Teses / dissertações sobre o tema "Environnement – Arctique"

L'augmentation des températures et des précipitations résultant du changement climatique impacte profondément le fonctionnement des écosystèmes Arctiques. En particulier, l'augmentation de la productivité primaire liée à la levée des contraintes thermiques et hydriques pour la croissance végétale, couplée aux changements de nature du couvert végétal et au dégel du pergélisol, sont susceptibles d'engendrer de profondes modifications des cycles biogéochimiques des éléments qui constituent la matière organique, et notamment le carbone (C) et l'azote (N). Un levier majeur à la limitation par l'azote de la croissance végétale pourrait résider dans l'augmentation des flux de fixation biologique de l'azote (BNF), un processus microbien qui nécessite, entre autres, du molybdène (Mo) ou du vanadium (V). L'abondance de ces deux éléments traces pourraient ainsi elle-même limiter la disponibilité de l'azote et donc la croissance végétale dans ces écosystèmes. Ces travaux de recherche visent à améliorer notre compréhension des interactions entre les cycles biogéochimiques des éléments majeurs (C, N) et traces (Mo, V) dans ces environnements au travers des processus mentionnés précédemment. Ce travail s'est principalement focalisé sur l'apport des données stœchiométriques de différents compartiments d'habitats subarctiques situés dans la région d'Abisko, au nord de la Suède, et présentant des caractéristiques végétales et pédologiques contrastées. La caractérisation des stocks élémentaires dans la biomasse aérienne et les sols de ces habitats a permis de mettre en évidence l'importance majeure des variations de composition végétale sur la répartition de ces stocks entre des compartiments de biomasse présentant des dynamiques différentes, ainsi que les liens assez faibles entre stocks élémentaires dans la biomasse aérienne et dans les sols. La contribution de plusieurs processus pouvant expliquer les enrichissements variables du Mo et du V en surface de ces habitats a été explorée et a mis en évidence une opposition majeure entre les influences lithogénique et biologique sur l'abondance de ces deux éléments traces et l'importance de la physicochimie de la solution du sol sur leur mobilité. Enfin, une approche de modélisation de ces données a mis en évidence les liens forts entre C, N, Mo et V dans la stœchiométrie des sols et suggère que les sols organiques abritent une activité de fixation de l'azote particulièrement marquée. Les résultats de cette thèse soulignent les contraintes marquées sur l'ensemble des éléments majeurs et traces induites par des variations de couvertures végétales dans les environnements Arctiques et la potentielle limitation de la BNF par la disponibilité de Mo et V. Ces résultats appellent à une caractérisation plus fine de la biodisponibilité de ces éléments traces en lien avec des mesures centrées sur le processus de fixation pour poursuivre l'exploration de ces limitations, ainsi qu'à considérer l'interaction des cycles biogéochimiques des éléments traces et majeurs pour le devenir des écosystèmes Arctiques
Climate change is deeply affecting the functioning of Arctic ecosystems through increases in temperature and precipitation in these environments. In particular, the increase in primary productivity resulting from the lifting of thermal and hydric constraints on plant growth, coupled with changes in the nature of the plant cover and the thawing of permafrost, is likely to induce significant constraints on the biogeochemical cycles of elements composing organic matter, especially carbon (C) and nitrogen (N). An important lever to reduce nitrogen limitation of plant growth could be to increase the flux of biological nitrogen fixation (BNF), a microbial process that requires, among other elements, molybdenum (Mo) or vanadium (V). The abundance of these two trace elements may thus limit the availability of nitrogen and, therefore, the plant growth in those ecosystems. The aim of this research work is to improve our understanding of the interactions between the biogeochemical cycles of major (C, N) and trace (Mo, V) elements in these environments. It explores the potential of using stoichiometric data collected in subarctic habitats with contrasting plant and soil characteristics of the Abisko region (northern Sweden). The quantification of elemental stocks in aboveground biomass and soils highlighted the importance of variations in plant community composition for the distribution of these stocks in biomass compartments with different dynamics, as well as the relatively weak links in elemental stocks between aboveground biomass and soils. Considering several processes potentially involved in soil surface enrichment of Mo and V, both elements have distinct behaviours in light of the respective contribution of lithogenic and biological influences and the role of physicochemical conditions for their mobility. A modelling approach highlighted the strong links between N, Mo and V in soil stoichiometry and suggested that organic soils have a relatively important nitrogen-fixing activity. The results of this thesis highlight the strong interaction between major and trace elements, their expected modifications as induced by changes in vegetation in the Arctic, and the potential limitation of BNF by the availability of Mo and V. These results call for a more detailed characterisation of the bioavailability of these trace elements to microbial communities combined with measurements focusing on the BNF process in order to further explore these limitations. Finally, this work points out the need to continue exploring the interaction of biogeochemical cycles of major and trace elements for the future of Arctic ecosystems

