Дисертації з теми "Changements climatiques – Afrique du Sud"

La phase organique sedimentaire du lac de cratere massoko (9\2000 s, 33\4520 e, tanzanie du sud) a ete etudiee pour reconstruire les paleoenvironnements depuis 40000 ans bp. Outre la distribution du carbone organique de l'azote total et de la silice biogenique ont ete extraites et mesurees deux fractions organiques : les pigments, marqueurs de la productivite phytoplantonique et les phenols des lignines, traceurs des apports par ruissellement. L'evolution de ces parametres conduit aux variations climatiques suivantes : de 40000 a 30000 ans bp, la couverture arboree dicotyledone du bassin versant et la forte production lacustre revelent une periode de precipitations importantes. De 30000 a 14500 ans bp, l'etat trophique se deteriore et les produits organiques allochtones refletent une couverture arboree tres ouverte marquant un climat plus sec. A partir de 13500 ans bp et pendant toute la periode qui semble synchrone au blling-allerd, les conditions de pluviosite se retablissent, la couverture arboree se developpe de nouveau et la productivite du lac s'ameliore. La transition pleistocene superieur-holocene est immediatement suivie par une courte periode de secheresse relative entre 11500 et 10500 ans bp, ou l'oligotrophie est accompagnee par un developpement d'un tapis graminneen. Pendant l'holocene inferieur, jusqu'a 5500 ans bp, les arbres se reinstallent et la productivite lacustre s'accroit de nouveau, signe de conditions plus humides. Durant les derniers 4000 ans bp, la chute progressive de productivite et l'eclaircissement de la vegetation temoignent d'un faible ruissellement lie a une diminution des precipitations. Le changement majeur de l'holocene superieur, a 1500 ans bp est d'origine climatique mais serait aussi lie a l'activite humaine : la productivite et la vegetation sont affectees et les conditions actuelles plus seches s'etablissent a partir de cet evenement.

Cette étude utilise une approche multidisciplinaire à dominante géochimique, avec plusieurs objectifs 1) mieux comprendre les processus géochimiques au cours du cycle de genèse des formations sédimentaires (érosion-transport-accumulation) pour des stades précoces de l’évolution d’un bassin de rift 2) reconsuuire les environnements caractérisant ces deux régions du Rift Est-africain au cours du Pléistocène et de Holocène et 3) défini des critères sédimentologiques et géochimiques permettant de discriminer l’activité tectonique et les changements climatiques au cours de l’évolution de ces deux bassins du rift. Les deux bassins considérés comme illustrant deux stades précoces successifs de l’ouverture d’un bassin de rift, sont 1) le Bassin de Makgadikgadi-Okavango-Zambeze (MOZ), situé dans la region nord-ouest du Botswana et 2) te Bassin de Mpulungu, qui constitue l’extrémité sud-est du Bassin du lac Tanganyika (Tanzmie et Zambie). L’étude géochimique des sédiments et des eaux du Bassin de l’Okavango a révélé la présence anormale d’arsenic dans les eaux souterraines du delta résultant de la dissolution sous conditions reductrices dans les sédiments. La présence de l’arsenic dans les sédiments est liée aux argiles riches en matière organique déposés dans les conditions lacustres résultant de périodes à pluviomètrie plus importante qu’aujourd’hui et du bairage des écoulements de la rivière de t’Okavango parla faille de Thamalakane. Les données géochimiques ont été utilisées comme marqueur des changements du climat dans le bassin de Mpulungu. Les sédiments révèlent une excursion remarquable qui coïncide avec le Younger Dryas. Cet événement environnemental apparait comme le plus important dans la région sud du lac Tanganyika pour la période 23 —3 ka, caracterisée par un apport de matériel altéré dans le bassin, suite à une modification importante du couvert végétal
This thesis presents the results of a multidisciplinary study of sediments, with an emphasis on geochemistry, with the following objectives: I) improve our understanding of geochemical processes occurring as a result of erosion, transport and deposition in two rift basin in their early stage of development; 2) reconstruct environments in these two regions of the rift during the Late Pleistocene and Holocene and 3) define sedimentary and geochemical criteria to allow us to discriminate tectonic setting and climate change in nascent and early stage rift basins. 11e two basins chosen to represent early stage rift development were I) the Makgadikgadi-Okavango-Zambezi basin located in NW Botswana md 2) the Mpulungu Basin, located at the south-western extremity of Lake Tanganyika. The geochemicat study of sediments and water of the Okavango Delta revealed the presence of elevated arsenic in the groundwater occurring as n result of the dissolution of oxides under reducing conditions. The presence of elevated arsenic in the sediments is linked to organic rich clays, deposited under lacustrine conditions during periods of higher rainfall et possible impoundment of the river by die Thamalakane Fault. The geochemical results were used as n proxy for climate change in the Mpulungu basin. The results indicate n remarkable excursion winch coincides with the Younder Dryas event, Tins environmental event appears to be the most important event in southem Lai Tanganyika during the period 23 —3 ka, winch is characterized by the transport of weathered material into die basin due ton change in vegetation cove in the catchment area

Le modèle climatique régional RegCM3 est utilisépour examiner les effets direct et semi-direct des aérosols sur le climat du sud de l'Afrique pendant l'hiver austral (juin-septembre). La sensibilité des effets simulés aux différents inventaires d'émissions de combustion de biomasse et aux différentes conditions aux limites est evaluer, afin d'estimer l'incertitude associée à ces paramètres. La sensibilité aux conditions aux limites derivées de réanalyses est modeste, mais le forçage radiatif des aérosols varie linéairement en réponse au différents inventaires testées jusqu'à un facteur deux. Le forçage radiatif est toujours négatif, alors que le forçage radiatif au sommet de l'atmosphère est negatif sur la plupart du domaine sauf au-dessus les régions de savane ou le contenu atmosphérique d'aérosols est élevée. Même si la magnitude du forçage radiatif varie, les simulations pour la période présente montrent des impacts climatiques comparables. La température de surface diminue sur la plupart de la région, ce signale qui réduit le biais du modèle sur l'ouest du sous-continent. L'échauffement en altitude est lié à la charge d'aérosols absorbants et cela, en combinaison avec la réduction de température en surface, mène à la stabilisation de la basse atmosphère. Toutefois, dans la moyenne troposphère de la zone équatoriale (entre 8°N et 5°S) cet échauffement à pour résultat un effet de 'pompe à chaleur en altitude'. Cet effet augmente la convection, les précipitations et l'humidité du sol, en accélérant le cycle hydrologique dans cette région. Une étude de la variabilité interannuelle des effets climatiques des aérosols montre que les changements des précipitations en moyenne saisonnière sont plus variables d'un an à l'autre que les changements de température de surface. Par contre, malgré des différences significatives entre les conditions synoptiques, la variabilité synoptique des impacts climatiques des aérosols est faible
The regional climate model RegCM3 is used to investigate the direct and semi-direct aerosol effects on the southern African climate during the austral winter season (June-September). The sensitivity of simulated aerosol-climate effects to different biomass burning inventories, boundary conditions and sea surface temperature (SST) feedbacks is tested to assess the range of uncertainty associated with these parameters. Little sensitivity to boundary forcing is found, while the aerosol radiative forcing (RF) varies approximately linearly by up to a factor of two, in response to the factor of two difference between emissions inventories. In all cases the surface RF is negative, while the top-to-atmosphere RF is negative over most of the domain but positive over high-albedo savannah regions where aerosol loading is high. Sensitivity to SST feedbacks is negligible in RegCM3. Although the magnitude of simulated RF varies, all simulations show similar aerosol-climate impacts. Surface temperature decreases over most of the subcontinent, a signal which acts to reduce model bias over the western half of the region. The absorbing nature of the simulated aerosol burden results in heating at altitude, which, in combination with the surface cooling, serves to increase stability in the lower atmosphere over most of the subcontinent. In the middle troposphere, however, this warming induces an elevated heat-pump effect in the equatorial regions between approximately 8°N and 5°S. This enhances convection, precipitation as well as soil moisture, effectively spinning-up the hydrological cycle in the tropics. An investigation of the interannual variability of the simulated aerosol radiative impacts showed that seasonal average precipitation changes varied more from year to year than aerosol-induced surface temperature changes. In contrast, despite significant differences between synoptic conditions, there is little synoptic-scale variability of aerosol-climate impacts

