Letteratura scientifica selezionata sul tema "Inversions de température"

Le tilapia du Nil est une espèce aquacole majeure dont la gamétogénèse est fortement modulée par la température. Ainsi, de nombreux travaux ont été consacrés à l’étude de l’influence des traitements thermiques sur la spermatogénèse chez cette espèce. Le présent article a pour objectif de faire un état des connaissances de l’influence de la température sur la spermatogénèse chez le tilapia du Nil. Les connaissances disponibles sur l’organisation testiculaire, l’évolution des cellules germinales et le rôle des cellules somatiques chez le tilapia de Nil ont d’abord été présentées. Les travaux relatifs aux effets de la température sur la spermatogénèse chez cette espèce ont ensuite été synthétisés à quatre niveaux à savoir l’influence des basses températures (≤ 20°C), les hautes températures (35°C) chez les mâles matures, les hautes températures de masculinisation (36°C) et les hautes températures stérilisantes (37°C). Les différents travaux concordent avec le fait que les basses températures compromettent l’évolution de la spermatogénèse chez le tilapia du Nil tandis que les hautes températures accélèrent la spermatogénèse chez les mâles matures. Il ressort également que l’influence des traitements thermiques d’inversions sexuelles ou de stérilisations sur les cellules germinales, serait corrélée avec la variabilité inter ou intra souche de la thermosensibilité de la différenciation sexuelle. English title: Influence of temperature on Nile tilapia spermatogenesis, Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758): a synthesis Temperature highly modulates gametogenesis of a Nile tilapia which is the major aquaculture species. Many studies have therefore been devoted to studying the influence of thermal treatments on spermatogenesis in this species. This article reviews what is known about the influence of temperature on spermatogenesis in Nile tilapia. Available knowledge on the testicular organization, germ cells evolution and the role of somatic cells in Nile tilapia was first presented. Studies on the effect of temperature on spermatogenesis in this species was then synthesized at four levels, namely the influence of low temperatures (≤ 20°C), high temperatures (35°C) in mature males, masculinization high temperatures (36°C) and high sterilizing temperatures (37°C). The various studies were consistent with the fact that low temperatures compromise the evolution of spermatogenesis in Nile tilapia, while high temperatures accelerate spermatogenesis in mature males. It is also evident that influence of heat treatments for sexual inversion or sterilization would be correlated with inter or intra-strain variability of thermosensivity in sexual differentiation.

Canicules et fortes chaleurs induisent un stress thermique potentiellement accru en milieu urbain. Nous examinons ici la combinaison de ces différents éléments à Dijon, à partir d’un réseau dense de stations avec des mesures horaires sur la période 2014-2021. Pour cela, nous mettons en œuvre une analyse (i) de la circulation atmosphérique synoptique et locale et (ii) des déterminants géophysiques (occupation du sol et topographie). Les cinq canicules détectées persistent 4 à 5 jours et sont associées à des situations de blocage atmosphérique de large échelle favorisant le développement d’inversions thermiques. Sur les 24 nuits étudiées : 60% sont caractérisées par un Îlot de Chaleur Urbain (ICU) excédant +3°C, une inversion thermique souvent supérieure à 0,5°C/100 m et un vent faible (<2 m/s); 30% par un ICU plafonnant à +2°C, un gradient adiabatique et un vent non négligeable (>2 m/s); 10% par un faible ICU, une faible inversion thermique et des conditions de vent variables. Des statistiques comparables sont obtenues par jours de fortes chaleurs (105 jours). Canicules et fortes chaleurs sont associées à deux structures contrastées en fonction des conditions de vent. Un vent non négligeable (>2 m/s) contribue à ventiler l’excès de chaleur de la ville et à limiter le contrôle de la topographie. En résultent des températures très homogènes sur l’ensemble de l’aire d’étude. Au contraire, un vent faible (<2 m/s) maximise le contrôle de l’occupation du sol et de la topographie sur la température de l’air. En résulte un excès de chaleur en ville. La plaine, à l’est, est relativement plus fraîche que le plateau à l’ouest, de même qu’un axe traversant l’agglomération le long du talweg et du cours d’eau (vallée de l’Ouche). Cet axe frais naturel limite l’ICU ou, a minima, favorise de relatifs Îlots de Fraîcheur Urbains nocturnes. Cette étude montre la pertinence de l’analyse combinée d’un réseau de mesures de la température de l’air, de la circulation atmosphérique et des descripteurs géophysiques pour mettre à jour les déterminants de la température de l’air et la spatialiser.