L’intérêt pour l’Arctique s’est développé à travers l’environnement et les changements climatiques, avec avant tout la question du réchauffement climatique, qui bouleversent grandement cette région. Ces évolutions amènent aussi bien de nombreuses menaces que des opportunités importantes, qui demandent toutes une coopération approfondie pour y répondre. La protection de l’environnement, l’accès et la gestion des ressources (naturelles, énergétiques, halieutiques, etc.), l’utilisation des routes maritimes, la délimitation des limites maritimes et limites extérieures du plateau continental, le respect des droits de l’homme et des droits des peuples autochtones, l’aspect stratégique et militaire sont des exemples des nombreux enjeux qui existent en Arctique. La coopération arctique, qui se structure de manière plus prononcée depuis la fin de la Guerre froide, se trouve devant des défis importants qui demandent son approfondissement. Tous ces enjeux dépassent la seule coopération entre les Etats arctiques, d’autant plus que les conséquences et les intérêts présents sont mondiaux. A la multitude de domaines de coopération s’ajoute donc une congruence d’acteurs, arctiques et non-arctiques avec, de manière classique, les organisations internationales, les organisations non-gouvernementales et les multinationales, mais également les régions, les organisations interparlementaires, les peuples autochtones ou encore les associations scientifiques. La complexité de la situation se traduit au niveau de la coopération, qui fait face aux tensions aussi bien entre les acteurs arctiques qu’entre les acteurs arctiques et non-arctiques. Deux processus contradictoires semblent donc structurer la coopération avec d’une part une régionalisation et d’autre part une internationalisation. La coopération entre les acteurs arctiques se bâtit ainsi autour de nombreuses institutions internationales dont la structure et le rôle sont voués à évoluer, avec comme institution centrale le Conseil de l’Arctique, tout en se fondant sur des coopérations internationales globales, avec comme instrument essentiel la Convention sur le droit de la mer de 1982. La coopération arctique semble constituer un modèle intéressant reposant sur une flexibilité qui doit permettre une adaptation, d’autant plus importante dans une région exposée à des évolutions rapides. Elle utilise une structure unique mettant en avant une action multiniveaux et multi-acteurs en gardant un équilibre entre hard law et soft law. Si la coopération arctique structure une véritable région arctique avec une importance grandissante sur l’arène internationale, les liens entre le monde et cette région restent incertains. L’ouverture aux acteurs extra-arctiques est nécessaire, mais fait face à la réticence de certains acteurs arctiques. L’Arctique se pose comme un nouvel objet des relations internationales et peut même en devenir un acteur, mais doit répondre aux dangers qui peuvent exister pour la coopération dans cette région, dangers qui semblent avant tout venir de causes exogènes. La coopération arctique nécessite donc une analyse approfondie des enjeux qu’elle présente ainsi que des contradictions et paradoxes qui semblent y exister. Cette thèse vise ainsi à étudier la coopération arctique en mettant en exergue ses mécanismes et spécificités tout en analysant les relations qu’elle peut entretenir avec les acteurs extra-arctiques et la manière dont elle s’intègre dans les relations internationales
The interest in the Arctic has grown through the environmental issues and climate change that deeply altered the region, especially with the impact of the global warming. These changes bring many threats but also important opportunities, and require a deeper cooperation to respond to them. The protection of the environment, the management of Arctic resources (natural, fishery, etc.), the use of sea routes, the delimitation of maritime boundaries, the respect of human rights and of indigenous peoples rights, the strategic and military aspects are all examples of the issues that coexist in the Arctic. They highlight the challenges that the cooperation in the Arctic is facing. None of these issues could solely be managed by the cooperation between the Arctic States, as their consequences and the interests at stake are global. In addition to the multitude of areas of cooperation, there is a congruence of actors: Arctic and extra-Arctic ones such as international organizations, non-governmental organizations, multinational corporations, but also regions, inter-parliamentary organizations, indigenous peoples or scientific associations. The complexity of the situation is perceptible in the way the Arctic cooperation is established. Tensions exist both among the Arctic actors and between Arctic and extra-Arctic actors. Two contradictory processes seem to structure the cooperation with the regionalization on the one hand, and the internationalization on the other hand. Thus, cooperation between Arctic stakeholders is built around many international institutions, which structures and roles will certainly evolve. The central structure of the Arctic cooperation is the Arctic Council – a regional institution. At the same time, the cooperation in the Arctic region is based on global international cooperations, with essential instruments as the Convention on the law of the sea of 1982. Arctic cooperation seems to be an interesting model based on flexibility that should enable adaptation, which is especially important in a region so deeply exposed to fast changes. It is based on a unique structure emphasizing multi-level and multi-stakeholder actions, keeping a balance between hard and soft law. If the Arctic cooperation builds a real Arctic region with a growing importance in the international arena, the ties between the world and the region remains uncertain. The inclusion of extra-Arctic actors is necessary but it is facing resistance from a part of the Arctic actors. Arctic arises as a new object of international relations and may even become a new actor, but it must respond to the dangers that may exist for cooperation in this region, dangers that seem to come especially from exogenous causes. Therefore, Arctic cooperation requires a thorough analysis of the issues it is faced with as well as its contradictions and paradoxes. This thesis aims to study the Arctic cooperation highlighting its mechanisms and particularities as well as to analyze relationships that it can develop with extra-Arctic actors and how it incorporates into international relations

L’océan Arctique est confronté aujourd’hui à des enjeux d’ordre souverain et environnemental. D’une part, ses États riverains revendiquent de vastes territoires maritimes. D’autre part, l’environnement de l’océan Arctique subit de multiples atteintes. La région est notamment affectée par de nombreux polluants. Puis, elle subit également de plein fouet les effets néfastes du réchauffement climatique. Le but de cette étude est de déterminer le statut juridique de l’océan Arctique au travers de ces différentes questions. Plus précisément, cette étude a pour objet l’identification, l’analyse et l’interprétation des régimes régionaux et internationaux applicables, et des problématiques de droit international s’y rapportant, afin d’appréhender le statut juridique de l’océan Arctique dans sa globalité et de déterminer sa capacité à faire face auxdits enjeux et à évoluer dans le cadre d’une coopération et d’une gouvernance interétatiques en constant développement
The Arctic Ocean is facing environmental and territorial challenges. On one hand, the coastal states are claiming vast marine territories. On the other hand, the Arctic Ocean environment suffers from many damages. In particular, the region is affected by a lot of pollutants. Then, the region also bears the brunt of the harmful effects of climate change. This study aims to determinate the legal status of the Arctic Ocean through these different issues. More precisely, this study aims to identify, to analyse and to interpret the regional and international legal regimes which apply to the Arctic Ocean, and their legal issues, in order to consider the legal status of the Arctic Ocean as a whole and to determinate its capacity to deal with environmental and territorial challenges, and to progress in the context of an intergovernmental governance and cooperation in constant development

Le changement climatique et les bouleversements qu’il implique en Arctique ont véritablement renouvelé l’intérêt pour cet espace. Celui-ci soulève des enjeux de différentes échelles (aussi bien régionale que globale), mais aussi de différentes natures (économiques, politiques, sociales, environnementales), qui constituent autant de problématiques juridiques et interrogent la pertinence du droit applicable. Cependant, et c’est là l’enjeu juridique principal de ce sujet : le cadre juridique existant fait preuve d’une grande complexité, dont la cohérence et la pertinence vis-à-vis de la région ont été largement remises en cause. Mais à ce mal unique – la complexité – les auteurs ne semblent pas s’accorder sur les solutions à adopter. Ces divergences soulignent l’intérêt de déterminer si le cadre juridique applicable à l’océan Arctique peut être consi-déré comme « adéquat » dans le sens où il permettrait une gestion répondant aux critères d’un système juridique satisfaisant. Du point de vue de la méthode, l’étude demandait de mettre de l’ordre dans le désordre apparent. A cette fin, la systématisation, à travers la réalisation d’un tableau synoptique analysant l’ensemble des normes de droit international applicables à la région, a été nécessaire. En conclusion, en dépit de sa diversité, le cadre juridique peut néanmoins être considéré comme satisfai-sant du point de vue substantiel (complétude) et formel (cohérence). Au-delà de la simple cohérence, la construc-tion actuelle d’un droit de l’Arctique amène à identifier un processus d’ordonnancement au niveau régional, appa-rentant de plus en plus cet encadrement à un véritable « système juridique ». Cette régionalisation est juridiquement indispensable, mais il faut néanmoins admettre qu’elle ne permet pas d’assurer l’action mondiale qui demeure indispensable face au problème global du changement climatique. Si elle constitue une étape probablement néces-saire, elle représente surtout une étape supplémentaire à cette mise en oeuvre généralisée et renforce dès lors la fragmentation du droit international, et donc sa complexité
Climate change and the disruption it implies in the Arctic have really renewed the interest in this space. This raises issues of different scales (both regional and global), but also of different natures (economic, political, social, environmental), which constitute as many legal issues and question the relevance of the applicable law. However, and this is the main legal issue here: the existing legal framework is extremely complex, whose consistency and relevance concerning the region have been widely questioned. But to this unique problem - com-plexity - the authors do not seem to agree on the solutions to adopt. These differences underline the interest to determine whether the legal framework for the Arctic Ocean can be considered as "adequate" in the sense that it would enable a management that meets the criteria of a satisfying legal system. Regarding the method, the study demanded to put the apparent disorder in order. To this end, systematization was necessary; it was done through the creation of a synoptic table analyzing all the standards of international law applicable to the region,. In conclusion, despite its diversity, the legal framework can nevertheless be considered satisfactory from a substantive (completeness) and formal (coherence) point of view. Beyond simple coherence, the current cons-truction of an Arctic law leads to the identification of an scheduling process at the regional level, this framework resembling more and more a real "legal system". This regionalisation is legally essential. Nevertheless, it must be recognized that it does not ensure the worldwide action which remains essential in the face of the global problem that is climate change. If it constitutes a probably necessary step, it represents above all an additional step in this generalized implementation and therefore reinforces the fragmentation of international law, and its complexity