Cette étude utilise une approche multidisciplinaire à dominante géochimique, avec plusieurs objectifs : 1) mieux comprendre les processus géochimiques au cours du cycle de genèse des formations sédimentaires (érosion-transport-accumulation) pour des stages précoces de l'évolution d'un bassin de rift : 2) reconstruire les environnements caractérisant ces deux régions du Rift Est-africain au cours du Pélistocène et de l'Holocène et 3) définir des critères sédimentologiques et géochimiques permettant de discriminer l'activité tectonique et les changements climatiques au cours de l'évolution de ces deux bassins du rift. Les deux bassins considérés comme illustrant deux stages précoces successifs de l'ouverture d'un bassin de rift, sont : 1) le Bassin de Makgadikgadi-Okavango-Zambeze (MOZ), situé dans la région nord-ouest du Botswana et 2) le Bassin de Mpulungu, qui constitue l'extrémité sud-est du Bassin du Lac Tanganyika (Tanzanie et Zambie). L'étude géochimique des sédiments et des eaux du Bassin de l'Okavango a révélé la présence anormale d'arsenic dans les eaux souterraines du delta résultant de la dissolution sous conditions réductrices dans les sédiments. La présence de l'arsenic dans les sédiments est liée aux argiles riches en matière organique déposés dans les conditions lacustres résultant de périodes à pluviométrie plus importante qu'aujourd'hui et du barrage des écoulements de la rivière de l'Okavango apr la faille de Thamalakane. Les données géochimiques ont été utilisées comme marqueur deschangements du climat dans le bassin de Mpulungu. Les sédiments révèlent une excursion remarquable qui coïncide avec le Younger Dryas. Cet événement environnemental apparaît comme le plus important dans la région sud du lac Tanganyika pour la période 23-3 ka, caractérisée par un apport de matériel altéré dans le bassin, suite à une modification importante du couvert végétal.

L’archipel du Prince Édouard est situé dans le Courant Circumpolaire Antarctique, entre le Front Subantarctique (SAF) et le front polaire (PF). Les positions de ces fronts se sont révélées très variables aux échelles interannuelles et mensuelles et ont montré une tendance à long terme à migrer vers le sud dans la région. L'activité tourbillonnaire, observée à la dorsale sud-ouest indienne, en amont de l’archipel, a également affiché une variabilité interannuelle et intra-annuelle ainsi qu’une tendance à la baisse sur ces 24 dernières années. A une échelle plus locale, nous avons souligné que les conditions aux îles sont impactées par ces tourbillons mésoéchelle produits en amont. La marée a également été mise en évidence comme jouant un rôle non négligeable dans la variabilité de la circulation entre les îles. Une configuration idéalisée a été mise en place pour la région afin d’étudier les propriétés des tourbillons et les mécanismes physiques à l’origine de leur formation. L'énergie potentielle tourbillonnaire disponible a révélé un maximum d'énergie aux alentours de 800 m de profondeur, confirmant le caractère « deep-reaching » des tourbillons. Cette activité tourbillonnaire a été montrée comme étant le résultat d'une combinaison d’instabilités barotropes et baroclines. Enfin, nous avons enquêté sur les conséquences potentielles d'une migration vers le sud du SAF dans la région des îles. Le modèle étant idéalisé, il nous a permis de simuler un déplacement vers le sud en déplaçant les conditions initiales ainsi que les conditions aux limites. Le principal résultat a été la nette diminution de l'activité mésoéchelle dans la région, ce qui pourrait avoir un impact sur les écosystèmes de l’archipel du Prince Édouard
The subantarctic Prince Edward Islands lie in the Antarctic Circumpolar Current, between the Subantarctic Front (SAF) and the Polar Front (PF). These fronts positions were found to be highly variable at interannual and monthly time scales and revealed a significant long-term southward trend in the region. The intense mesoscale activity, observed upstream the islands at the South West Indian Ridge, also showed an interannual and intra-annual variability as well a decrease in eddy kinetic energy over 24 years. At a more local scale, we highlighted that the archipelago’s environment was impacted by the mesoscale features produced upstream.Tides appeared to be another important driver of variability of the circulation in between the two islands.An idealised model configuration was designed for the Prince Edward Islands region to study the mesoscale eddy properties and the physical mechanisms of their formation at the ridge. The Eddy Available Potential Energy revealed a maximum of energy around 800 m depth, confirming the deep reaching characteristic of the eddy originated in the region and suggested the presence of a local energy source at this depth. This eddies activity was shown to be the result of a combination of barotropic and baroclinic instabilities occurring at the ridge.Finally, we investigated on the potential consequences of a southward shift of the SAF in the region of the islands.Because the model was idealised, it allowed us to simulate an SAF southward shift by shifting the initial and boundary conditions. The main result was the clear decrease of mesoscale activity in the region which could potentially impact the ecosystems of the Prince Edward Islands

Cette thèse contribue à la littérature sur l'impact des chocs climatiques sur les migrations et la sécurité alimentaire. Le premier chapitre examine les migrations induites par les chocs climatiques en Tanzanie en employant l'approche de iv provbit. Les résultats suggèrent que pour un ménage moyen, une réduction d'un pour cent du revenu agricole induite par le choc climatique augmente la probabilité de migration de 13 points de pourcentage en moyenne au cours de l'année suivante. Le deuxième chapitre tente d'établir si le climat est un déterminant du choix de la destination en cas de migration rurale-rurale. En utilisant le modèle du logit conditionnel, ce chapitre montre qu'une augmentation d'écarts de revenus entre destination et origine de I 0000 shillings tanzaniens, attribuable au climat, augmente la probabilité du choix de cette destination de 2 points de pourcentage. Le troisième chapitre s'intéresse au lien entre les chocs climatiques et la sécurité alimentaire. En utilisant les données sud-africaines, cette analyse emploie un modèle de variable instrumentale où la diversité alimentaire, une mesure de l'accès à la nourriture, est déterminée par les prix des aliments instrumentés avec un choc climatique. Les résultats suggèrent qu'une augmentation de pourcent des prix alimentaires locaux induite par un choc climatique diminue la diversité alimentaire de 2,5 pourcent
This thesis contributes to the literature on the impact of weather shocks on migration and food security in Sub-Saharan Africa. The first chapter analyses whether Tanzanian rural households engage in internal migration as a response to weather-related shocks using an iv probit model. The findings confirm that for an average household, a 1 per cent reduction in agricultural income induced by weather shock increases the probability of migration by 13 percentage points on average within the following year. The second chapter paper attempts to establish if weather acts as the determinant of destination choice in the case of rural-to-rural migration. Employing the alternative-specific conditional logit model, this paper shows that an increase in the expected income differentials between origin and destination by 10,000 Tanzanian shillings, attributable to differences in weather, increases the probability of choosing a given destination by 2 percentage points. The third chapter analyses the food access dimension of food security, and models the link between weather shocks and food security that acts specifically through food prices. Employing an instrumental variable model where household dietary diversity is determined by food prices instrumented with weather shock, this chapter shows that a 1 per cent increase in local food prices induced by a weather shock decreases the number of food items consumed by households by around 2.5 per cent