Entre les marges sèches de la Pampa et les Andes s'inscrit une région sub-aride, ancienne province chilienne du Cuyo qui regroupe aujourd'hui les provinces argentines de Mendoza, San Juan et San Luis. Au pied de la précordillère et des blocs soulevés, l'utilisation rationnelle des eaux de rivières allogènes à régime nival de montagne a permis l'irrigation de plus de 400.000 hectares de vignobles, vergers et cultures maraîchères. Trois grandes oasis se partagent ces espaces valorisés. Distribuées le long de l'étroite frange piémontaise sur une distance d'environ 500 km, les conditions climatiques offrent localement des nuances qu'on a cru bon de souligner et de décrire dans cet article. Les deux premières parties établissent les constantes climatiques ; les deux dernières font état des contraintes qui pèsent sur ces oasis. Une fois mis en place les principaux éléments qui composent le milieu désertique, l'auteur esquisse rapidement les grands traits de la circulation atmosphérique et du régime pluviométrique propre à cette région de l'Argentine. En partant de données précises, il établit ensuite le bilan hydrique et les indices d'évapotranspiration potentielle qui lui permettront de distinguer les nuances de l'aridité dans le piémont du Cuyo. Au niveau des contraintes, des gelées précoces ou tardives provoquées par des remontées de fronts froids ou encore par des inversions de températures compromettent régulièrement la production agricole, surtout dans l'oasis de San Rafaël, la plus australe ; les risques sont moins grands dans celle de Mendoza et, à San Juan, ils deviennent même très marginaux. Contre cette menace pérenne, il n'existe guère de système de défense efficace. Plus spectaculaires, les chutes de grêle, aussi dévastatrices qu'imprévisibles, grèvent lourdement les récoltes certaines années. Parmi les méthodes préventives, l'installation de grilles flexibles de fil de fer semblent avoir fourni des preuves concluantes sur leur utilité. Malheureusement les coûts de mise en place en freinent considérablement la diffusion. On doit donc se contenter d'une formule compensatoire, l’assurance-Récolte, Provinciale, dont les effets rétroactifs et partiels sont loin d'être adéquats.

La détermination sexuelle chez les vertèbres repose sur différents mécanismes génétiques et epigenetiques. Chez les vertebres hétérothermes, la détermination du sexe de l'embryon ou de la larve par la température existe dans de nombreuses espèces. Chez l'amphibien pleurodèles waltl, une température d'élevage de 32c inverse le sexe des larves femelles génétiques. Cette inversion est fonctionnelle et permet ainsi l'obtention de thermoneomales phénotypiques. Nous avons étudié les bases génétiques de la détermination du sexe chez le pleurodèle en recherchant des gènes homologues de sry, déterminant testiculaire des mammifères. Une séquence sox (sry-box containing gène) a été clonée chez le pleurodèle mais elle ne joue sans doute aucun rôle dans la détermination sexuelle. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'activité de l'aromatase chez le pleurodèle. La régulation de l'expression de cette enzyme, qui catalyse la conversion des androgènes en strogenes, constitue un événement-clef de la différenciation sexuelle chez les vertebres hétérothermes. L'activité aromatase a été étudiée dans les conditions de différenciation sexuelle normale et sous l'effet de traitements thermiques et hormonaux. Des traitements de larves en cours de différenciation sexuelle par divers inhibiteurs, comme des inhibiteurs de l'aromatase, ou d'hormones, comme l'stradiol et la dihydrotestosterone, ont également été entrepris. Les résultats obtenus montrent le rôle primordial de l'stradiol et de l'aromatase dans la différenciation sexuelle chez le pleurodèle. La dihydrotestosterone pourrait également intervenir de façon importante dans la différenciation male.