Cette thèse utilise l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) comme plate-forme d'observation pour examiner quels arguments, outils et mécanismes ont été utilisés tout au long des étapes de création d'arrangements juridiques qui ont défini et appliqué le « vert » dans la gouvernance mondiale. Utilisant une approche de fabrication de mondes et s'inspirant des études juridiques critiques, des études des sciences et des technologies (STS) et de l'anthropologie, cette thèse aborde la question de recherche à travers cinq histoires distinctes mais interconnectées, présentées sous forme d'actes. Chaque acte examine la question de recherche sous un angle différent, en travaillant avec des dimensions globales, nationales et locales. Tandis que les quatre premières actes se concentrent sur l'OCDE, le dernier acte déplace l'histoire sur la péninsule de Yamal dans l'Arctique russe pour observer comment les normes vertes promues par cette organisation se concrétisent dans la pratique. En combinaison, les cinq actes forment un arc, qui représente la trajectoire de l'universel néocolonial et de la politique libérale depuis la fin de la seconde guerre mondiale et leurs interactions avec d'autres projets de fabrication des mondes. Cette méthode offre l'espace pour observer les problèmes dans toute leur complexité et leur ambiguïté, pendant que la combinaison et la juxtaposition des actes permettent de souligner des incohérences ou des «contradictions dans les termes» plus larges et de tirer des conclusions plus générales. Par cette approche, la thèse fait remonter à la surface certains liens sémiotiques qui étaient cachés et déconnectés dans le projet et la trajectoire de mondialisation, et sa dernière version « verte »
This thesis uses the Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) as an observational platform to look at what arguments, tools and mechanisms were employed along the steps of creating legal arrangements that defined and enforced ‘greenness’ in the global governance. Using worldmaking approach and drawing from the critical legal studies, science and technology studies (STS) and anthropology, this thesis addresses the research question through five separate but interconnected stories, presented as Acts. Each Act examines the research question from a different angle, working with global, national and local dimensions. While the first four Acts focus on the OECD, the last Act moves the story to the Yamal Peninsula in the Russian Arctic to observe how the green norms promoted by this organisation play out in practice. In combination the five Acts form an arch, which represents the trajectory of the neo-colonial universal and the liberal politics since the end of the second World War and their interactions with other worldmaking projects. This method offers the space to observe the issues in all their complexity and ambiguity, while the combination and juxtaposition of the Acts enables to point out broader inconsistencies or ‘contradictions in terms’ and draw more general conclusions. Through this approach, the thesis brings to the surface certain semiotic links that were concealed and disconnected in the globalization project and trajectory, and its latest ‘green’ version

D’abord méconnue puis longuement sous-estimée, la biodiversité de l’Arctique fait maintenant face à d’importantes altérations sous les effets combinés des changements climatiques ainsi que l’augmentation des activités commerciales dans l’Arctique canadien. Ces altérations ne sont pas sans risque pour les communautés d’invertébrés marins, particulièrement dans les zones sensibles telles que les ports commerciaux. La protection de la biodiversité représente un enjeu majeur, nécessitant une bonne compréhension de l’organisation spatiale des espèces au moyen d’indices de biodiversité tels que les indices alpha, beta et gamma, de même que le développement de méthodes de détection efficace. Dans le cadre de ce projet de maîtrise, la biodiversité obtenue à l’aide de méthodes d’échantillonnage traditionnelle fut comparée à la biodiversité détectée par l’ADN environnementale (ADNe), grâce au metabarcoding des gènes COI et 18S, afin de documenter les patrons de biodiversité des communautés d’invertébrés marins à différentes échelles spatiales. À partir d’échantillons d’eau de 250 ml récoltés à trois différentes profondeurs au sein des ports de Churchill, Baie Déception et Iqaluit, il fut possible de déceler la présence de 202 genres répartis dans plus de 15 phyla. De ces organismes, seulement 9 à 15% furent également collectés par les méthodes traditionnelles, révélant ainsi l’existence de différences significatives au niveau de la richesse et de la composition des communautés entre ces différentes approches d’échantillonnage. Outre ces différences majeures, cette étude a permis de démontrer une réduction de la biodiversité beta dans les communautés détecter à l’aide de l’ADNe comparativement aux communautés identifiées par la collecte de spécimens. Cette homogénéisation de la biodiversité souligne le rôle non négligeable de la dispersion de l’ADNe ainsi que l’influence notoire des stades de vie pélagique dans sa détection. Les résultats obtenus dans le cadre de cette étude mettent bien en évidence le potentiel du metabarcoding d’ADNe tout en insistant sur son caractère complémentaire face aux méthodes traditionnelles pour d’éventuelles applications en gestion et conservation des communautés d’invertébrés marins de l’Arctique
Arctic biodiversity has long been underestimated and is now facing rapid transformations due to ongoing climate change and other impacts including shipping activities. These changes are placing marine coastal invertebrate communities at greater risk, especially in sensitive areas such as commercial ports. Preserving biodiversity is a significant challenge, going far beyond the protection of charismatic species and involving suitable knowledge of the organization of species in space. Therefore, knowledge of alpha, beta and gamma biodiversity indices are of great importance in achieving this objective together with new cost-effective approaches to monitor changes in biodiversity. This study compares metabarcoding of COI mitochondrial genes and 18S rRNA genes from environmental DNA (eDNA) water samples with standard species collection methods to document patterns of invertebrate communities at various spatial scales. Water samples (250 mL) were collected at three different depths within three Canadian Arctic ports; Churchill, MB, Iqaluit, NU and Deception Bay, QC. From these samples, 202 genera distributed across more than 15 phyla were detected using eDNA metabarcoding, of which only 9% to 15% were also identified through species collection at the same sites. Significant differences in taxonomic richness and community composition were observed between eDNA and species collections, both on local and regional scales. This study shows that eDNA dispersion in the Arctic Ocean reduces beta diversity in comparison to species collection while emphasizing the importance of pelagic life stages for eDNA detection. This study highlights the potential of eDNA metabarcoding to assess large-scale arctic marine invertebrate diversity while emphasizing that eDNA and species collection should be considered as complementary tools for providing a more holistic picture of the marine invertebrate communities living in coastal areas.