Située sur la Petite Côte du Sénégal, la Somone est une petite rivière côtière qui se jette dans l’océan atlantique par un écosystème laguno-estuarien { régime microtidal. Aujourd’hui, les apports du bassin versant sont inexistants du fait de la combinaison de plusieurs facteurs dont le barrage de Bandia. Les seuls apports en eau douce se font par les précipitations et la nappe. Le système laguno-estuarien de la Somone est caractérisé par un fonctionnement hydrologique inverse où les influences marines prédominent. La mangrove, à dominance de Rhizophora, est l’unité caractéristique de ce système côtier. L’évolution diachronique sur 60 ans montre une modification importante de tous les faciès, internes et externes, de l’écosystème. La mobilité de la flèche sableuse d’embouchure, qui s’est traduite par deux comblements en 1967-1969 puis en 1987, est liée à des variations climatiques et météorologiques. L’évolution régressive des surfaces de mangrove, entre 1954 et 1989, est le résultat de l’effet conjugué de ces périodes de comblements, de la sécheresse et des usages traditionnels de la mangrove. La restauration de la mangrove est essentiellement due aux politiques de reboisement administrées dans les années 2000. L’évolution annuelle et saisonnière montre que le remaniement interne est le processus hydro-sédimentaire dominant. Le taux de sédimentation moyen des vasières est de 2 à 3 mm. An-1. La dynamique de la flèche sableuse { l’embouchure de la Somone joue un rôle fondamental sur l’évolution et la qualité des faciès internes, notamment la mangrove. L’ouverture permanente de l’embouchure permet un renouvellement biquotidien des eaux dans le système laguno-estuarien, essentiel pour réguler les fortes teneurs en sels. Les faibles teneurs des sédiments en carbone organique total, témoignent de la faible production de la mangrove en matière organique car il s’agit d’une mangrove jeune et de forme rabougrie. Les processus diagénétiques se font en anaérobiose et essentiellement dans les 10 premiers cm du sédiment, sur du dépôt récent. La contribution des mangroves jeunes, comme celles de la Somone, au processus de stockage du carbone organique est faible. L’écosystème laguno-estuarien de la Somone est un système fragile et très réactif dont l’évolution, { l’échelle humaine, est rapide et liée à des effets cumulés de facteurs naturels et anthropiques
Located at the Petite Côte of Senegal, Somone is a small coastal river that flows into the Atlantic Ocean by a microtidal lagoonal-estuarine ecosystem. Today, the contribution of the watershed is absent due to a combination of several factors including the dam of Bandia. The only freshwater inputs are from precipitation and groundwater. Somone is a lagoonal-estuarine system characterized by an inverse hydrological functioning where marine influences predominate. Mangrove, dominated by Rhizophora, is the main characteristic unit of this coastal system. The diachronic evolution of 60 years shows a significant change for all the morphological units of the ecosystem. The mobility of the sandy spit, which caused the closures of the mouth in 1967-1969 and in 1987, is related to meteorological variations. The regressive surface of mangroves between 1954 and 1989 is the result of the combined effect of these closures of the mouth, drought and traditional uses of mangroves. The restoration of the mangrove is mainly due to reforestation policies administered in the 2000s. The annual and seasonal trend shows that the internal reworking is the main hydro-sedimentary processes. Sedimentation rate of the mud flats is 2 to 3 mm. Year-1. The dynamics of the sandy spit of the Somone plays an important role in the development and quality of internal units, the mangroves in particular. The permanent opening of the mouth allows a twice-daily renewal of water in the lagoon, which is essential for regulating the high salt content. The low content of sediment in total organic carbon, reflect the low organic matter production of the mangrove because it is a young and stunted mangrove. Diagenetic processes are anaerobic and mostly in the top 10 cm of the sediment, on the recent deposit. The contribution of young mangroves, like Somone, in the carbon storage process, is low. The lagoonal-estuarine ecosystem of the Somone is fragile and highly reactive and his evolution is fast and linked to the cumulative effects of natural and anthropogenic factors

Les moyennes et hautes latitudes Sud sont les seules régions du monde pour lesquelles le cycle naturel du soufre atmosphérique peut encore être observé sans perturbation anthropique majeure. Les aérosols soufrés sont reconnus pour leur effet radiatif et interagissent ainsi avec le climat. L'analyse des carottes de glace en Antarctique permet de connaître les variations des dépôts d'aérosols soufrés au cours des cycles glaciaire-interglaciaire, il est ainsi possible d'étudier le cycle du soufre à travers le temps. L'objectif de ce travail est de contribuer à une meilleure compréhension du cycle du soufre des régions Antarctique et sub-Antarctique, grâce à l'utilisation d'un Modèle de Circulation Générale Atmosphérique couplé à un module de chimie du soufre, le modèle LMD-ZT-Soufre (version 4). Ce travail de thèse présente tout d'abord le passage à une version récente du MCGA et une mise à jour du module de chimie. Dans un deuxième temps, le modèle a été mis en oeuvre pour simuler le climat glaciaire et le cycle du soufre au Dernier Maximum Glaciaire, il y a 20 000 ans environ. Une représentation originale de la couverture de glace de mer a été testée et son fort impact sur les émissions océaniques de sulfure de diméthyle, précurseur majoritaire des espèces soufrées aux hautes latitudes Sud, a été discuté. Les résultats du modèle suggèrent un faible impact des changements climatiques sur la production océanique de soufre pour ces régions. Ces résultats permettent d'améliorer notre connaissance des interactions soufre-climat et de dresser un bilan des incertitudes et des inconnues, tant d'un point de vue chimique que météorologique ou physique.