L'Arctique se réchauffe deux à trois fois plus vite que le reste de la Terre, et c'est donc une zone d'étude cruciale des sciences de l'atmosphère. Cette thèse a pour but d'étudier deux caractéristiques de la couche limite de l'Arctique (les nuages et les inversions de température en surface) et de déterminer leur impact sur le bilan d'énergie de surface en combinant observations et modélisation. Tout d'abord, une nouvelle statistique des caractéristiques nuageuses au-dessus de la banquise a été dérivée d'un ensemble de 1777 profils lidar obtenus au cours de la campagne Ice, Atmosphere, Ocean Observation Systems (IAOOS). Lors de cette campagne, les nuages étaient présents plus de 85% du temps de mai à octobre et l'épaisseur (optique et géométrique) des couches de nuages individuelles était maximale en octobre. Le forçage radiatif total des nuages en été a été était négatif pour les nuages optiquement minces, mais positif pour les nuages optiquement épais. Deuxièmement, l'impact des vitesses de vent sur le développement des inversions de température en surface en Arctique continental a été étudié. L'analyse des mesures de la campagne pré-ALPACA, qui a eu lieu à Fairbanks, Alaska, en hiver 2019, a montré qu'une circulation locale se renforce en conditions anticycloniques. Cet écoulement inhibe le développement de fortes inversions de température en alimentant la turbulence, même lorsque le refroidissement radiatif est très fort. La modélisation des inversions de température en conditions de ciel clair en lien avec la vitesse du vent a ensuite été étudiée, plus particulièrement en zones de couvert forestier. Un modèle analytique à deux couches de la couche de surface végétalisée a été développé. Ce modèle prévoit une diminution plus lente du gradient de température en fonction de la vitesse du vent par rapport à un modèle à une seul couche, et il est cohérent avec les observations menées à un site du réseau Ameriflux près de Fairbanks. En revanche, deux schémas de couche de surface de WRF se sont avérés imposer des limites excessives à la turbulence
The Arctic is warming at two to three times as fast as the rest of the Earth, and it is therefore a crucial area of study for atmospheric scientists. This thesis aimed to gain insight on two characteristics of the Arctic boundary-layer (clouds and surface based temperature inversions) and to determine their impact on the surface energy balance through a combination of novel measurements and modelling. First, a novel statistic of cloud frequency and characteristics over the Arctic sea-ice was derived from a set of 1777 lidar profiles obtained during the 5-year Ice, Atmosphere, Ocean Observation Systems (IAOOS) campaign. Clouds were found to occur more than 85% of the time from May to October and single cloud layers were optically and geometrically thickest in October. Total cloud radiative forcing over a typical summer cycle was estimated to be negative for optically thin clouds, but positive for optically thick clouds. Second, the impact of wind speeds on the development of surface-based temperature inversions (SBIs) in the continental Arctic was investigated. The analysis of measurements from the pre-ALPACA winter 2019 campaign that took place in Fairbanks, Alaska, showed that a local, likely topographically driven flow developed under anticyclonic conditions. This flow inhibited the development of strong SBIs by sustaining significant turbulence even under very strong radiative cooling. The modelling of clear-sky surface layer temperature inversions and their dependence on wind speed was then studied, with a focus on forest areas. A 2-layer analytical model of the vegetated surface layer was developed. This model exhibited a slower decrease of the SBI strength with wind speed compared to a 1-layer model, which was shown to be coherent with observations at an Ameriflux site close to Fairbanks. These models were then compared to two WRF surface layer schemes, which were found to place excessive limits on the turbulence, preventing the development of large temperature gradients

De nouvelles données paléomagnétiques ont été acquises dans le massif des Ardennes et Artois (Nord de la France et du Sud de la Belgique). Les calcaires dévoniens'et carbonifères présentent deux composantes de réaimantation portées par de la magnétite et la pyrrothite : une composante de basse température enregistrée au cours des dernières phases de plissement et une composante de haute température acquise au début des déformations. Des réaimantations post- et syn-pli sont également observables dans les grès rouges du Dévonien inférieur à hématite. Les directions des vecteurs paléomagnétiques sont principalement contrôlées par l'orientation des structures varisques. Les rotations dans les Ardennes sont limitées à des couloirs étroits qui sont le résultat de transtension locale. Les rotations dans l'Artois sont le résultat d'un raccourcissement oblique à la marge de continent. La chaîne de chevauchements des Ardennes et l' Artois n'a ainsi pas subi de rotation d'ensemble par rapport au Laurussia.