Le travail s'articule autour de trois grandes questions. 1 - Comment e st née l a géomo rpholo gie paraglaciair e ? La première partie relève d'une approche épistémologique de la géomorphologie paraglaciaire. Le premier chapitre reprend les contributions scientifiques fondatrices du concept de paraglaciaire des années 1970, et les replace dans une perspective sémantique en analysant les travaux conduits depuis le 19e siècle sur les milieux englacés et leurs marges. Church et Ryder (1972) définissaient le terme de paraglaciaire comme " non-glacial processes conditioned by glaciation ". En 2002, Ballantyne a proposé une définition plus large du concept : " earth surface processes, sediments, landforms, landsystems and landscapes that are directly conditioned by former glaciation and deglaciation ". Le deuxième chapitre analyse donc les apports de trente années de recherche en géomorphologie paraglaciaire, reprend le concept de géosystème paraglaciaire et analyse les sous-systèmes (gravitaire, fluvial, lacustre, éolien, littoral, marin et socio-spatial) face aux séquences paraglaciaires. 2 - Qu'est -ce qu'une crise paraglaciaire ? La deuxième partie se propose de délimiter les contours de la géomorphologie paraglaciaire dans le cadre d'une approche spatio-temporelle. Le troisième chapitre étudie les changements climatiques susceptibles d'être à l'origine des crises temporelles paraglaciaires. Le quatrième chapitre définit les crises paraglaciaires et met l'accent sur les temporalités de ces moments clés dans l'histoire des environnements englacés. Sur le plan temporel, le paraglaciaire désigne avant tout une séquence morphologique, une crise d'érosion, qui suit la séquence glaciaire précédente. Ces crises s'illustrent par des temporalités variées, des accélérations des transferts sédimentaires surtout dans les matériaux meubles et une extension des emprises spatiales des phénomènes associées à la disparition des glaciers puisque le ruissellement redistribue les sédiments des zones proglaciaires jusqu'à la mer. Les versants sont soumis à des stress physiques générant des décohésions des parois. Les dépôts de versants sont affectés par des ravinements majeurs. Les systèmes fluviaux enregistrent des aggradations ou des dissections en fonction de la variabilité des apports, de l'énergie des processus, de la variabilité des niveaux de base locaux, régionaux ou globaux. Ils connaissent de profondes métamorphoses qu'illustrent les adaptations des variables morphologiques. Les littoraux meubles paraglaciaires bénéficient d'un apport tel en sédiments qu'ils progradent sur les marges des secteurs en phase de déglaciation. Des crises volcaniques sont également associées à ces crises climatiques et un volcanisme paraglaciaire s'observe dans des régions comme l'Islande. Les apports majeurs à la compréhension de ces crises paraglaciaires viennent des progrès technologiques pour évaluer les bilans sédimentaires et pour les dater. Une crise paraglaciaire est définie par des indicateurs comme les taux d'ablation, taux d'incision, taux de production primaire de débris, taux de transferts sédimentaires, taux de sédimentation. Ces indicateurs montrent qu'ils dépassent pendant un laps de temps t, d'un facteur n, les résultats enregistrés pendant la séquence t-1 et t +1. Cet écart est variable d'un indicateur à l'autre et d'un système à l'autre. La durée de la séquence paraglaciaire est donc d'une grande variabilité, mais doit être limitée à cette rupture temporelle dans l'évolution d'un environnement au cours duquel il est perturbé. 3 - Quels sont les apports de la géomorphologie paraglaciaire à la compréhension de l'évolution des milieux froids ? La troisième partie interroge des modelés des milieux froids pour appréhender la part du paraglaciaire ; du glaciaire et du périglaciaire dans leur évolution. Le cinquième chapitre détermine les formes paraglaciaires au sens strict. Les deux processus paraglaciaires par excellence sont d'une part la décohésion postglaciaire qui affecte les parois rocheuses et d'autre part, le ruissellement alimenté par la fonte de la glace des glaciers et celle de la glace morte qui remobilise les sédiments meubles. Ainsi, des formes d'ablation et d'accumulation associées à ces dynamiques sont elles représentatives de cette dynamique paraglaciaire (grands glissements, écroulements, éboulements massifs). En revanche, le ruissellement très actif au cours de la séquence paraglaciaire est à l'origine de la construction de formes de ravinement, d'incision et d'accumulation (cônes de déjection...). Les signatures sédimentologiques sont alors différentes et les vitesses de sédimentation sont plus élevées que lors des autres séquences morphogéniques. Toutes les zones de stockage (bas de versant, lacs, plaines alluviales, fjords...) offrent des espaces propices à l'évaluation de ces temporalités et des bilans sédimentaires associés. Le sixième chapitre reprend les grandes formes du " panthéon " glaciaire (cirques, vallées en auge, fjords, moraines, drumlins, eskers, kames) et périglaciaire (glaciers rocheux, tabliers et cônes d'éboulis) pour évaluer la part des séquences paraglaciaires dans la genèse et l'évolution de ces morphologies. Le terme de parapériglaciaire est défini. Le paraglaciaire est un concept clé pour comprendre l'évolution des milieux ayant été englacés et il recouvre une réalité très large sur le plan spatial puisqu'il peut s'appliquer à tous les espaces à la surface de la terre ayant été englacées au cours des séquences froides du Pléistocène et leurs périphéries, et qui ne le sont plus aujourd'hui, soit environ 40 % de la surface terrestre, auxquelles s'ajoutent les espaces de sédimentation offshore. Par ailleurs, il reste aujourd'hui environ 10 % d'espaces englacés, dont une fraction est susceptible de connaître une séquence de déglaciation dans le contexte actuel de réchauffement climatique. Né dans les années 1970 au Canada, le concept de paraglaciaire apporte incontestablement une clé de lecture pour la compréhension de l'évolution des paysages applicable à toutes les zones ayant connu directement ou indirectement des phases de glaciation-déglaciation. À l'heure d'une réflexion sur l'impact des changements climatiques sur les environnements, le concept de paraglaciaire ouvre des perspectives et renouvelle les approches géomorphologiques classiques en mettant l'accent sur les stocks sédimentaires, les flux, les bilans, les rythmes et les crises.

