associated with salt barrier layers and with thermohaline staircases profiles. In a case study (for 2016/03/31), we showed that the observed thermohaline staircases would result from the shear dynamics between the surface Ekman flow associated with the offshore (North-Westward) distribution of the Congo plume, and the geostrophic (South-Eastward) flow associated with the denser and saltier subsurface water masses of the open ocean to the west. Finally, using a Lagrangian approach, we have highlighted the origin and large-scale structuring of water masses involved in the strong haline stratification observed off Congo. This study showed the strong shear of the currents associated with the vertical salinity gradients within the water column associated with the staircases profiles

Les observations courantometriques dans la partie centrale de l'ocean atlantique equatorial profond revelent la presence de fluctuations a periodes annuelle et semi-annuelle sur la composante zonale de la vitesse essentiellement. L'analyse des donnees montre que la structure spatio-temporelle du signal basse-frequence est coherente avec la dynamique des ondes equatoriales. Une etude de processus est menee pour comprendre la reponse d'un bassin equatorial au forcage periodique par la tension zonale du vent. L'energie du vent atteint l'ocean profond par l'intermediaire de la propagation verticale d'ondes equatoriales. Une onde de rossby de mode meridien 1, excitee pres de la surface a la frontiere est du bassin, domine la reponse dans la partie ouest du bassin. Elle traverse le bassin d'est en ouest et se reflechit a la frontiere ouest en une onde de kelvin. Dans la partie est du bassin, la reponse est plus complexe car plusieurs ondes d'amplitudes comparables se superposent. La reponse, peu sensible aux parametres du forcage, peut etre consideree comme lineaire dans les couches profondes du modele. Son amplitude depend de la taille du bassin et de la frequence du forcage ; un phenomene de resonance apparait d'ailleurs a periode semi-annuelle. La transmission de l'energie, de la surface vers les couches profondes, se fait dans la partie est du bassin lors de la reflexion d'une onde de kelvin, forcee en surface, en ondes de rossby longues. Les courants moyens, plutot que la stratification, apparaissent comme une gene a la propagation des ondes dans les couches de surface. La presence d'un relief sous-marin ne modifie pas la nature de la reponse. Il est simplement une barriere a la propagation des ondes incidentes. Cette etude de processus permet de comprendre les premiers resultats d'un modele haute-resolution de l'ocean atlantique equatorial.

Tous les échanges entre la côte et le large se font à travers le talus continental. Cette thèse s’intéresse à la dynamique de ces échanges forces par la turbulence méso-échelle hauturière dans la bande de période 2-90 jours (Haute Fréquence, HF) Pour ces échelles de temps, les fortes pentes associées aux talus imposent que l’énergie du forçage (vent ou mouvements au large) se propage sous la forme d’Onde Piégées à la Côte (Coastal Trapped Waves, CTW). Dans un premier temps, cette étude s’intéresse à la transition entre la dynamique linéaire du talus et celle, non-linéaire, de la turbulence hauturière. Des expériences numériques sont réalisées dans un canal zonal Est-Ouest avec des talus zonaux au Nord et au Sud du domine. Un champ turbulent force la circulation sur les talus. Il existe une forte asymétrie entre les talus Nord et Sud. Au Sud, l’opposition entre effet beta planétaire et l’effet beta topographique empêche l’énergie du forçage de pénétrer sur le talus. Au Nord, cette énergie se propage sur le talus à travers la radiation d’ondes CTW. Dans un deuxième temps, la circulation HF sur les talus est regardée dans des simulations haute résolution au l/12°de l’océan Atlantique Nord. La validation des simulations, par des observations satellite et in-situ, montre que la résolution du modèle n’est pas suffisante pour