Les moyennes et hautes latitudes Sud sont les seules régions du monde pour lesquelles le cycle naturel du soufre atmosphérique peut encore être observé sans perturbation anthropique majeure. Les aérosols soufrés sont reconnus pour leur effet radiatif et interagissent ainsi avec le climat. L'analyse des carottes de glace en Antarctique permet de connaître les variations des dépôts d'aérosols soufrés au cours des cycles glaciaire-interglaciaire, il est ainsi possible d'étudier le cycle du soufre à travers le temps. L'objectif de ce travail est de contribuer à une meilleure compréhension du cycle de soufre des régions Antarctique et sub-Antarctique, grâce à l'utilisation d'un Modèle de Circulation Générale Atmosphérique couplé à un module de chimie du soufre, le modèle LMD-ZT-Soufre (version 4). Ce travail de thèse présente tout d'abord le passage à une version récente du MCGA et une mise à jour du module de chimie. Dans un deuxième temps, le modèle a été mis en oeuvre pour simuler le climat glaciaire et le cycle du soufre au Dernier Maximum Glaciaire, il y a 20 000 ans environ. Une représentation originale de la couverture de glace de mer a été testé et son fort impact sur les émissions océaniques de sulfure de diméthyle, précurseur majoritaire des espèces soufrées au~hautes latitudes Sud, a été discuté. Les résultats du modèle suggèrent un faible impact des changements climatiques sur lil production océanique de soufre pour ces régions. Ces résultats permettent d'améliorer notre connaissance des interactions soufre-climat et de dresser un bilan des incertitudes et des inconnues, tant d'un point de vue chimique que météorologique ou physique
The mid and high-southern latitudes are still marginally affected by anthropogenic sulfur emissions and the natural cycle of the atmospheric sulfur may still be observed. Sulfur aerosols are well-known for their radiative impact, and thus interact with climate. Antarctic ice cores provide information on the evolution of climate and sulfur deposition at thei surface of the ice sheet at glacial-interglacial time scales. The aim of this thesis is to develop and use modeling towards a better understanding of the atmospheric sulfur cycle in antarctic and sub-antarctic regions. An Atmospheric Gener l Circulation Model (AGCM) coupled to a sulfur chemistry module is used: the LMD-ZT-Sulfur model, version 4. Th model was first performed (update of both the physical and chemical parts of the model). Further, boundary conditions are adapted to simulate the atmospheric circulation and sulfur cycle at the Last Glacial Maximum, approximately 20,00 years ago. Ln the model, sulfur is found to be highly sensitive to antarctic sea-ice coverage, which is still poorly know* during the ice age. An original dataset of ice-age sea-ice coverage was developed and its impact on the oceanic emissions of dimethyl sulfide, main precursor of sulfur aerosols at high-southern latitudes, is discussed. The model broadly reproduces the glacial deposits of sulfur aerosols on the Antarctic plateau, suggesting little impact of climate on oceanic sulfur production in the Antarctic region. Sensitivity tests were carried out to draw an up-to-date status of major uncertainties and difficulties facing futllre progress in understanding atrnospheric sulfur and clirnate

Le puceron des pousses du sapin Mindarus abietinus et le tétranyque de l’épinette Oligonychus ununguis sont deux ravageurs d’importance économique pour l’industrie des arbres de Noël au Québec. Les changements climatiques en cours pourraient affecter leur biologie et physiologie de telle sorte que leurs dommages sur les sapins cultivés augmenteront dans les prochaines décennies. Afin d’étudier les interactions entre M. abietinus, son arbre-hôte et la température ambiante, j’ai suivi des populations du puceron pendant trois étés dans des sapinières commerciales du sud du Québec. Entre autres, j’ai montré qu’il est possible de séparer correctement les générations chevauchantes de filles ailées et aptères du cycle vital complexe de M. abietinus, ce qui m’a permis d’observer une proportion de filles aptères plusieurs fois supérieure à ce qui était connu auparavant. Dans une expérience en plantation de sapin baumier, j’ai montré qu’un milieu réchauffé causerait une augmentation significative du taux de croissance des colonies de M. abietinus sur les pousses, en comparaison avec les colonies sous conditions naturelles actuelles. Ces résultats supportent l’hypothèse qu’un climat plus chaud, causé par les changements anthropogéniques, pourrait favoriser des densités plus élevées de M. abietinus, ce qui pourrait augmenter ses dommages esthétiques sur le sapin. Dans une expérience de laboratoire, la durée du développement en fonction de la température des œufs de ces deux ravageurs et de ceux d’une autre espèce, la cochenille des aiguilles du pin Chionaspis pinifoliae, a été mesurée en milieu contrôlé, ce qui m’a permis d’élaborer des modèles prévisionnels linéaires et non linéaires du taux de développement des œufs hivernés postdiapausants nouveaux pour le Québec. Finalement, en suivant la masse fraîche d’œufs hivernants de M. abietinus tout au long de leur diapause de plusieurs mois, j’ai observé un accroissement de la masse au printemps, impliquant l’eau comme possible facteur de déclenchement de l’embryogenèse.
The balsam twig aphid Mindarus abietinus and the spruce spider mite Oligonychus ununguis are two pests of economic importance for the Christmas tree industry in Québec. Current climate change could affect their biology and physiology in such a way that, if their local densities in commercial fir plantations grow in the future, potential damage to cultivated firs could increase substantially. In order to study the interactions between M. abietinus, its host tree, and ambient temperature, I followed populations of the aphid during three consecutive summers in commercial fir plantations of southern Québec. I found it possible to separate overlapping generations of different morphs of this aphid in growing colonies on fir shoots, which allowed to record a proportion of wingless daughters several times larger than previously known for this aphid in its complex life cycle. Based on a field experiment, a warmer environment surrounding the aphids on balsam fir shoots increased spring colony growth rates significantly, when compared to unaltered colonies on neighbouring trees. These results support the hypothesis that a warmer climate, caused by anthropogenic change, would promote higher densities of M. abietinus on fir shoots, which could increase esthetic damage to Christmas trees. In a laboratory experiment, I studied the effect of ambient temperature on postdiapause development of the overwintering eggs of both aphid and mite species, along with that of another conifer-feeding pest, the pine needle scale Chionaspis pinifoliae, which led to parametrise new linear and nonlinear development rate models for postdiapause egg development of all three species. Finally, by following fresh mass of M. abietinus overwintering eggs throughout their diapause of several months, it was possible to observe a substantial increase in size and mass of these eggs in early spring, suggesting that water could trigger diapause termination and/or initiate embryogenesis of the first active stage.