Bien que représentant une petite proportion de la matière organique (MO) des sols, la MO dissoute (MOD) est au cœur de nombreux processus biogéochimiques dans l’environnement. Sa composition reflète ses sources de production, et des processus auxquels elle a été exposée. Cependant, les processus ayant lieu dans les premiers instants suivant la production de MOD naturelle sont encore mal connus, du fait de la haute réactivité de celle-ci. Dans les environnements terrestres, la litière est une des sources initiales majeures de MOD, avant d’être dégradée. Les travaux effectués au cours de ce doctorat se sont donc focalisés sur la caractérisation des MOD produites par différentes espèces végétales, ainsi que sur leurs évolutions qualitatives et quantitatives, au cours de la biodégradation. Le lien entre la composition de la couverture végétale et la signature moléculaire de la MOD a également été évalué, afin de déterminer l’influence de la végétation sur les propriétés des MOD naturelles. Les MO extractibles à l’eau (WEOM) produites par 6 espèces végétales (C. stellaris, F. nivalis, E. vaginatum, B. nana, B. pubescens, et Salix sp.) ont été caractérisées grâce à l’utilisation de techniques analytiques complémentaires. Les résultats ont montré que la quantité et la composition de la WEOM produite par les végétaux étaient dépendantes du type fonctionnel de plante (PFT). Il a également été mis en avant que certains proxys classiquement utilisés pour caractériser la MOD n’étaient pas applicables à l’étude de WEOM non transformées. Néanmoins, la confrontation des proxys appropriés a permis d’affirmer que les graminées étaient potentiellement moins biodégradables que les lichens, mais plus que les arbustes. Des expériences de biodégradation de WEOM ont ensuite été effectuées en conditions contrôlées. Pour cela, 4 espèces appartenant à différents PFT ont été sélectionnées, et leurs WEOM extraites. Ces espèces sont C. stellaris (lichen), E. vaginatum (carex), A. polifolia (arbuste persistant), et B. nana (arbuste à feuilles caduques). Les résultats montrent une consommation significativement plus importante des WEOM produites par C. stellaris et E. vaginatum, que A. polifolia et B. nana en fin d’incubation. En parallèle, l’accumulation des composés récalcitrants dans les WEOM a été observée, en particulier pour B. nana. Ces résultats reflètent des biodégradabilités plus importantes pour les WEOM de lichens et graminées que pour celles des arbustes. La diversité moléculaire de la WEOM a également significativement diminué pour C. stellaris et E. vaginatum, et à l’inverse, a augmenté pour B. nana. Des processus de biodégradation propres aux espèces produisant ces WEOM ont donc été mise en évidence. Enfin, des échantillons de MOD ont été prélevés dans des écosystèmes Arctiques aux compositions de couvertures végétales contrastées. Ces MOD ont été analysées par spectrométrie de masse à haute résolution (HRMS). Leurs signatures moléculaires ont été confrontées les unes aux autres, puis comparées à celles des WEOM issues des végétaux. Une majorité de composés sont communs à toutes les MOD. Malgré ces composés ubiquistes, les écosystèmes peuvent être distingués à partir des compositions moléculaires de leurs MOD. Pour chaque espèce végétale étudiée, la contribution de celle-ci à la couverture totale (en % de surface) a été confrontée à la contribution des molécules spécifiques à cette espèce à la composition totale de la MOD. Ces comparaisons ont montré une corrélation positive significative pour B. nana, contrairement aux autres espèces étudiées. L’ensemble des résultats de cette thèse montrent que les quantités et les qualités de WEOM produites par les végétaux sont spécifiques, et par conséquence, leurs biodégradabilités aussi. Ainsi, les MOD produites par les différentes espèces végétales n’auront pas les mêmes dynamiques dans l’environnement. Lors de leur biodégradation, les MOD issues des végétaux sont homogénéisées
Although dissolved organic matter (DOM) represents a small fraction of soil organic matter (OM), it is involved in many biogeochemical processes in the environment. Its composition reflects its sources of production, and the processes it has been exposed to. However, the processes taking place immediately after DOM production are still poorly understood, due to its high reactivity. In terrestrial environments, fresh leaf litter is one of the major initial sources of DOM, before it is degraded. This PhD focused on the characterisation of DOM produced by different vegetation species, and the evolution of their properties during biodegradation. The relationship between the composition of vegetation cover and the molecular signature of DOM has been assessed, in order to determine the influence of vegetation on DOM properties in the environment. The water extractable OM (WEOM) produced by 6 vegetation species (C. stellaris, F. nivalis, E. vaginatum, B. nana, B. pubescens, and Salix sp.) were characterised through complementary analytical technics. The results showed that the quantity and composition of WEOM produced by vegetation were different between plant functional types (PFT). It was also pointed out that some proxies commonly used to characterise DOM were not relevant to the study of unprocessed WEOM. However, the comparison of relevant proxies indicated that graminoids were potentially less biodegradable than lichens, but more than shrubs. WEOM biodegradation experiments were carried out under controlled conditions. For this purpose, 4 species belonging to different PFT were selected, and their WEOM extracted. These species were C. stellaris (lichen), E. vaginatum (sedge), A. polifolia (dwarf evergreen shrub), and B. nana (deciduous dwarf shrub). The results showed a significantly higher consumption of WEOM produced by C. stellaris and E. vaginatum, than A. polifolia and B. nana, at the end of the experiment. In the meantime, the accumulation of recalcitrant compounds in WEOM was observed, especially for B. nana. These results put into light a more important biodegradability of lichens and graminoids compared to shrubs. Furthermore, the molecular diversity of WEOM significantly decreased for C. stellaris and E. vaginatum, whereas it increased for B. nana. Species-specific biodegradation processes have been brought to light. Finally, samples of DOM were collected from Arctic ecosystems with contrasted vegetation cover compositions. DOM samples were analysed by high resolution mass spectrometry (HRMS). Their molecular signatures were compared to each other, and to WEOM produced by vegetation. A great amount of compounds were common to all DOM samples. Despite these ubiquitous compounds, it was possible to discriminate ecosystems, based on the molecular compositions of their DOM. The contributions of each species to the vegetation cover were compared to the contributions of their WEOM to the molecular signature of DOM. These comparisons showed a significant positive correlation for B. nana, but not for other studied species. The results of this thesis show that the quantity and composition of produced WEOM are vegetation-specific. Consequently, WEOM biodegradability is also vegetation-specific. Therefore, the DOM produced by different vegetation species won’t have the same dynamic in the environment. Furthermore, the WEOM produced by vegetation are homogenised during their biodegradation

Les projections concernant les changements climatiques dans les régions arctiques annoncent une augmentation disproportionnée des températures de surface pouvant influencer le cycle hydrologique et la fonte des pergélisols. Les hautes latitudes sont donc perçu comme des environnements potentiellement très sensibles aux modifications du climat. Ces modifications ont la capacité d’impacter les cycles biogéochimiques, en particulier la mobilisation du carbone vers les milieux aquatiques de la zone arctique. Dans les rivières arctiques, la période la plus importante du cycle hydrologique est la crue de printemps qui peut réaliser la majeure partie des transferts annuels de carbone organique vers l’océan dans un lapse de temps très court. L’objectif de cette thèse vise à suivre la dynamique des MOD en termes de quantité et de qualité au cours du cycle hydrologique du fleuve Ienisei, grâce à diverses techniques de caractérisation des MOD permettant de mettre en évidence les variations saisonniéres de leur composition, sources, âge et état de dégradation. La première étape a été d’examiner la large gamme de techniques de caractérisation des MOD dans les rivières du monde afin d’identifier les plus répendues,pértinentes et fiables. Grâce au développement d’une base de données des mesures des qualités des MOD, nous avons pu évaluer la couverture géographique des études de caractérisation des MOD, donner des estimations et gamme de valeurs des principales variables de caractérisation des MOD et observer des tendances générales des qualités des MOD selon un gradient latitudinal. La seconde étape a porté sur l’étude de la dynamique du COD dans le fleuve Ienisei concernant les variations de concentrations et les liens avec la chimie de l’eau et l’hydrologie. Nous avons mené des campagnes d’échantillonnage durant trois années consécutives (2014 à 2016), en couvrant avec une haute fréquence de prélèvement la période de la crue de printemps afin d’en capturer la dynamique rapide. Nous avons observé des concentrations en COD qui suivent l’hydrogramme avec les concentrations maximales mesurées quelques jours avant le pic de crue. Le COD a aussi répondu aux variations de débit (augmentation, probablement liée à des précipitations plus intenses du début d’automne. Nous avons enregistré un flux de COD moyen, durant les trois années de prélèvement, d’environ 4,53 Tg yr-1, ce qui est dans l’ordre de grandeur rapporté dans la littérature. Nous avons également observe ue variabilité interannuelle relativement importante avec les estimations d’exports annuels variant de 5,45 Tg yr-1 en 2014 à 3,57 Tg yr-1 en 2016, certainement influence par l’amplitude de débit. Nous avons confirmé le rôle prédominant de la crue de printemps dans les exports de COD avec en moyenne plus de 65% des exportations ayant lieu Durant cette période (approximatvement mai/juin). Le troisième point a consisté en l’étude de la qualité des MOD présentent dans les eaux du Ienisei et de son évolution durant le cycle hydrologique en combinant différentes outils de caractérisation. Associer les modes de caractérisation aide à renforcer les observations et à valider les interprétations. La plus part des variables mesurées avec les différentes techniques se sont confirmées les unes les autres. L’utilisation des biomarqueurs de la lignine, des propriétés optiques et de la datation 14C ont permis de tracer les sources prédominantes des MOD comme étant principalement dérivées de matières organiques récemment produites lixiviée depuis les litières forestières boréales et des horizons supèrieures pendant la crue de printemps et de matières organiques plus anciennes provenant des horizons plus profonds durant la période des basses eaux
Arctic regions are expected to be highly sensitive to climate change regarding the prediction of disproportionately large increases in surface temperatures and their related influence over the hydrological cycle and permafrost thaw. These modifications have the potential to impact biogeochemical cycles in these regions and in particular the mobilization of organic carbon into rivers. The most crucial period in arctic rivers hydrological cycle is the spring freshet that can account for most of the annual organic carbon transfers to the ocean in a very short window of time. The focus of this thesis was to monitor the dynamic of DOM in terms of quantity and quality along the hydrological cycle of the Yenisei river, through DOM characterization approaches to reveal seasonal variations in its composition, sources, age and degradation state. The first step was to make a review of the full range of existing DOM characterization approaches in worldwide river systems to identify the most widely used, the most relevant and reliable ones. Through the development of a DOM quality measurements database, we have been able to evaluate the geographical coverage of DOM characterization studies, to give estimates and ranges of values of the main reported DOM characterization variables and to observe global trends of DOM quality across latitudinal gradient. Second stage was to investigate DOC dynamic in the Yenisei river with regard to quantity and links with water chemistry and hydrology. We conducted sampling campaigns during three consecutive years (2014 to 2016), covering with a high sampling frequency the spring flood period to capture its very dynamic evolution. We reported DOC concentrations that followed the hydrograph with highest concentrations observed a few days before peak discharge. DOC concentration also responded to discharge variation (increase, likely due to higher precipitation) in early autumn. We reported average DOC flux over the three sampling years of about 4.53 Tg yr-1 which is within the range of values reported in the literature. We observed interannual variability with annual export estimates ranging from 5.45 Tg yr-1 in 2014 to 3.57 Tg yr-1 in 2016, likely driven by discharge amplitude. We confirmed the important role of spring freshet in DOC export with on average more than 65% occurring during this period (roughly May/June). Third point was to determine DOM quality combining characterization techniques. Combination of approaches helped to strengthen observations and cross validate interpretations. Most of the variables reported from the different characterization techniques confirmed one each other. The use of lignin biomarkers, optical properties and radiocarbon age of DOM allowed us to trace DOM main sources has primarily deriving from recently produced organic matter leached from boreal forest litter and top soil horizon during the spring flood and older organic matter derived from deeper soil horizons during low flow period