capturer le réalisme de la circulation à travers les talus. L’influence de l’énergie des vents HF est visible dans les régions de faible énergie turbulente et pour les périodes 2-10 jours. Pour des périodes plus longues la circulation sur le talus est contrôlée par les mouvements océaniques. Dans les zones de faible EKE et pour des périodes T > 10- l5 jours, le talus se comporte comme un guide d’ondes forcées par les mouvements du large. La stratification et les fortes pentes sont les paramètres physiques contraignant la propagation d’ondes sur les bords océaniques et, à l’Est, ces ondes sont une connection possible entre l’équateur et les moyennes latitudes
Ocean margin exchanges occur on continental slopes. In this study, the dynamics of these exchanges are forced by mesoscale turbulence in a period range of 2-90 days (High Frequency, HIF). In this area and for these time scales, the energy of the forcing (wind or off shore circulation) is converted into Coastal Trapped Waves (CTW). On the one hand, this study is interested in the transition between linear dynamic of continental slope and non-linear meso-scale turbulence. Numerical experiments were performed in a periodic zonal canal with North and South zonal continental slope. A meso-scale turbulent kid forced the slope circulation. There was a strong asymetrie between North and South slope. On the South, the forcing energy was stuck in the interior because of the opposition between the planetary beta effect and the topographic beta effect. On the North, this energy was radiated on the slope through CTW. On the other hand, the HF circulation is studied in high resolution simulation of the North Atlantic ocean at 1/12°. The model validation, utilising satellite and in-situ observations showed that the resolution was to coarse to simulate a realistic continental slope circulation. In weak eddy kinetic energy area and for period 2 ta days, the slope circulation was directly forced by HF wind. The circulation at longer period was driven by the ocean circulation. In weak eddy kinetic energy area and for period T > 10-15 days, the continental slope is a wave guide forced. By the off-shore circulation. The stratification and steep slopes drives the wave propagation. On the East Atlantic, those waves maybe a connection between the Equator and Mid-latitude

Une étude de la dynamique phytoplanctonique sur le plateau continental Atlantique français (PCAF) a été réalisée par l'identification pigmentaire en chromatographie liquide haute performance (HPLC) et un traitement des données par l'approche chémotaxonomique utilisant notamment le logiciel CHEMTAX. Le cycle phytoplanctonique du PCAF a pu être décrit au cours de cette étude. Sur le PCAF, les effets conjoints des vents, de la pluviosité et de l'ensoleillement déterminent la position des panaches fluviaux et leur capacité à exporter loin des côtes leurs propriétés physiques (température) et chimiques (sels nutritifs et salinité). Le stock de nutriments est rapidement épuisé dès l'hiver si les conditions sont favorables et une succession d'espèces se met en place précocement. Celle-ci est étroitement contrôlée par l'environnement physique et présente de ce fait une forte variabilité annuelle, en particulier en hiver et au printemps. Les diatomées sont présentes toute l'année dans les eaux du PCAF mais leur dominance est maximale en hiver et au printemps. La sectorisation diatomées-prymnésiophycées dans le sens côte-large a été mise en évidence en hiver, printemps et en début d'été. La fin de l'été est caractérisée par la forte dominance des cyanophycées (Synechococcus spp. Probablement) qui se développent à de très basses concentrations en nutriments et en conditions de forte stratification de la masse d'eau. Cette situation s'établit après une période de transition entre l'été et l'automne avec un changement brutal des populations phytoplanctoniques à l'issue duquel les cyanophycées peuvent alors représenter la moitié de la biomasse algale.