Les latitudes subtropicales de l’Amérique du Sud sont soumises depuis le début des années 70 à un changement hydroclimatique majeur affectant les activités d’une des régions les plus fortement peuplées de ce continent. Ce changement s’est traduit notamment par une augmentation abrupte des niveaux du Lac Mar Chiquita, un lac qui couvre aujourd’hui 6000 km2 alors que les enregistrements sédimentaires au cours du dernier millénaire mettent en évidence un lac de faible profondeur, régulièrement asséché. Afin de comprendre la relation entre les niveaux lacustres et la variabilité climatique, ce travail s’est attaché à modéliser le fonctionnement hydrologique du Lac Mar Chiquita et la relation avec son bassin versant. L’établissement d’un modèle de lac met en évidence que les variations lacustres dans les années 70 répondent à une augmentation des débits des rivières en provenance du bassin nord du lac, suggérant une influence climatique tropicale. Le couplage du modèle de lac avec un modèle hydrologique de bassin a permis de simuler les fluctuations lacustres en relation avec le climat du bassin nord, soulignant l’impact anthropique mineur dans la récente transition hydroclimatique. En couplant cette approche avec le modèle climatique LMDZ par une méthode de downscaling statistique, pour la première fois, un modèle intégré bassin-lac modélisant les fluctuations lacustres en relation avec le climat global est présenté. Cette approche originale permet d’explorer la capacité des modèles globaux à représenter le climat régional. En outre, elle confirme l’influence tropicale à l’origine des récentes variations hydrologiques dans cette région d’Amérique du Sud
The subtropical latitudes of South America have been experiencing a major hydroclimatic change since the early 1970’s that has had a major societal impact affecting the local economy of one of the most densely populated regions. This change resulted in an abrupt increase in lake levels including Laguna Mar Chiquita, a lake which now covers 6000 km2, while the sedimentary records over the last millennium show a long drying trend. In order to gain a better understanding of the relation between lake level fluctuations and the climate variability in this region, this work aims to simulate the hydrological behaviour of Laguna Mar Chiquita and the relationship with its catchment. The implementation of the lake water balance indicates that lake fluctuations at the beginning of the 1970’s were in direct response to increased runoff in its northern sub-basin, suggesting a tropical climate influence. The coupling of the lake water balance with a hydrological watershed model has led to simulate lake level variations in relation with the climate of the northern sub-basin, highlighting the minor human impact in the recent hydroclimatic transition. For the first time, an integrated basin-lake model in link to global climate is presented combining the results of hydrological basin-lake modelling with the outputs of the climate LMDZ model through a statistical downscaling approach. This novel approach allows to explore the ability of global climate models to accurately represent the regional climate. In addition, it confirms the tropical influence on forcing of recent hydrological variabilities in this region of South America

Ce travail vise à étudier les conséquences des changements climatiques récents sur la santé et la croissance du pin sylvestre (Pinus sylvestris L). La télédétection a été utilisée pour estimer l’état sanitaire des arbres via l’indice de végétation NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) à différentes échelles. Elle a mis en évidence l’importance des variables topographiques comme l’altitude, l’exposition et l’indice théorique d’humidité, dans les dépérissements observés récemment. L’analyse de la croissance en longueur a montré que l’épisode climatique 2003-2005 a été très défavorable à la croissance et à la production de cônes mais a favorisé la production de fleurs mâles. L’étude de la tendance de la croissance radiale à long terme a mis en évidence une diminution de la croissance, quel que soit l’altitude et les potentialités des sites, traduisant une péjoration des conditions de croissance bien antérieure à 2000. L’analyse des relations cerne-climat, a mis en évidence une action favorable des précipitations d’avril et mai en basse altitude et des précipitations de mai et juin en altitude ainsi que des températures de février. Par contre, elle a mis en évidence une action défavorable des températures de juin. Et l’influence positive des précipitations ce qui démontre l’importance du stress hydrique. La construction d’un modèle prédictif à l’aide de la fonction de réponse a permis de tester la réaction du pin sylvestre à l’augmentation des fréquences d’années climatiquement extrêmes. L’année 2003 s’inscrit donc dans un ensemble d’années climatiquement défavorables à la croissance du pin sylvestre, qui caractérisent une dérive climatique en cours
The objective of this thesis is a study of the consequences of recent climate change on the health and the growth of Pinus sylvestris by the quantification and spatialisation of their effects. The remote sensing was used to estimate the health status of P. Sylvestris via the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) at local and landscape scales. This analysis allowed an assessment of the relative importance of local attributes, e. G. Elevation, aspect and relative moisture index in the population decline observed due to a decrease of water availability as a result of a succession of dry years. Measures of shoot growth and the expression of sexuality of P. Sylvestris showed that the climate from years 2003 to 2005 was unfavourable to both growth and cone (female) production but was promoted the production of flowers (male). Radial growth has decreased at all sites, independent of local conditions. The decrease in radial growth indicates that the growing conditions of this species worsened prior to 2000. An analysis of the relationships between climate and ring widths allowed the identification of the main monthly climatic variables controlling tree-ring widths of this species. Amongst these, precipitation during April and May promotes growth at low altitude and May and June precipitation promotes growth at high altitude sites, together with February temperatures In contrast, June temperatures have a negatively effect on tree growth. The combined effects of a positive influence of precipitation with a negative influence of June temperatures underline the importance of water stress during the summer growth period. Using this information, a predictive model was constructed using response functions, to test the reaction of the P. Sylvestris to increases in the frequency of extremely unfavourable years, such as 2003. This analysis showed that year 2003 was not an isolated exceptional year, but forms a set of years with unfavourable climatic conditions, which began in 2000

La mobilisation et la gestion de l’eau de surface constitue la clé de voûte du bien-être social et économique des populations des zones arides d’Afrique de l’Ouest. Cependant l’utilisation des outils de gestion et de prédétermination hydrologique est entravée par les changements climatiques et environnementaux que connait l’Afrique de l’Ouest depuis les années 1970. Les impacts de ces changements sont assez bien documentés sur les caractéristiques moyennes des régimes hydrologiques mais le sont moins lorsqu’on s’intéresse aux caractéristiques des extrêmes. Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une contribution à un projet d’actualisation des normes hydrologiques en Afrique de l’Ouest, et constitue le premier pas essentiel pour ce projet. Son objectif général est de caractériser les régimes de crues dans la région en répondant aux questions suivantes : Quelles sont les évolutions observées sur les régimes des crues en Afrique de l’Ouest ? Ces évolutions sont-elles en rapport avec les changements climatiques et/ou les modifications environnementales ? Quels sont les scénarii possibles de l’évolution des crues au regard des simulations climatiques futures ? La difficulté majeure de ce travail est liée à la disponibilité des données hydro climatiques et environnementales dans la région, aussi, l’analyse s’est basée sur des outils reconnus robustes dans la littérature. Dans un premier temps, l’utilisation des données de 14 stations hydrométriques de la région
Water resources plays a key role in the social progress and economic development of west african countries. But the mobilization of water is hampered by climate and environmental changes that undergoes the region since 1970. Extremes parts of hydrological regimes are also impacted, but less studies have focus on their evolution, in relation with climate and environmental changes. The main objective of this thesis is to characterize hydrological extreme events in West Africa, we tried to answer the following questions:- What are the trends of maximum discharge in west Africa?- Are these trends due to climate changes or enviromental changes?- Which speculations can be made from these evolutions, according to future climate simulations?In the first part of the work, we analyzed the trends of floods over 14 watersheds of the region. This analysis allowed us to highlight a clustering behavior of flood according to the climatic region the catchments belong to. Increasing trends have been found on flood magnitude and flood frequency of the 3 sahelian catchments used, and decreasing trends of flood magnitude were found on three sudanian catchments. Finally, the remaining catchments did not showed significant trend in their flood regime