Les projections concernant les changements climatiques dans les régions arctiques annoncent une augmentation disproportionnée des températures de surface pouvant influencer le cycle hydrologique et la fonte des pergélisols. Les hautes latitudes sont donc perçu comme des environnements potentiellement très sensibles aux modifications du climat. Ces modifications ont la capacité d’impacter les cycles biogéochimiques, en particulier la mobilisation du carbone vers les milieux aquatiques de la zone arctique. Dans les rivières arctiques, la période la plus importante du cycle hydrologique est la crue de printemps qui peut réaliser la majeure partie des transferts annuels de carbone organique vers l’océan dans un lapse de temps très court. L’objectif de cette thèse vise à suivre la dynamique des MOD en termes de quantité et de qualité au cours du cycle hydrologique du fleuve Ienisei, grâce à diverses techniques de caractérisation des MOD permettant de mettre en évidence les variations saisonniéres de leur composition, sources, âge et état de dégradation. La première étape a été d’examiner la large gamme de techniques de caractérisation des MOD dans les rivières du monde afin d’identifier les plus répendues,pértinentes et fiables. Grâce au développement d’une base de données des mesures des qualités des MOD, nous avons pu évaluer la couverture géographique des études de caractérisation des MOD, donner des estimations et gamme de valeurs des principales variables de caractérisation des MOD et observer des tendances générales des qualités des MOD selon un gradient latitudinal. La seconde étape a porté sur l’étude de la dynamique du COD dans le fleuve Ienisei concernant les variations de concentrations et les liens avec la chimie de l’eau et l’hydrologie. Nous avons mené des campagnes d’échantillonnage durant trois années consécutives (2014 à 2016), en couvrant avec une haute fréquence de prélèvement la période de la crue de printemps afin d’en capturer la dynamique rapide. Nous avons observé des concentrations en COD qui suivent l’hydrogramme avec les concentrations maximales mesurées quelques jours avant le pic de crue. Le COD a aussi répondu aux variations de débit (augmentation, probablement liée à des précipitations plus intenses du début d’automne. Nous avons enregistré un flux de COD moyen, durant les trois années de prélèvement, d’environ 4,53 Tg yr-1, ce qui est dans l’ordre de grandeur rapporté dans la littérature. Nous avons également observe ue variabilité interannuelle relativement importante avec les estimations d’exports annuels variant de 5,45 Tg yr-1 en 2014 à 3,57 Tg yr-1 en 2016, certainement influence par l’amplitude de débit. Nous avons confirmé le rôle prédominant de la crue de printemps dans les exports de COD avec en moyenne plus de 65% des exportations ayant lieu Durant cette période (approximatvement mai/juin). Le troisième point a consisté en l’étude de la qualité des MOD présentent dans les eaux du Ienisei et de son évolution durant le cycle hydrologique en combinant différentes outils de caractérisation. Associer les modes de caractérisation aide à renforcer les observations et à valider les interprétations. La plus part des variables mesurées avec les différentes techniques se sont confirmées les unes les autres. L’utilisation des biomarqueurs de la lignine, des propriétés optiques et de la datation 14C ont permis de tracer les sources prédominantes des MOD comme étant principalement dérivées de matières organiques récemment produites lixiviée depuis les litières forestières boréales et des horizons supèrieures pendant la crue de printemps et de matières organiques plus anciennes provenant des horizons plus profonds durant la période des basses eaux
Arctic regions are expected to be highly sensitive to climate change regarding the prediction of disproportionately large increases in surface temperatures and their related influence over the hydrological cycle and permafrost thaw. These modifications have the potential to impact biogeochemical cycles in these regions and in particular the mobilization of organic carbon into rivers. The most crucial period in arctic rivers hydrological cycle is the spring freshet that can account for most of the annual organic carbon transfers to the ocean in a very short window of time. The focus of this thesis was to monitor the dynamic of DOM in terms of quantity and quality along the hydrological cycle of the Yenisei river, through DOM characterization approaches to reveal seasonal variations in its composition, sources, age and degradation state. The first step was to make a review of the full range of existing DOM characterization approaches in worldwide river systems to identify the most widely used, the most relevant and reliable ones. Through the development of a DOM quality measurements database, we have been able to evaluate the geographical coverage of DOM characterization studies, to give estimates and ranges of values of the main reported DOM characterization variables and to observe global trends of DOM quality across latitudinal gradient. Second stage was to investigate DOC dynamic in the Yenisei river with regard to quantity and links with water chemistry and hydrology. We conducted sampling campaigns during three consecutive years (2014 to 2016), covering with a high sampling frequency the spring flood period to capture its very dynamic evolution. We reported DOC concentrations that followed the hydrograph with highest concentrations observed a few days before peak discharge. DOC concentration also responded to discharge variation (increase, likely due to higher precipitation) in early autumn. We reported average DOC flux over the three sampling years of about 4.53 Tg yr-1 which is within the range of values reported in the literature. We observed interannual variability with annual export estimates ranging from 5.45 Tg yr-1 in 2014 to 3.57 Tg yr-1 in 2016, likely driven by discharge amplitude. We confirmed the important role of spring freshet in DOC export with on average more than 65% occurring during this period (roughly May/June). Third point was to determine DOM quality combining characterization techniques. Combination of approaches helped to strengthen observations and cross validate interpretations. Most of the variables reported from the different characterization techniques confirmed one each other. The use of lignin biomarkers, optical properties and radiocarbon age of DOM allowed us to trace DOM main sources has primarily deriving from recently produced organic matter leached from boreal forest litter and top soil horizon during the spring flood and older organic matter derived from deeper soil horizons during low flow period