La croissance secondaire est à l'origine de l'accumulation de biomasse pérenne par les arbres et détermine en partie la capacité des écosystèmes forestiers à stocker du carbone. Cependant, les contraintes environnementales sur la croissance en milieu méditerranéen sont encore mal décrites et nous ne savons pas comment les changements climatiques futurs vont les modifier. L'objectif de la thèse est de déterminer, principalement à partir de l'étude de l'allocation du carbone à la croissance secondaire, les réponses fonctionnelles saisonnières et interannuelles du chêne vert (Quercus ilex L.) aux variations climatiques en région méditerranéenne. L'utilisation de différentes approches expérimentales, à des échelles spatiales allant du cerne à l'écosystème et à des échelles temporelles allant de la journée à plusieurs dizaines d'années, a permis de mettre en évidence l'effet de différentes contraintes environnementales (disponibilité en eau, réchauffement de la température, et densité du peuplement) sur la croissance secondaire et la composition isotopique du cerne. L'étude de la phénologie de la croissance montre que celle-ci est contrôlée directement par les températures hivernales et le déficit hydrique, plus que par la disponibilité en éléments carbonés issus de la photosynthèse. De 1968 à 2013, les changements climatiques ont entrainé une contrainte hydrique de plus en plus précoce qui s'est trouvée compensée par un début de croissance initié plus tôt dans l'année, sous l'effet du réchauffement des températures hivernales, et une meilleure efficacité d'utilisation de l'eau, sous l'effet de l'augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique. La réduction de la mortalité et l'augmentation de la croissance observée dans des parcelles éclaircies montre que cette pratique sylvicole permet de préparer les taillis de chêne vert à l'intensification de la sècheresse prévue pour la région méditerranéenne
Tree secondary growth is responsible for woody biomass accumulation and is a major component of carbon storage in forest ecosystems. Environmental constraints on secondary growth in Mediterranean ecosystems must, however, be described in more to details to better understand how they will be modified by climate change. This dissertation aims at studying the functional responses of Mediterranean holm oak (Quercus ilex) to seasonal and inter-annual climate variations through the study of carbon allocation to secondary growth. Different experimental approaches, at spatial scales ranging from tree rings to the ecosystem and at temporal scales from the day to several decades, were used to identify the main environmental constraints (water availability, temperature warming, competition) to secondary growth and carbon isotopic composition of tree rings. The phenology of stem growth shows evidence for a direct environmental control on annual growth by winter temperature and summer drought that is more limiting than the carbon supply from photosynthesis. Climate change from 1968 to 2013 resulted in earlier water limitation on secondary growth, which was compensated by earlier growth onset, due to warmer winter temperature, and higher water use efficiency, due to increased atmospheric CO2 concentration. Thinning reduced tree mortality and increased stem growth, so thinning management in old holm oak coppices could prepare the ecosystem to better withstand the increasing drought forecasted for the Mediterranean region

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre des études sur le cycle du carbone, notamment, le rôle de l'océan face à l'augmentation continue du dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique. L'océan absorbe 25% du CO2 atmosphérique et comporte des régions d'absorption du CO2 (puits) et de dégazage de CO2 (sources). L'Atlantique tropical est une source de CO2 encore mal connue. Afin de mieux documenter cette région, un réseau d'observations a été mis en place. En particulier, un capteur CO2 CARIOCA a été installé sur une bouée instrumentée à 6ﰂS, 10ﰂW depuis juin 2006 pour mesurer la fugacité du CO2 (fCO2) en surface. L'objectif de cette thèse est de comprendre les mécanismes physiques et biogéochimiques responsables de la variabilité de fCO2 observée à la bouée de 2006 à 2009. De juin à septembre la fCO2 est affectée par le déclenchement des upwellings équatorial et côtiers qui forment une langue d'eau froide qui se propage jusqu'à la bouée. La série temporelle de fCO2 présente une variabilité diurne, sur une large période de l'année, ainsi qu'une variabilité saisonnière liée à la dynamique des upwellings. La variabilité diurne s'explique par des processus thermodynamiques ou biologiques que j'ai étudiés à l'aide d'un modèle unidimensionnel. Les périodes dominées par les processus thermodynamiques sont observées principalement en dehors de la saison d'upwelling et sont caractérisées par un réchauffement important de la couche de mélange et des courants faibles. Les périodes biologiques sont caractérisées par un réchauffement moindre de la couche de mélange et un cycle diurne sur le carbone inorganique dissous (DIC). Les simulations montrent la nécessité d'un apport de nitrates en surface pour que l'activité biologique domine la variabilité de fCO2. L'étude de la série temporelle des paramètres physiques suggère une influence probable des ondes internes. Le mélange créé par ces ondes serait à l'origine de la source de nutritifs. La production communautaire nette (NCP) à ce site varie entre 0,17 et 0,77 μmol.kgﰁ1.jﰁ1, en accord avec les quelques mesures disponibles pour cette la région. La variabilité diurne a pu être étudiée avec un modèle unidimensionnel lors de périodes où l'advection est négligeable. A l'échelle saisonnière, l'advection horizontale affecte la distribution de fCO2 et des paramètres physiques. A l'aide de sorties d'un modèle tridimensionnel (DRAKKAR), l'origine de l'eau advectée à la bouée a été déterminée à partir de sa signature en salinité. Le modèle suggère que les eaux dessa- lées observées à la bouée proviennent essentiellement du nord-est du golfe de Guinée.