Dans le cadre du changement climatique global, mieux comprendre les interactions Hommes/Environnement/Climat au sud-ouest du Groenland est aujourd’hui un enjeu majeur pour développer des stratégies d’adaptation tout en préservant au mieux les écosystèmes. Pour cela, une approche rétrospective a été réalisée sur trois séquences lacustres retraçant l’histoire paléo-environnementale sur les 5000 derniers millénaires. Le lac d’Igaliku (N61°00’22’’, O45°26’28’’), situé à 2 km de la capitale épiscopale médiévale au cœur de la région agricole groenlandaise, a une sédimentation principalement influencée par les activités anthropiques. Un inventaire moléculaire complet a été réalisé sur cette séquence pour caractériser les dynamiques agropastorales passées et leurs impacts sur les écosystèmes. Les biomarqueurs fécaux identifié ont notamment permis de mettre en évidence deux phases agropastorales majeures (la période d’occupation viking et la période récente) séparées par le Petit Âge Glaciaire (PAG), pratiquant un élevage prédominant d’ovins. Les biomarqueurs moléculaires de végétation (n-alcanes, acétates de triterpényles) couplées à des données palynologiques montrent une réduction du couvert arbustif au cours de ces deux phases. Par ailleurs, les biomarqueurs d’érosion des sols (TTHCs) couplées aux données sédimentaires indiquent une érosion drastique qu’autour des années 1980 lors de la création de parcelles de fourrage par labour mécanisé. De même, ce n’est que sur le dernier siècle qu’une altération de l’état trophique du lac d’Igaliku associée à des pratiques de fertilisation des parcelles de fourrage est observée avec une augmentation des chaines courtes d’n-alcanes et plus particulièrement des diatomées mésotrophes. Les lacs de Qallimiut (N60°43’27’’, O45°23’12’’) et de Little Kangerluluup (N60°38’32’’, O45°38’11’’), situés en contexte faiblement anthropisé, sont alimentés par des tributaires à forte variabilité hydrologique. Ils correspondent à des systèmes sédimentaires dominés par des apports clastiques sous contrôle climatique dominant. Afin d’améliorer la résolution spatiale et temporelle des changements climatiques holocènes dans cette région, une étude sédimentaire multi-paramètre a été réalisée sur ces deux sites. Des analyses pétrophysiques, granulométriques, minéralogiques et géochimiques ont mis en évidence des niveaux de crues fréquents au cours des épisodes froids et humides comme la transition Milieu/Fin de l’Holocène (ca. 2500 BC), la transition Sub-boréal/Sub-atlantique (ca. 700 BC) et le PAG (entre ca. 1300 AD et ca. 1900 AD), synchrones à des périodes de minimas solaires. Ces épisodes de détériorations climatiques ont particulièrement influencé les sociétés humaines successives installées dès ca. 2500 BC au Groenland. Un maximum de fréquence de crues et une baisse drastique des températures sont notamment enregistrés pendant le PAG, indiquant qu’il s’agit de l’épisode le plus froid enregistré au sud du Groenland au cours de la seconde moitié de l’Holocène, responsable en grande partie de l’abandon de ces terres par les agriculteurs vikings au milieu du XVème siècle
In the current context of global change, understanding the interactions between Human/Environment/Climate is necessary to develop adaptive strategies and preserve ecosystems. A retrospective approach is therefore realized in three lacustrine cores to reconstruct the paleo-environmental history during the last five millennia. Lake Igaliku (N61°00’22’’, W45°26’28’’), located at 2km from the medieval episcopal cathedral in the historical farming center, has a sedimentation mainly driven by anthropogenic activities. A complete molecular inventory has been made on this sequence to characterize past agropastoral dynamics and their impacts on south Greenlandic ecosystems. The identified fecal biomarkers revealed two agropastoral phases, during the Norse settlement and recently, separated by the Little Ice Age (LIA) and mainly characterized by sheep breeding. Vegetation molecular biomarkers (n-alkanes, triterpenyl acetates) and palynological data showed a reduction of trees and shrubs cover during these two periods especially. Erosion biomarkers (TTHCs) and sedimentological data identified only one drastic erosion in the 1980s synchronous with the mechanized creation of fodder parcels. Moreover, an eutrophication of the lake waters was recorded with short chain length n-alkanes and mesotrophic diatoms. Lake Qallimiut (N60°43’27’’, W45°23’12’’) and Little Kangerluluup (N60°38’32’’, W45°38’11’’), less impacted by anthropogenic activities, are fed by major streams influenced by hydrological variations. Their sedimentation is therefore mainly driven by climate changes. To improve the temporal and spatial resolution of climate changes during the Holocene, a multi-proxy sedimentological study was made on these two sites. Petrophysical, mineralogical and geochemical analyses have identified flood events especially occurring during cooler and wetter periods such as the Middle to Late Holocene transition (ca. 2500 BC), the Sub-boreal/Sub-atlantic transition (ca. 700 BC) and the LIA (between ca. AD 1300 et ca. AD 1900). These climate pejorations have impacted local human societies. For example, during the LIA, a maximum of flood events and drop of temperatures are recorded, partly responsible of the Norse demise

Alors que l’adaptation aux changements climatiques se présente comme une problématique fondamentale à l’échelle planétaire, nous avons choisi d’étudier les stratégies qui se développent aujourd’hui, réduisant la vulnérabilité des populations des pays en développement aux impacts du réchauffement global :ces populations sont souvent catégorisées comme étant les plus vulnérables aux changements climatiques. L’amplification de ces phénomènes au cours des prochaines années et décennies risque alors d’induire de nouvelles vulnérabilité à l’échelle locale. Il faut souligner que ces populations sont déjà confrontées aux impacts de la variabilité et du changements climatiques, face auxquels elles peuvent avoir développé certaines stratégies d’adaptation, mais peuvent également se trouver sans ressources.

Cette recherche s’intéresse essentiellement à l’aspect pragmatique du concept d’adaptation aux changements climatiques, questionnant la réalité de l’adaptation – ou de la non adaptation – des populations à l’échelle locale. Pour ce faire, nous avons axé l’étude autour d’enquêtes de terrain menées dans le sud du Bénin, au sein de communautés rurales agricoles. Nous avons analysé la vulnérabilité climatique des populations à des aléas relevant de la variabilité du climat, qui semble s’être accentuée récemment. L’analyse repose sur le recours à un cadre d’analyse s’inspirant des approches contextuelles et top-down utilisées, dans la littérature récente, pour étudier la vulnérabilité aux changements climatiques. Ces approchent complémentaires permettent d’étudier la vulnérabilité initiale d’une société, fragilisée alors par de nouveaux stress qui émergent dans le contexte du réchauffement global.

Au final de cette recherche, nous avons mis en évidence les causes de la vulnérabilité climatique de populations sud-béninoises, causes situées à différentes échelles (locales à internationales), ainsi que les facteurs favorisant l’émergence de stratégies d’adaptation au climat :l’étude de ces facteurs inclut l’impact des politiques internationales de soutien à l’adaptation aux changements climatiques sur des populations locales du Bénin. Il ressort, en conclusions, que la vulnérabilité des sociétés doit s’étudier en regard de facteurs situés aux échelles locales, nationales et internationales, influençant les conditions de vie au sein de villages et favorisant la vulnérabilité des populations aux stress climatiques pouvant relever du réchauffement global. Dans nos cas d’étude, les populations sont vulnérables de par certains facteurs socio-économiques influençant les conditions de vie dans les villages, et, sur le plan de l’encadrement institutionnel, de par la faiblesse des structures de l’Etat, décentralisées :celles-ci se sont révélées peu présentes dans les villages étudiés, n’assurant pas le développement socio-économique et agricole à l’échelle locale. La vulnérabilité des populations qui en résulte est alors amplifiée par certains aléas climatiques spécifiques, accentuant la variabilité climatique et provoquant une certaine imprévisibilité au niveau de la pluviométrie. Réduire la vulnérabilité climatique des populations, y compris à des aléas qui pourront s’amplifier au cours des prochaines années, implique dès lors des actions se situant à différentes échelles – l’échelle locale, mais également visant certains aspects du fonctionnement de l’Etat béninois – et relevant à la fois, spécifiquement, de l’adaptation aux changements climatiques et, plus généralement, du développement socio-économique et institutionnel.

Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'étude des paléoclimats tropicaux est importante pour cerner les variabilités climatiques liées au changement global et, à terme, l'augmentation de la capacité de prédiction climatique. A ce titre, les coraux massifs apparaissent comme d'excellents enregistreurs des climats marins tropicaux. Ainsi les variations du contenu géochimique des squelettes des coraux massifs varient corollairement à l'évolution des paramètres environnementaux. Ce travail met en évidence l'intérêt d'analyses couplées (isotopes stables δ18O et δ13C et éléments trace, Sr/Ca, U/Ca, Ba/Ca, Mg/Ca et Ba/Ca) pour comprendre entre autre la variabilité des températures et des salinités de surface de l'océan. Les méthodes existantes ainsi que celles développées dans le cadre de cette étude lors de la phase de calibration sont appliquées à deux sites d'étude situés dans le pacifique tropical Sud Ouest. Ainsi, plus de 500 ans d'enregistrement des températures et des salinités sont reconstruites en continu, montrant des variations de type interdécennales marquées, qui s'expliquent essentiellement par la courantologie des masses d'eaux au Sud de l'île de la Nouvelle Calédonie. De forts événements ENSO (El Niño Southern Oscillation) ont également été mis en évidence aux alentours de 1600. L'autre site d'étude, Wallis, d'interprétation plus complexe, semble présenter des variations liées aux modulations basse fréquence de la SPCZ (South Pacific Convergence Zone). Finalement, ces résultats sont remis en perspective dans un cadre plus général et une synthèse des différents outils offerts aux paléoclimatologues est produite, incorporant les résultats issus des présents travaux.

L’échec des négociations sur le climat en 2009 à Copenhague invite à penser un modèle complémentaire de gouvernance internationale environnementale, dont les prémisses ont émergé par la voix des États insulaires de l’AOSIS. Des États, se regroupant sur la base d’une perception du risque partagée, mettant en exergue des fragilités grandissantes, telle est la base de départ de cette enquête. Le niveau régional se présente comme l’un des compléments à la crise de l’universalisme. Mais penser un niveau de gouvernance internationale en environnement requiert d’identifier les conditions d’émergence de celui-ci et de son efficacité. Nous nous concentrerons sur les premières. Nous interrogerons l’identité des acteurs de sa création, les outils qu’ils utilisent et les raisons pour lesquelles est créé ce régionalisme permettant de lutter contre les changements climatiques. Différents courants des relations internationales proposent une approche théorique de la coopération régionale et plus génériquement du régionalisme, sans pour autant qu’un modèle uniforme n’ait été identifié. L’approche théorique par le biais de problématiques environnementales au niveau régional nécessite l’intervention de plusieurs courants permettant d’expliquer le phénomène : le constructivisme par la construction de l’objet sécuritaire, les théories de la stabilité hégémonique par la recherche d’un hégémon régional incitant les autres États à coopérer, le néolibéralisme institutionnel pour expliquer le rôle des réseaux et la recherche du gain que les États peuvent espérer en entrant dans le processus coopératif, les théories de l’interdépendance complexe par l’intervention d’acteurs non étatiques. Ces différentes approches parviennent-elles ou échouent-elles à expliquer ce phénomène ?
The failure of the climate negotiations in Copenhagen in 2009 prompts us to reflect on a complementary model of international environmental governance, whose premises have emerged through the voice of the island States of AOSIS. States, coming together on the basis of a shared perception of risk, highlighting increasing fragilities, this is the starting point of this investigation. The regional level is presented as one of the complements to the crisis of universalism. But reflecting on alevel of international governance environment requires identifying the conditions for its emergence and for its efficiency. We will focus on the first ones. We will question the identity of the actors of its creation, the tools they use and the reasons why this regionalism, allowing fighting against climate change, is created. Various trends of international relations offer a theoretical approach to regional cooperation, and regionalism more generically, without having identified a uniform model. The theoretical approach through environmental issues at the regional level requires the intervention of several schools of thought to explain the phenomenon: constructivism by building a climate threat and its perception , theories of hegemonic stability by seeking a regional hegemon encouraging other States to cooperate, institutional neoliberalism to explain the role of networks and the search for profit States can expect by entering the cooperative process, theories of complex interdependence through the intervention of non- State actors. Do these various approaches succeed or fail to explain this phenomenon?

Les komatiites sont des roches volcaniques ultrabasiques caractéristiques de l'Archéen et du Protérozoïque. Nous présentons ici une étude de la pétrogénèse des komatiites de la ceinture de Barberton en Afrique du Sud. Celle-ci comprend un modèle de fusion original bâti à partir de la constatation expérimentale qu'à très forte profondeur (P>13GPa), les liquides komatiitiques sont plus denses que la péridotite solide et donc ne peuvent pas s'échapper de leur source. Nous proposons que la fusion des sources des komatiites de Barberton ait commencée à une pression supérieure à 13GPa dans le manteau mais que les liquides produits soient restés retenus dans les sources jusqu'à ce que celles-ci n'aient dépassé, au cours de leur remonté, la limite de densité à laquelle le liquide devient moins dense que le résidu solide (à ~13GPa). Alors, les liquides auraient commencé à quitter leur source, d'abord doucement, puis de plus en plus vite alors que la différence de densité entre le liquide et le résidu solide s'accroissait. Les komatiites appauvries en Al, qui sont les plus abondantes à Barberton, auraient été produites par les premiers liquides qui ont quitté la source peu après le franchissement de la limite de densité. Les liquides qui quittèrent ensuite cette même source à moins forte pression, auraient formé les komatiites enrichies en Al. Les komatiites non-appauvries en Al auraient été produites par le même mécanisme mais par des sources de température potentielle plus forte. Une étude parallèle des trois systèmes isotopiques Sm-Nd, Lu-Hf et Re-Os nous a permis de contraindre l'histoire chimique des sources de komatiites de Barberton. Les systèmes Sm-Nd et Lu-Hf indiquent des sources appauvries et le système Re-Os une source chondritique. Nous proposons que les sources des komatiites aient été appauvries par l'extraction de croûte, mais qu'ensuite, leur composition en Re et Os aient été ramenées à leur valeur chondritique par le dernier épisode massif d‟accrétion de la Terre : " le vernis tardif ".

Cette thèse porte sur la série carbonatée d'âge Sinémurien supérieur à Bajocien inférieur du Bassin Sud Provençal qui, dans l'étude des "crises" de la production carbonatée et des facteurs forçant ces perturbations, est un objet d'étude très favorable. Elle est caractéristique de milieux marins ouverts, le plus souvent d'offshore et de shore face. Les faciès et les milieux de dépôt varient rapidement dans l'espace et dans le temps. Leurs organisations sont liées à une structuration complexe du bassin. L'étude intégrée, sédimentologique, biostratigraphique, diagénétique et géochimique de 15 coupes montre que la série s'organise en quatre séquences de dépôt enregistrant une évolution complexe et ponctuée par des discontinuités sédimentaires majeures. L'étude détaillée de ces discontinuités et leur intégration à l'échelle Ouest-européenne permet de discriminer la valeur locale, régionale ou globale des moteurs qui déterminent le fonctionnement du Bassin Sud Provençal.