Ce travail porte sur la résolution d'un problème inverse de conduction de la chaleur. Il s'agit de l'estimation des températures sur la paroi interne d'un corps cylindrique à partir d'un nombre restreint d'observations de température en paroi externe. Nous construisons dans une première partie différents types de modèles directs susceptibles de nous aider à résoudre ce problème de mesure : modèle direct analytique, numérique et paramétrique. Les résultats prometteurs de l'estimation du profil de températures à l'intérieur du corps en utilisant des modèles paramétriques de comportement motivent l'étude plus approfondie de ces dernières. Par ailleurs, des travaux antérieurs qui portent sur d'autres applications avaient démontré que l'utilisation des fonctions paramétriques de comportement comme modèle direct peut conduire à des résultats très performants. La deuxième partie du travail est dédiée à la construction et à la discrimination entre plusieurs fonctions paramétriques candidates. Nous avançons quelques notions théoriques en vue de la construction des fonctions modèles. Nous démontrons l'intérêt de choisir une fonction modèle suivant l'objectif d'inversion dicté par l'application : estimation des paramètres, de la fonction modèle aux "points" inaccessihles ou d'une autre fonction des paramètres. Les critères proposés choisissent le "meilleur" modèle pour un objectif d'inversion fixé utilisant la notion d'information apportée par une expérience. Ces modèles de comportement pouraient être integrés dans les instruments de mesure utilisés dans l'évaluation non-destructive des températures ou d'autres grandeurs physiques
The general context of this work is the non-linear reconstruction of a mesurand or so-called the non-linear inverse problem with a very small data set. We are concerned with an inverse problem of heat conduction that deals with the determination of the internaI temperature from measured temperatures outside a heat conducting body. Ln order to solve this measurement problem, we propose different modelling techniques: analytical, numerical and the tehnique using external parametric models. Good existing results obtained from parametric estimation of temperature profiles lead us to study more deeply the external parametric models. Previous work has also demonstrated the interest of parametric functions as forward model for other applications. Those functions are simple to implement and result in good pelformance of the inversion process. We study the problem of construction of some candidates for parametric models. The discrimination between candidates is studied. Some theoretical notions for construction of parametric functions are advanced. We demonstrate that the choice of the parametric function depends on the significant quantity to estimate. This quantity could be the parameter vector, the model function in some points "inaccessible" to observation or an other parametric function. The proposed criteria choose the "best" function with respect to the inversion goal using the information gained in the experiment. The best model will be specific to the measurement goal and must be "sufficiently" close to real observations. Instruments for temperature measurement or other physical quantities measurement could include this type of model

Grâce aux progrès expérimentaux permettant d'étudier deux phénotypes qui sont d'un intérêt majeur dans la compréhension des capacités d'adaptation d'A. gambiae s.s. à son environnement. Les différences de résistance à la dessiccation mises en évidence entre les différents caryotypes liés à l'inversion chromosomique 2La et entre les formes moléculaires M et S offrent des pistes intéressantes pour l'identification de facteurs génétiques impliqués dans la divergence écologique au sein de ce complexe d'espèces
Thanks to progress in sequencing, the genomes of many organisms are known and available. Thus, functional genomics, the elucidation of gene function in sequenced genome, is currently booming. However, there is a gap between our growing knowledge in genetic and the current sparse information on phentoypic data ( "phenotype gap"). All organisms whose genome has been sequenced are facing this problem, including Anopheles gambiae.Anopheles gambiae sensu lato is a complex of sibling species, indistinguishable from a morphological point of view, present on almost the entire African continent. A. gambiae demonstrates an extreme environmental ubiquity and the characterization of phenotypes associated with adaptation to varying environments as well as the identification of genes involved in this adaptation is one of the main research axes in the post-genome area of this major malaria vector.We have studied some phenotypes associated with aridity and temperature in the nominal species of the A. gambiae complex. These two parameters are discriminent in the distribution of molecular forms and chromosomal inversions that characterize