Le Sahel est une région caractérisée par une très forte variabilité intra-saisonnière des précipitations. Cette variabilité affecte fortement les écosystèmes durant la phase de croissance de la végétation. L’objectif de cette thèse est de caractériser cette variabilité à échelle locale à partir des relations entre les précipitations et la dynamique de la végétation, et d’identifier des indicateurs pertinents qui permettraient de mieux décrire cette variabilité dans chaque saison. Cette étude est effectuée dans le bassin versant du Ferlo, une région au nord du Sénégal. Une première partie est consacrée à la caractérisation des relations entre anomalies de pluie et croissance de la végétation à partir des données de télédétection spatiale TRMM3B42, RFE 2.0, SM-ECV (Soil Moisture) et LAI MODIS. Pour cela, le bassin versant du Ferlo est subdivisé en 9 sous-zones « entités homogènes », de même classe de couverture végétale et même type de sol. Sur chacune sont analysées les données de pluie des deux bases de données, l’humidité du sol et le LAI sur la période 2000 – 2010. Dans un second temps, à l’aide d’un modèle de végétation adapté à la région forcé par les pluies satellite, le LAI est simulé sur plusieurs entités et est comparé au LAI MODIS, en appliquant aux simulations les mêmes méthodologies que pour les observations. Les résultats de cette étude montrent une cohérence entre les variations des précipitations des deux bases de données et l’humidité du sol. Les variations du LAI sont plus fortement corrélées aux variations de l’humidité du sol qu’à celles de la pluie. Sur le Ferlo, on observe qu’il faut 2 semaines pour que la végétation réponde à une anomalie de pluie au cours de la saison des pluies. A l’échelle de la saison, la date de démarrage des pluies n’a pas d’incidence sur le maximum de LAI, contrairement à la durée et l’intensité des pauses de pluie. Les entités sur sol sableux (ferrugineux) présentent une meilleure sensibilité aux fluctuations de pluie que celles sur lithosol. De plus, sur les entités situées au Sud-Est, la densité de la végétation arbustive et arborée induit un cycle phénologique différent de celui des herbacées (décalage du maximum de LAI). Le modèle STEP, initialisé avec les données de pluie satellite, reproduit après ajustement la phase de croissance de la végétation dans les entités où les herbacées dominent. La réponse du LAI simulé aux anomalies de pluie est comparable à celles observées, confirmant l’interprétation des observations. Cette étude a permis de définir les paramètres les plus pertinents qui affectent la dynamique de la végétation mais aussi de mettre en évidence les capacités du modèle à décrire le cycle saisonnier de la végétation
The Sahel is characterized by a strong intra-seasonal variability of rainfall. This variability strongly affects ecosystems during the vegetation growth. The objective of this thesis is to characterize this variability at the local scale from the relationship between rainfall and vegetation dynamics, and to identify relevant indicators to better describe the variability in each season. This study is carried out in the Ferlo’s catchment, a basin located in northern Senegal. The first part is devoted to the characterization of the relationship between rainfall anomalies and growth of vegetation from remote sensing data TRMM3B42, RFE 2.0 SM-ECV (Soil Moisture) and MODIS LAI. Aiming that, the Ferlo basin is divided into 9 zones "homogeneous entity", in terms of vegetation cover class and soil type. For each one are analyzed the rain data from both databases, soil moisture and LAI over the period 2000-2010. In a second time, with a vegetation model adapted to the region forced by satellite rain fields, the LAI is simulated on several entities and is compared to the MODIS LAI, applying on the simulations the same methodologies as for observations. The results of this study show consistency between rainfall variations with both databases and soil moisture. The LAI variations are more strongly correlated with the soil moisture variations than with the rainfall. On the Ferlo, we observe that vegetation needs two weeks to respond to rainfall anomalies during the rainy season. At the season scale, the starting date of the rainy season does not affect the maximum LAI, unlike the duration