À l’heure actuelle, l’Arctique fait face à d’importantes menaces environnementales, qui risquent, en raison de sa précarité singulière, d’affecter son écosystème ainsi que ses communautés locales. Alors que ces problèmes posent des défis uniques de gestion, des solutions existent, mais sont peu efficaces. Aux échelles internationale, régionale, subrégionale, bilatérale ou nationale, le milieu marin arctique fait l’objet de plusieurs instruments de droit dur et de droit mou, qui présentent des lacunes. Face à ces enjeux, la question de la gouvernance du milieu marin arctique est devenue incontournable. Équilibrer le besoin de protéger le milieu marin arctique, son écosystème et ses habitants d’une part, et les impératifs économiques d’exploitation des ressources et d’augmentation du niveau de vie de l’autre, est nécessaire. Pour ce faire, la protection du milieu marin arctique doit (1) proposer un instrument qui inclut mécanismes de mise en œuvre et de conformité, flexibilité, précision et profondeur, et transparence et responsabilité ; (2) être pensée en terme de continuum et de complémentarité des différents niveaux de gouvernance plutôt qu’en isolant les différents paliers de gouvernance ; (3) privilégier un complexe de régimes internationaux ; (4) inclure une pléthore d’acteurs dans la gouvernance et (5) établir des aires marines protégées reconnaissant les concepts d’une gestion axée sur les écosystèmes en respectant des principes propres à la science environnementale. De cette façon, un équilibre entre les besoins environnementaux, sociaux et économiques et une gouvernance efficace pourront être atteints.
The Arctic is currently facing significant environmental threats. Yet, because of its particular precariousness, those threats will possibly impact its ecosystem and local communities. As those problems are posing unique management challenges, some solutions have been put in place, but are not really effective. In order to protect the arctic marine environment, several hard law and soft law instruments have been set at the international, regional, subregional, bilateral and national scales, but they are all facing serious shortcomings. The question of arctic marine environmental governance has therefore become inevitable in addressing those issues. The needs to protect the arctic marine environment, its ecosystem and inhabitants and the economic imperatives of resources exploitation and economic growth have to be balanced. Thus, arctic marine environmental protection has to (1) put forth an instrument with more implementation and conformity mechanisms, with more flexibility, more precision and depth, and more transparence and accountability; (2) be thought in terms of continuum and synergies of the different levels of governance instead of approaching them separately; (3) put forward an international regimes complex; (4) include a plethora of actors in the governance system and (5) establish marine protected areas that recognize the concepts of ecosystem-based management and respect some environmental principles. In this way, equilibrium between environmental, social and economical needs and effectiveness in governance will be reached.

Dus aux conditions uniques en Arctique (des températures et aux rapports de mélange de vapeur d'eau extrêmement bas, à la réflexivité élevée des surfaces de la glace de mer et de la neige, inversion de température dans la basse troposphère et à l'absence de la radiation solaire pendant des périodes prolongées), les processus macro et microphysiques contrôlant la formation des nuages sont complexes et uniques. La validation de ces paramètres atmosphériques simulés par les différents modèles numériques du climat présentement utilisés par les plus grands centres de recherche au monde avec les observations est indispensable pour mieux connaître et, par conséquent, mieux paramétriser ces processus complexes. Le nouveau Modèle Canadien Régional du Climat GEM-LAM (une version à aire limitée du modèle Global Environnemental à Multi-échelle) a été évalué pour la période de septembre 1997 à octobre 1998 au-dessus de l'océan Arctique Ouest. Cette période coincide avec la campagne de mesures du projet SHEBA (Surface Heat Budget of the Arctic Ocean). Les versions 3.2.2 et 3.3.0 du modèle sont évalués dans cette étude. La radiation solaire et terrestre vers le bas à la surface, l'albédo de surface, la vapeur d'eau dans la verticale, les contenus en eau liquide et solide et la couverture nuageuse simulés par GEM-LAM sont évalués avec les données d'observation SHEBA et comparés aux résultats des modèles participants à l'expérience d'inter-comparaison de modèles climatiques régionaux ARCMIP. Une comparaison plus poussée entre les moyennes journalières a été faite et les biais des modèles, le RMSE et le coefficient linéaire de corrélation sont calculés pour plusieurs champs radiatifs et microphysiques. Sur une base mensuelle, les modèles représentent la radiation des longues et courtes longueurs d'onde vers le bas à la surface raisonnablement bien, mais le décalage entre les simulations suivant les différents modèles est plus grand pour les SWD que pour les LWD à la surface. GEM-LAM surestime l'albédo de la surface pendant toutes les saisons dans cette expérience. De plus, le modèle GEM se comporte similairement aux autres modèles participant à cette expérience et tend à sous-estimer la quantité de vapeur d'eau intégrée verticalement pendant l'hiver, tandis que le GEM la surestime durant l'été. La majorité des modèles surestime la couverture nuageuse hivernale, par contre, ils simulent plus ou moins correctement la couverture nuageuse durant l'été. Sur une base quotidienne, tous les modèles participant à l'expérience ARCMlP simulent relativement bien la radiation des courtes longueurs d'onde vers le bas à la surface, mais les valeurs quotidiennes de l'eau liquide intégrée à la verticale sont légèrement moins bien simulées. Les deux versions du modèle GEM-LAM (v3.2.2 et v3.3.0) ont aussi de la difficulté à bien simuler la couverture nuageuse sur une base quotidienne comme les autres modèles participant à cette expérience. Les nuages optiques minces sont l'une des raisons permettant d'expliquer le grand écart entre la couverture des nuages simulée par les modèles et les observations. Pour éliminer ce problème dans notre analyse, un filtre des nuages optiquement minces a été appliqué en sortie du modèle GEM -LAM. Après filtrage des nuages optiquement minces dans le modèle GEM, pour chaque filtre sélectionné (0,5, 1, 1,5, 2), la couverture nuageuse décroit significativement durant la saison hivernale. Par contre, la couverture nuageuse est insensible au filtre durant la saison estivale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Arctique, Modélisation, GEM-LAM, SHEBA, ARCMIP, Radiation, Couverture nuageuse.