this species and may be involved in ecological divergence and speciation. We first measured desiccation resistance of adult mosquitoes of A. gambiae s.s. and we then studied the preferred temperatures of larvae in a choice device set-up (the shuttlebox). We compared the thermoregulation behavior and thermal preferences of a laboratory strain with field larvae of A. gambiae s.s. We also presented preliminary data on the preferred temperatures measured in field larvae of the S and M molecular forms.From a technical point of view, we improved an existing device for testing the survival of mosquitoes in highly desiccated conditions by coupling it with a video surveillance system, which help to increase the accuracy in determining the survival time, to avoid disturbing the system during the experiment and allow to test relatively large numbers of individuals. This study revealed a significant association between the 2La chromosomal inversion and resistance to desiccation in A. gambiae and highlighted the role of body size in the survival of this mosquito in dry environments.We also adapted a new device to study experimentally the thermopreference of A. gambiae s.s. larvae. The results showed that laboratory larvae and field M molecular form larvae had similar thermal preferences, consistent with the values of temperature usually found in natural breeding sites. In addition, the S molecular form larvae from southern Cameroon had preferences similar to those of northern Cameroon, regardless of karyotypes related to chromosomal inversions. In addition, the comparison of data for the M and S molecular forms larvae revealed that there was no significant difference in thermal preferences or in thermoregulatory behavior.Our results have contributed to the development of two experimental devices to study two phenotypes that are of major interest in understanding the adaptation of A. gambiae s.s. to its environment. The differences in desiccation resistance between the different karyotypes associated with the 2La chromosomal inversion and between the M and S molecular forms offer interesting new possibilities for the identification of genetic factors involved in their ecological divergence

Dans les procédés de mise en oeuvre des élastomères, la maîtrise de la cuisson des pièces est un enjeu important non seulement pour garantir la qualité dimensionnelle et mécanique des pièces mais aussi pour diminuer les temps d’immobilisation des outillages et réduire les consommations énergétiques. Les études qui portent sur la mise en oeuvre des élastomères montrent que la bonne prédiction des phénomènes thermocinétiques passe par une caractérisation précise des propriétés thermiques des mélanges à base de caoutchouc. Ce travail de thèse a pour objectif de développement d’un outil de mesure des propriétés thermiques du matériau dans les conditions de mise en oeuvre industrielles, c'est‐à‐dire dans les gammes de températures et pressions usitées. Après une présentation de l’état de l’art dans le premier chapitre, nous présentons dans le deuxième chapitre, les résultats de la caractérisation thermique et cinétique du mélange étudié, par les moyens de laboratoire. Le troisième chapitre est dédié à la conception et la réalisation du montage expérimental mis en place pour l’étude en montrant notamment les techniques utilisées pour le contrôle de la température et de la pression. Les mesures thermiques fines sont faites par une instrumentation originale dont la conception et la réalisation sont détaillées dans le quatrième chapitre. Les mesures issues du dispositif expérimental conçu et les résultats des estimations des divers paramètres thermiques en régime stationnaire et en régime transitoire font l’objet du dernier chapitre
In rubber compounds processing, mastery of parts vulcanisation is of great importance in order to ensure dimensional and mechanical qualities of the parts and to reducing the cycle time. Studies dealing with the rubber vulcanisation show that a good prediction of the thermokinetic phenomena requires accurate thermal properties measurements of the rubbers compounds. The aim of the present work is the development of a thermal properties measurement tool under industrial processing conditions in pressure and temperature. Following the state of art presented in chapter 1, we present, in chapter 2, a thermal and kinetic characterization of the studied rubber compound with laboratory devices. Chapter 3 deals with the design and the manufacturing of the experimental device with a detailed presentation of the temperature and pressures regulation systems. Thermal measurements are performed with an original instrumentation detailed in chapter 4. Measurements issued from the experimental device and the results of the thermal parameters estimation are presented and discussed in chapter 5