and intensity of the dry spells. Entities located on sandy soil (ferruginous) have better sensitivity to rainfall fluctuations as those located on lithosoils. In addition, on entities located in the Southeast, the density of the shrub and tree vegetation induces a different phenological cycle than those of the herbaceous (lag of the maximum LAI). The model STEP, initialized with satellite rainfall data, reproduces after adjustment the vegetation growth stage in the entities where grassland dominates. The response of the simulated LAI to the rain anomalies is consistent with those observed, confirming the interpretation of observations. This study allowed to define the most relevant parameters that affect the dynamics of vegetation but also to highlight the capabilities of the model to describe the seasonal cycle of vegetation

Dans l’Océan Atlantique Tropical, de la variabilité aux échelles intra-saisonnières (2-50 jours) se manifeste en surface avec des périodes différentes selon leur origine dynamique le vent haute-fréquence ou les instabilités océaniques. L’analyse des données satellite de SI-A et SST, ainsi que d’une modèle numérique a permis de montrer un signal entre 20 et 50 jours qui domine la variabilité intra-saisonnière l’Ouest de 10°W dans l’Atlantique Tropical et correspondent à des ondes tropicales d’instabilité (TIW5). Deux régions de variabilité entre 20-50 jours ont pu être identifiées. La première est confinée dans une étroite bande équatoriale avec une structure en latitude correspondant à une onde de Yanaï à des périodes entre 25 et 35 jours. La deuxième est localisée de part et d’autre de l’équateur, où le TlWs présentent une structure cross-équatoriale plus complexe et plus variable dans le temps, ce qui suggère la présence de plusieurs ondes de Rossby intra-saisonnières avec des périodes entre 30 et 50 jours. Cette étude met ainsi en évidence la nature ondulatoire des TIWs et suggère que les TIWs résultent de la combinaison de plusieurs ondes équatoriales intra-saisonnières. Une étude numérique, en utilisant différents champs de vent comme forçages, révèle que les caractéristiques de la variabilité infra- saisonnière dans les couches supérieures de l’Atlantique Tropical sont fortement dépendantes du forçage du vent. Les vents haute- fréquence génèrent de la variabilité entre 2-10 jours qui diminuent de façon significative l’amplitude des TIWs dans la couche mélangée de surface, modifiant ainsi les caractéristiques de la variabilité intra-saisonnière de la SST
Lntra-seasonal variability with 2-50 days scales is present at the surface of Tropical Atlantic Ocean. This variability bas different periods depending on its dynamic origin : forced by the high-frequency wind or by the oceanic instabilities. Satellite observations as well as numerical model simulations analysis shows a dominate signal with periods between 20 and 50 days at west of 10°W in the Tropical Atlantic ocean, corresponding to the Tropical Instability Waves (T1W). Two regions of variability between 20 and 50 days have been identified. The first one is equatorially-trapped with a latitudinal structure corresponding to a Yanai wave with periods between 25 and 35 days. The second region is located north and south of the equator, with a complex cross-equatorial structure that varies in time. This suggests that several intra-seasonal Rossby waves at periods slightly higher than those of equatorial TlWs (30-50 days) are involved in the TlWs dynamics in off-equatorial regions. This study demonstrates that TlWs are principally composed by wave-pattern anomalies resulting from a combination of several intra-seasonal equatorial waves. A numerical study using different wind fields, shows that the characteristics of the intra-seasonal variability in the Tropical Atlantic upperlayers are strongly dependent of the wind forcing. The high-frequency winds generate a 2-10 day variability that diminishes significantly the TlWs amplitude in the surface mixed layer. Moreover this forcing modifies the intra-seasonal variability of the SST