Avec la fonte des glaces, l’océan Arctique devient progressivement accessible. Ce fait entraine avec lui un regain d’intérêt pour une région ayant été longtemps oubliée par les États. Les nouvelles licences d’exploration et d’exploitation d’hydrocarbures octroyées au sein de la région témoignent du phénomène de la globalisation de l’Arctique. Cependant, avant d’accepter un projet économique, celui-ci doit être soumis à une évaluation d’impact environnemental (EIE). Cette procédure a pour but d’informer les autorités publiques des effets qu’un projet pourrait avoir sur l’environnement. L’EIE a pour objectif de tendre vers une décision consciencieuse et écologiquement raisonnable vis-à-vis de l’avenir d’un projet. Ainsi, la portée et le type d’informations recueillies lors d’une EIE revêtent une importance cruciale car ils peuvent influencer le choix des autorités décisionnaires. La globalisation de l’Arctique soulève donc la question de la pertinence d’une telle procédure dans le contexte du développement d’hydrocarbures. En effet, dans cette région, les projets d’extraction d’énergies fossiles sont généralement acceptés, et ce, même s’ils prennent place dans un environnement caractérisé par sa fragilité et son unicité. Il est donc légitime de se demander si les obligations internationales et nationales d’entreprendre une évaluation environnementale (EE) pour un projet d’extraction d’hydrocarbures sont adaptées à l’environnement spécifique de l’Arctique.
As the ice melts, the Arctic Ocean becomes progressively accessible. It brings a renewed interest for a region that has long been forgotten by states. The new licenses granted for the exploration and the exploitation of hydrocarbons evidence a globalization of the Arctic. However, before accepting an economic project, it must undergo an environmental impact assessment (EIA). This procedure is intended to inform the public authorities about the impacts that a project will have on the environment. The goal of an EIA is to move towards a conscientious and ecological decision. Thus, the scope and the type of information collected is of a crucial importance as it will influence the stakeholders’ choice. Therefore, the globalization of the Arctic raises the question of the relevance of such a procedure because new hydrocarbon development projects are generally accepted even if they take place in an environment characterized by its fragility and uniqueness. As a consequence, it is legitimate to ask whether the international and national obligations to undertake an environmental assessment (E.A) for hydrocarbon projects are adapted to the specific environment of the Arctic.

Afin de pouvoir évaluer les impacts futurs des changements climatiques en Arctique, il faut bien simuler les tendances de ces changements. La comparaison des résultats des modèles climatiques avec les observations est donc capitale pour le développement de modèles climatiques fiables et pour la compréhension de leurs limitations lors des projections futures. Le problème est que seulement quelques modèles couplés sont en mesure de reproduire les tendances majeures de température de surface du 20e siècle (3e Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC-2001). En fait, avec l'augmentation des gaz à effet de serre, tous les modèles climatiques anticipent un maximum de réchauffement en Arctique durant la saison froide. Par contre, même si les observations au cours de la deuxième moitié du dernier siècle suggèrent une tendance au réchauffement en Arctique au cours du printemps, de l'été et de l'automne (Rigor, Colony et Martin, 2000), la région du centre de l'arctique ne permet pas de déterminer une tendance de température durant l'hiver et ce, même si les autres régions près du cercle polaire montre un réchauffement durant cette période (Rigor, Colony et Martin, 2000; Kahl et al., 1993). De plus, certaines observations pour la période 1980-2000 vont même jusqu'à montrer des tendances systématiques de refroidissement durant l'automne et l'hiver, non seulement à l'intérieur du cercle polaire arctique, mais également dans certaines régions du nord de l'Europe, de la Russie et du Canada (Comiso, 2003; Wang et al., 2003; Rigor, Colony et Martin, 2000; Hansen et al., 1999; Chapman et Walsh, 1993; Kahl et al., 1993). La comparaison des différentes configurations du modèle canadien GEM avec les réanalyses ERA 40 et NCEP/NCAR dans la région arctique pour la période 1978-2002 dans le cadre de l'année polaire internationale (API) permet ainsi de vérifier si le traitement de la physique et de la dynamique dans le modèle est adéquat pour représenter les principales tendances et les patrons moyens de la variabilité atmosphérique observés. Elle permet également de vérifier que les principaux processus reliés à la diminution de la neige, de la glace de mer et de l'albédo, sont biens représentés par le modèle. L'étude des différentes configurations de GEM montre que celles-ci sont généralement incapables de reproduire les principaux patrons de tendances et de variabilité atmosphérique sur l'Arctique, en particulier la PNA, la NAO/AO et l'anticyclone de Sibérie. Ceci ce traduit notamment par des différences relativement importantes d'une configuration à l'autre. Le fait que certaines différences persistent également entre les réanalyses NCEP et ERA 40 rend également plus difficile la comparaison et l'identification des principaux patrons et processus. En fait, il ressort à première vue que certaines configurations de GEM éprouvent plus de difficultés par rapport à d'autres pour simuler les tendances négatives de SLP sur le bassin arctique, les fortes tendances positives de SAT le long des côtes continentales au printemps et à l'automne ainsi que les fortes tendances positives de SAT sur l'Europe et l'est de l'océan Arctique. Il apparait de plus que les configurations GEM-LAM surestiment de manière relativement importante les tendances et les variabilités de SLP et de GZ à 500 hPa, en particulier à l'automne et à l'hiver. Par contre, l'ensemble des configurations semblent généralement bien simuler les tendances et la variabilité observées durant l'été. Les configurations de GEM sont de plus en accord avec le fait que les variances les plus fortes au lieu durant l'hiver. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Arctique, modèle canadien GEM, configurations, tendances et variabilité, patrons atmosphériques, vortex polaire, la rétroaction de la vapeur d'eau, la rétroaction glace-albédo-température, la rétroaction déshydratation-effet de serre (RDES)

Les stratus arctiques en phase-mixte sont fréquemment observés en Arctique, particulièrement lors des saisons de transition. Les observations ont montré qu'ils ont un impact considérable sur le bilan énergétique en surface. Ces nuages sont caractérisés par une instabilité colloïdale et par des interactions complexes avec les aérosols qui compliquent la simulation numérique de ces nuages. Des études antérieures ont montré que les modèles ont tendance à sous-estimer la quantité d'eau liquide et à prédire une quantité de glace supérieure à celle observée. Cette mauvaise partition des phases dans les nuages simulés fausse la simulation de la durée de vie des nuages ainsi que le forçage radiatif en surface. Les procédés microphysiques responsables de la partition de l'eau liquide et de la glace dans les stratus arctique en phase-mixte ne sont pas encore totalement compris et nécessitent des études plus approfondies. L'objectif de ce projet de recherche est d'évaluer la performance de quatre schémas microphysiques pour la simulation des nuages arctiques en phase-mixte observés lors de la campagne Mixed-Phase Arctic Clouds Experiment (M-PACE) qui a eu lieu sur la côte nord de l'Alaska à l'automne 2004. Les schémas ont été implantés dans le modèle canadien Global Environnemental Multi Échelle à aire limitée (GEM-LAM) et les simulations sont faites à une résolution horizontale de 2,5km. Les quatre schémas sont de complexité différente, deux sont à simple moment et deux sont à double moment. Les résultats montrent que tous les schémas surestiment la quantité d'eau liquide et ont de la difficulté à reproduire les nombreuses couches nuageuses observées. L'analyse des résultats a montré que tous les schémas ont de la difficulté à bien partitionner les phases liquide et solide. De plus, l'implantation de paramétrage plus complexe pour la nucléation hétérogène de la glace permet d'améliorer les résultats pour les schémas à simple moment, mais a peu d'effets pour les schémas à deux moments. Les schémas à double moment comporte un plus grand nombre de procédés qui peuvent influencer les résultats. Il en ressort que modifier les paramétrages de nucléation primaire dans ce type de schéma a des effets limités sur les résultats. La modification du paramétrage du gel par déposition dans le schéma de Morrison et al. par un paramétrage plus complexe basé sur les travaux de Eastwood et al. (2009) a eu très peu d'influence sur les résultats et n'a pas permis d'augmenter la quantité de glace simulée. Par contre, l'implantation de ce même paramétrage combiné à l'implantation de paramétrages plus performants pour le gel par immersion et par contact dans le schéma de Kong et Yau a permis d'augmenter la quantité de glace simulée dans les nuages en phase-mixte et d'améliorer la simulation de la structure verticale du contenu en eau liquide. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Microphysique des nuages, Modélisation numérique, Climat arctique, GEM-LAM.