La haute atmosphère, et plus précisément la région appelée MLT (Mesosphere Lower Thermosphere) qui se situeentre 60 et 110 km d'altitude, est le siège de processus divers (chimiques, radiatifs, dynamiques) dont l'étudeest cruciale pour la compréhension du climat et le développement des futurs modèles climatiques. Cette régionse caractérise entre autres par l'émission nocturne du rayonnement provenant d'atomes et de molécules (rayonnementnightglow) et permettant, grâce à l'observation au niveau du sol ou à partir de plateformes satellitaires,d'obtenir des informations sur ces processus. Il apparaît donc un grand intérêt à l'étude du rayonnement nightglow : l'observation des phénomènesimpactant le rayonnement dans la MLT avec pour finalité la compréhension du climat.L’objet de la thèse consiste à étudier les divers phénomènes dynamiques impliqués dans la variabilitédu rayonnement émis dans la MLT par l'espèce OH, qui est un des traceurs de la dynamique locale.Une campagne de mesure a été réalisé en collaboration avec le Latmos (Laboratoire atmosphères, milieux, observationsspatiales) et l’IMCCE (Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides) à l’Observatoirede Haute-Provence durant la nuit du 12 au 13 décembre 2017 concordant avec le pic d’activité des Géminides(chute de météores). Une caméra InGaAs SWIR (Short-Wave InfraRed) a imagé le rayonnement émis par lamolécule OH à 87 km d’altitude. Un lidar Rayleigh a permis de mesurer le profil de température en fonction de l'altitude et du temps et un réseau de microbaromètres a mesuré les fluctuations de pressions au sol.Le travail réalisé est concentré sur la détection et la propagation des infrasons dans la basse thermosphère produit à la surface et la propagation des ondes de gravité à travers la mésosphère perturbée lors d’une inversion mésosphérique.Le travail entrepris a permis de montrer l'impact important de l'inversion sur la propagation verticale des ondes de gravité et sur l'activité infrasonique
The upper atmosphere, and more specifically the region called MLT (Mesosphere Lower Thermosphere) which is situatedbetween 60 and 110 km in altitude, is the seat of various processes (chemical, radiative, dynamic) whose studyis crucial for the understanding of climate and the development of future climate models. This regionis characterized, among other things, by the nocturnal emission of radiation from atoms and molecules (radiationnightglow) and allowing, thanks to observation at ground level or from satellite platforms,to obtain information on these processes. There is therefore a great interest in the study of nightglow radiation : the observation of the phenomenaimpacting radiation in the MLT with the goal of understanding climate.The purpose of the thesis is to study the various dynamic phenomena involved in the variabilityof the radiation emitted in the MLT by the OH species, which is one of the tracers of the local dynamics.A measurement campaign was carried out in collaboration with Latmos (Laboratory of Atmospheres, Environments, Observations, etc.).and IMCCE (Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides) at the Haute-Provence observatoryduring the night of December 12 to 13, 2017 corresponding to the peak of activity of the Geminides.(meteor shower). An InGaAs SWIR (Short-Wave InfRared) camera imaged the radiation emitted by theOH molecule at an altitude of 87 km. A Rayleigh lidar measured the temperature profile as a function of altitude and time and an array of microbarometers measured fluctuations in ground pressure.The work is focused on the detection and propagation of infrasound in the lower thermosphere produced at the surface and the propagation of gravity waves through the disturbed mesosphere during a mesospheric inversion.The work undertaken has shown the important impact of the inversion on the vertical propagation of gravity waves and on the infrasound activity

The soil temperature is an essential parameter for the energy balance of the earth. Many methods have been developed to determine summer surface temperature, but the determination in the presence of snow is an ill-conditioned problem since it requires the differentiation of several temperatures (surface of snow, temperature gradient within the snowpack and temperature at the snow/soil interface). Our project was motivated by the need to improve the estimation of soil temperature, within the first centimeters of soil, under the snowpack.The passive microwave remote sensing could provide this information. We showed the potential of the passive microwave brightness temperature inversion at 10 GHz (derived from AMSR-E, version V5) for the estimation of the soil temperature by using a physical multilayer snow model (SNTHERM) coupled with a snow microwave emission model (HUT).The snow model is driven with measurements from meteorological stations (air temperature, precipitation, air relative humidity, wind speed) and data generated by the NARR meteorological reanalysis.The coupled model is validated with in-situ measurements and the retrieved soil temperatures are compared to those derived from the snow model and NARR.The overall root mean square error in the soil temperature retrieval is 3.29 K, which is lower than the error derived from models without the use of remote sensing. This validation must consider the fact that we are comparing temperatures from a point station to that corresponding to an area of 25 x 25 km on the satellite scale. We also show the possibility of mapping the soil temperature. This original procedure constitutes a very promising tool to characterize the soil under snow (frozen or not), as well as its evolution in locations where measurements are unavailable