Les marges continentales sont le réceptacle des apports continentaux et forment une zone tampon avec l'océan ouvert. D'importantes quantités de matière et d'énergie transitent sur ces marges sous l'effet d'un hydrodynamisme très actif. Ce travail est axé sur l'étude du transport advectif entre le plateau continental et le large, de la matière et du carbone organique particulaires. Les objectifs sont de fournir une quantification saisonnière et, si possible, annuelle des flux particulaires advectés et d'estimer l'importance des échanges côte-large dans les bilans globaux des marges par identification des principaux mécanismes responsables de ces échanges ainsi que leurs importances relatives. Trois sites en Méditerranée Nord ont été étudiés dans le cadre des programmes européens METRO-MED et MATER, il s'agit du Golfe du Lion, du Golfe de Thermai͏̈kos et du Plateau de Samothrace. Les données de huit campagnes océanographiques ont été utilisées. Elles couvrent, au minimum, les deux principales saisons hydrologiques: la période estivale stratifiée et la période hivernale non stratifiée. Les concentrations en matière et en carbone organique particulaires sont déduites des mesures optiques de transmission et de l'analyse d'échantillons d'eau. La circulation est estimée à partir du champ de courants géostrophiques. L'incertitude sur le transport, liée à l'erreur sur la prévision de la concentration en particules et à l'erreur sur les vitesses, a pu être évaluée. Les flux de matière particulaire résultent principalement des variations des flux d'eau plutôt que de celles de la concentration. Ces flux présentent une intensité maximale en hiver. Les apports particulaires allochtones et autochtones ainsi que l'intensité des processus d'échange entre le plateau et la pente, sur ces trois marges, présentent également une intensification hivernale. Les marges étudiées montrent des comportements différents quant aux échanges de matière et de carbone organique particulaire avec l'océan ouvert. Une compilation des bilans annuels estimés à partir des bilans saisonniers des marges en Méditerranée Nord, suggèrent que le Golfe du Lion exporte de la matière particulaire vers le large alors que les autres marges en importent
The continental margins are the receptacle of the continental inputs and form a buffer zone with the open ocean. Significant quantities of matter and energy transit on these margins under the effect of a very active hydrodynamism. This work focus on the study of advective transport between the continental shelf and the open ocean, of the paniculate matter and organic carbon. The objectives are to provide a seasonal and, if possible, annual quantification of advective paniculate flux and to consider the importance of the shelf-basin exchanges in the total budgets of the margins by identification of the principal mechanisms responsible for these exchanges and their relative importance. Three sites in the Northern Mediterranean were studied within the framework of the european programs METRO-MED and MATER: Gulf of Lions, Gulf of Thermaikos and the shelf of Samothrace. Data of eight oceanographic cruises were used. They cover, at least, the two principal hydrological seasons: the stratified summer period and the not stratified winter period Concentrations of paniculate organic carbon and matter are derived from light-transmission data and water sample analyses. The circulation is determined from the geostrophic current field. The uncertainty on the transport estimation, related to the error on the prediction of the particle concentrations and to the error on speeds, is assessed. Particulate matter flux result mainly from the water flux variations rather than from variations of paniculate matter concentration. These fluxes vary seasonally and present a maximum intensity in winter. Also the autochthonous and allochtonous paniculate inputs as well as the intensity of the exchange processes between the shelf and the basin, on these three margins present a winter intensification. The studied margins show different behaviours with regard to the exchanges from paniculate matter and organic carbon with the open ocean. A compilation of annual budgets estimated from the seasonal budgets of the margins in the Northern Mediterranean, suggest that the Gulf of Lions exports paniculate matter offshore whereas the other margins import matter

Caractérisé par une évolution saisonnière régulière des peuplements bactériens hétérotrophes et par l'absence de microflore entérique, le milieu marin subantarctique se prête bien aux travaux d'écologie microbienne. L'objectif de cette étude est de proposer un modèle descriptif de la dynamique saisonnière d'une communauté bactérioplanctonique. De multiples paramètres sont relevés (matière organique, numérations, biomasse, activité, caractères morpho-physiologiques et nutritionnels des souches isolées) ; ils permettent de calculer des indices synthétiques classiquement utilisés en écologie : la dominance, la régularité taxonomique et fonctionnelle, l'indice moyen d'utilisation des substrats, l'affinité assimilatrice et la capacité catabolique révèlent un peuplement non spécialisé et généralement peu diversifié. Deux années consécutives de prélèvements hebdomadaires ont permis de décrire différentes périodes caractéristiques relevées au cours d'un cycle annuel : la phase de croissance majeure débute en automne et s'achève en hiver, elle fait suite à une forte accumulation de matière organique particulaire durant l'été. Une forte dominance concomitante d'une plus faible régularité montre qu'un nombre réduit d'espèces (appartenant à l'ordre des Pseudomonadales) est à l'origine de l'augmentation du nombre de germes de 2 à 4 puissances de dix. L'application d'une méthode de groupement hiérarchique (WPGM) aux germes isolés pendant une phase de croissance révèle la succession de trois groupes respectivement composés de bactéries pigmentées (Flavobacterium, Xanthomonas, Cytophaga), de bacilles gram- très mobiles (Pseudomonas) et de Neisseriaceae. Toutefois, cette dernière famille pourrait correspondre à des formes de résistance des Pseudomonales ressemblant à des cocci gram-. A la fin de l'hiver et plus généralement en dehors des phases de croissance, l'indice de dominance décroît alors qu'augmentent les indices de régularité. Cette situation semble typique d'un environnement moins favorable. L'ordre des Pseudomonadales reste dominant mais certains genres aux capacités nutritionnelles accrues sont fréquemment isolés (Micrococcaceae, Bacillaceae, Vibrionaceae).

Ovins et caprins connaissent au cours de l’année des périodes de fertilité et d’infertilité pesant fortement sur les élevages, avec des conséquences sur l’organisation du travail et la disponibilité des productions. Des recherches visant à contrôler et maîtriser la reproduction des petits ruminants sont développées afin de s’affranchir de ces contraintes saisonnières. Elles portent actuellement sur l’utilisation des signaux socio-sexuels, comme une alternative aux traitements lumineux et hormonaux largement utilisés par les agriculteurs pour induire et synchroniser l’ovulation des femelles, mais présentant des problèmes sanitaires, environnementaux et sociétaux. « L’effet mâle », qui consiste en la réactivation de l’ovulation suite à l’introduction d’un mâle parmi des femelles en repos sexuel, est incontestablement une solution d’avenir intéressante pour la transformation des élevages actuels vers l’utilisation de techniques moins coûteuses, sans incidence sur l’environnement et favorisant le bien-être animal. En poursuivant l’objectif d’extraire l’éleveur de cette contrainte saisonnière, la recherche agronomique révolutionne un schéma millénaire. Plus de 10 500 ans nous séparent des premiers moutons domestiques. Le caractère saisonnier des naissances a pu peser fortement sur les élevages préhistoriques. Précisément, qu’en était-il ? L’archéozoologie est en mesure d’écrire cette histoire : elle utilise la biogéochimie isotopique pour lire dans les dents des animaux une information relative à leur saison de naissance. L’état des connaissances sur les moutons européens du VIe au IIIe millénaire avant notre ère confirme des naissances saisonnées, survenant sur 3 à 4 mois, plus tardivement aux latitudes élevées (59°N) qu’aux latitudes moyennes (43 à 48°N). La poursuite de cette recherche devrait permettre de renforcer ces schémas globaux contraints par l’environnement, et de préciser une variabilité imputable à des choix techniques. En décrivant cette trajectoire depuis les premiers temps de la domestication, l’archéozoologie replace la recherche agronomique dans une perspective de très longue durée. En outre, elle aidera peut-être à comprendre pourquoi la domestication a atténué mais n’a pas réussi à faire disparaître le saisonnement physiologique de la reproduction chez les ovins domestiques.