Le principal objectif de ce travail de thèse est d'étudier la faisabilité de restitution des profils atmosphériques de température et d'humidité au-dessus des surfaces continentales à partir des mesures des sondeurs micro-onde passives et principalement des mesures AMSU-A et –B. En effet, si les mesures AMSU sont assimilées de façon opérationnelle au-dessus des océans, elles restent cependant, insuffisamment exploitées au-dessus des continents. L'émissivité des continents est souvent élevée (proche de 1.0) et très variable avec les caractéristiques de la surface. Par conséquent, il est difficile de séparer les contributions relatives de la surface et de l'atmosphère aux rayonnements mesurés par les capteurs satellites. Pour cette raison, une partie importante de ce travail a été consacrée à l'estimation de l'émissivité de surface aux fréquences AMSU (23-150 GHz) et aux angles d'observation de ces instruments (de -58° à +58° par rapport au nadir). Les calculs de l'émissivité de surface ont été menés sur le globe en utilisant les données non nuageuses de l'année 2000. Les émissivités AMSU ainsi obtenues ont été évaluées en examinant leurs dépendances angulaires et spectrales et par comparaison aux émissivités SSM/I. Toutes ces analyses ont permis le développement d'une paramétrisation de l'émissivité de surface valable pour des fréquences allant de 23 à 150 GHz et pour des angles d'observation satellite pouvant atteindre 58°. Par la suite et avec une bonne connaissance de la surface (émissivité et température de surface), la faisabilité de l'inversion des profils de température et d'humidité atmosphériques à partir des observations AMSU a été étudiée en réalisant une étude de contenu en information. Cette étude a montré que les mesures issues des instruments AMSU quand elles sont combinées avec des estimations fiables de l'émissivité et de la température de surface, permettent l'amélioration des restitutions de température et d'humidité atmosphériques surtout dans les basses couches.

La moyenne atmosphère s'étend de 10 à 90 km et englobe à la fois la stratosphère (10 à 50 km) et la mésosphère (50 à 90 km). L'équilibre présent dans la moyenne atmosphère est le résultat de la propagation verticale d'ondes atmosphériques de petites et grandes échelles redistribuant le moment angulaire à travers l'atmosphère. Ces ondes perturbent notablement le flux moyen lorsqu'elles se brisent, déposant ainsi leur quantité de mouvement et leur énergie, ce qui impacte la circulation générale. De plus, cette interaction onde-écoulement moyen est responsable de l'existence de phénomènes régissant la variabilité observée dans la moyenne atmosphère. Notamment, les deux plus marquants sont les échauffements stratosphériques soudains (ESSs) et les inversions de température mésosphériques (ITMs). Plus spécifiquement, les ESSs se manifestent en hiver par une augmentation de la température de la calotte polaire (40 à 60 K) et un affaiblissement du vortex polaire pouvant même inverser les vents d'ouest pour les cas les plus extrêmes. Un vortex polaire perturbé peut ensuite influencer la météo troposphérique au cours des mois suivants en générant, par exemple, des vagues de froid intenses. Les ITMs représentent une augmentation inattendue de la température (10 à 50 K) se produisant dans la mésosphère pendant plusieurs jours et s'étendant sur des milliers de kilomètres. De plus, les ITMs peuvent poser des problèmes importants pour la rentrée en toute sécurité des fusées, des navettes spatiales ou des missiles dans l'atmosphère suscitant davantage d'intérêt pour cet événement. Ainsi, pendant de nombreuses années, ces deux phénomènes ont été étudiés par la communauté scientifique cherchant à comprendre leur mécanisme d'apparition et leurs effets sur l'atmosphère. L'émergence de la technologie LiDAR et l'amélioration des produits de réanalyse archivant le climat passé ont rendu leur étude plus accessible.Dans cette thèse, l'objectif est d'apporter des avancées dans la compréhension et la description des phénomènes ESS et ITM grâce à de nouvelles observations LiDAR acquises à l'Observatoire de Haute-Provence (44°N, 6°E) et à la dernière génération de produit de réanalyse, ERA5, couvrant la période de 1940 à aujourd'hui. Pour commencer notre étude de ces phénomènes à travers les données ERA5, nous avons initialement évalué la capacité d'ERA5 à reproduire la variabilité dans la moyenne atmosphère en la comparant aux observations LiDAR. Nous avons constaté que la variabilité stratosphérique observée pendant l'hiver, y compris celle générée par les ESSs, est reproduite avec précision dans la réanalyse ERA5. Cependant, le modèle ne parvient pas à reproduire cette précision à la fois dans la stratosphère d'été et dans la mésosphère, quelle que soit la saison, en raison soit de l'absence ou de la simulation imprécise des événements ITMs. De plus, nous présentons de nouvelles observations de la température et du vent co-localisées pendant les événements ITMs et évaluons comment ERA5 simule le vent en présence de ITMs. Une décélération du vent se produit dans la même gamme d'altitude que l'augmentation de la température, ce qui confirme le rôle des ondes de gravité dans l'apparition de ce phénomène. À la lumière de ces résultats, la réanalyse ERA5 contenue dans la stratosphère et la troposphère a été utilisée exclusivement pour étudier, premièrement, les principaux déroulés de la stratosphère d'hiver modulés par le timing des ESSs, et ensuite, leurs liens verticaux tout au long des mois d'hiver. De manière intéressante, nous avons découvert qu'en hiver dans l'hémisphère nord, la stratosphère suit quatre scénarios distincts qui présentent des couplages stratosphère-troposphère différents. Notamment, nous avons identifié des précurseurs de surface notables associés à ces scénarios qui pourraient potentiellement avoir des applications pour la prévision saisonnière
The middle atmosphere spans from 10 to 90 km and comprises the stratosphere (10 to 50 km) and the mesosphere (50 to 90 km). The equilibrium in the middle atmosphere results from the vertical propagation of small- and large-scale atmospheric waves redistributing the angular momentum across the atmosphere. These waves notably perturb the mean flow when they break, depositing their momentum and energy impacting the general circulation. Moreover, this wave-mean flow interaction is responsible for phenomena governing the observed variability in the middle atmosphere. Notably, the two most dramatic are the sudden stratospheric warmings (SSWs) and the mesospheric inversion layers (MILs). Specifically, SSWs manifest in winter by increasing the polar cap temperature (40 to 60 K) and weakening the polar vortex, which can reverse the westerly winds for the most extreme cases. A perturbed polar vortex can then impact the tropospheric weather in the following months by generating, for instance, severe cold air outbreaks. MILs represent an unexpected increase in temperature (10 to 50 K) occurring in the mesosphere, lasting several days and spanning thousands of kilometers. Moreover, MILs can represent significant issues for the safe reentry of rockets, space shuttles, or missiles into the atmosphere, sparking more interest in this phenomenon. For many years, the scientific community has investigated these two phenomena to understand their mechanism of occurrence and their effects on the atmosphere. The emergence of LiDAR technology and improved reanalysis products archiving the past climate has made their study more accessible.In this thesis, the objective is to make advancements in the understanding and the description of SSW and MIL phenomena with new LiDAR observations acquired at the Observatoire of Haute-Provence (44°N, 6°E) and the last generation of reanalysis product, ERA5, lasting from 1940 until the present. To commence our study of these phenomena through ERA5 data, we initially evaluated the capability of ERA5 in replicating the variability in the middle atmosphere by comparing it with LiDAR observations. We found that the observed stratospheric variability during wintertime, including the one generated by SSWs, is accurately reproduced in ERA5 reanalysis. However, the model cannot replicate this accuracy in the summer stratosphere and mesosphere, regardless the season, due to either the absence or imprecise simulation of MIL events. Additionally, we present new co-located temperature-wind observations during MIL events and assess how ERA5 simulates wind in the presence of MIL. A deceleration in wind occurs in the same altitude range as the temperature enhancement, supporting the role of gravity waves in the apparition of this phenomenon. In light of these findings, the ERA5 reanalysis in the stratosphere and the troposphere was solely used to study the main winter stratosphere unfoldings modulated by the timing of SSWs and their vertical links throughout winter months. Interestingly, we discovered that during wintertime in the northern hemisphere, the stratosphere follows four separate scenarios with distinct stratosphere-troposphere couplings. We found notable surface precursors associated with these scenarios that could potentially have applications for seasonal prediction