La composition chimique de la croûte continentale a significativement évolué à la transition Archéen-Protérozoïque (3000-2500 Ma), témoignant de changements géodynamiques majeurs à cette époque. Afin d'étudier l'expression et les origines de ces changements, qui sont encore mal contraints, j'ai étudié une diversité de granitoïdes qui se sont mis en place dans cette gamme d'âges à la marge Nord du craton du Kaapvaal, en Afrique du Sud. Ce travail a permis de préciser la typologie et l'origine des granitoïdes tardi-archéens ; ceux-ci peuvent être classés dans trois grands groupes : (1) Les sanukitoïdes, représentés en Afrique du Sud par le pluton de Bulai, sont des magmas dérivant de l'interaction entre une péridotite mantellique et un composant riche en éléments incompatibles (TTG, liquide issu de la fusion de sédiments, et, plus rarement, fluide aqueux). Les sanukitoïdes peuvent être classés en deux groupes distincts, selon les mécanismes de cette hybridation : les low-Ti sanukitoids proviennent d'une simple hybridation du liquide silicaté avec la péridotite, alors que les high-Ti sanukitoids sont issus de la fusion d'un assemblage métasomatique à amphibole et phlogopite, résultant de ces interactions. Enfin, les mécanismes de différenciation des suites sanukitoïdes au niveau de la croûte sont contrôlées par des mécanismes de cristallisation fractionnée ou (moins vraisemblablement) de fusion partielle. (2) Les sanukitoïdes " marginaux ", représentés dans le craton du Kaapvaal par les plutons de Mashashane, Matlala, Matok et Moletsi, sont des granitoïdes résultant de l'interaction entre des sanukitoïdes et des magmas provenant de la fusion de croûte préexistante. Etant donné la large gamme de sources possibles (TTG, métasédiments, roches mafiques) d'un craton à l'autre, ce groupe est extrêmement diversifié. Leurs mécanismes de différenciation sont contrôlés par la cristallisation fractionnée. (3) Certains granites, tels que le batholite de Turfloop en Afrique du Sud, sont directement issus de la fusion de lithologies crustales (TTG, métasédiments et amphibolites). Au sein du craton du Kaapvaal, l'évolution spatio-temporelle du magmatisme tardi-archéen suit un schéma très caractéristique : les TTG se mettent en place entre ~3300 et ~2800 Ma, puis laissent la place à la genèse de l'ensemble des granitoïdes présentés ci-dessus, qui se déroule entre 2780 et 2590 Ma. Cette séquence d'évènements est reproduite au sein de tous les cratons du monde à la fin de l'Archéen. Elle témoigne de l'avènement des processus de recyclage crustal, puisque, par opposition aux TTG archéennes qui dérivent de métabasaltes juvéniles, les magmas tardi-archéens sont issus à la fois de la différenciation intracrustale et de l'interaction entre une péridotite et du matériel continental introduit dans le manteau. Cette dualité de processus pétrogénétiques est aussi très typique des épisodes magmatiques qui ont lieu à la fin des cycles de subduction-collision post-archéens. Ainsi, l'évolution de la composition des granitoïdes entre 3000 et 2500 Ma traduit vraisemblablement l'initiation d'une forme de tectonique des plaques proche du régime actuel. Celle-ci serait liée au refroidissement planétaire global, qui a probablement entraîné un " effet de seuil " dans l'évolution de l'épaisseur de la croûte océanique ainsi que la rhéologie et le volume de la croûte continentale, permettant ainsi à la subduction et à la collision de ne devenir thermo-mécaniquement stables qu'à partir de la fin de l'Archéen.

Des études récentes démontrent que les périodes d’étiage des rivières du sud du Québec seront plus sévères et plus fréquentes en raison du réchauffement climatique attendu. Les municipalités s’approvisionnant en eau brute à même ces rivières devront s’adapter à cette nouvelle réalité. L’objectif de l’étude présentée est de déterminer le prélèvement ultime en eau brute qu’une ville peut effectuer en rivière sans compromettre l’intégrité du milieu naturel. Une étude d’impact en conditions de changements climatiques est effectuée et des mesures d’adaptation sont proposées pour assurer la viabilité à long terme du prélèvement à la prise d’eau. L’étude porte sur la prise d’eau de la ville de Bromont, située sur le tronçon centre de la rivière Yamaska. Une approche de soutien d’étiage en utilisant le lac Brome est retenue. Le modèle hydrologique SWAT est utilisé pour reconstituer les apports naturels sur le bassin versant. Il est également utilisé pour produire des séries de débits en période de référence et en période future pour sept projections climatiques. Un modèle de simulation maison est utilisé pour reproduire la gestion du barrage au lac Brome. Le débit prélevable est déterminé en utilisant quatre méthodes différentes pour le calcul des débits réservés écologiques. Les résultats démontrent que la ville de Bromont est en mesure de prélever de l’eau jusqu’à la quantité permise par son certificat d’autorisation sans avoir d’impact sur l’intégrité du milieu naturel uniquement pour une des quatre méthodes de détermination du débit réservé écologique et ce uniquement au printemps, à l’été et à l’automne. Avec les changements climatiques, le prélèvement jusqu’à la valeur autorisée engendre le non-respect des débits réservés écologiques pour toutes les méthodes. Finalement, les méthodes d’adaptation sont en mesure de pallier l’impact des changements climatiques et de permettre un prélèvement équivalent à celui prévu au certificat d’autorisation de la ville.

Le Sud-Est de l'Amérique du Sud (SESA) est l'une des rares régions subtropicales où les modèles climatiques du WCRP/CMIP3 projettent une augmentation significative des précipitations en été austral pour la fin du XXIème siècle, dans un scénario de réchauffement climatique. Ce signal est associé à une augmentation de la fréquence des étés identifiés comme des phases positives du mode dominant de la variabilité des précipitations dans la région, ce mode étant défini par des précipitations au-dessus (en-dessous) de la normale dans le SESA (zone de convergence d'Atlantique Sud). Cette tendance est associée à une augmentation de la température de surface de la mer (SST) dans le Pacifique équatorial. Cela est confirmé par des expériences de simulation numérique effectuées avec le système interactif two-way nesting du LMDZ4, qui montrent aussi que l'augmentation projetée des précipitations dans le SESA est associée au signal zonalement asymétrique du réchauffement des SST
Southeastern South America (SESA) is one of the few subtropical regions where WCRP/CMIP3 coupled general circulation models project significant summer rainfall increases by the end of the twenty first century, in a global warming scenario. This signal is revealed to be associated with a frequency increase of positive phase of the leading pattern of austral summer rainfall variability in the region. The positive phase manifests as austral summer rainfall above (below) normal in the SESA (South Atlantic convergence zone) region. Moreover, the rainfall pattern change is shown to be associated with positive anomalies of the sea surface temperature (SST) in the equatorial Pacific. This result is confirmed by numerical sensitivity experiments performed with the LMDZ4 " two-way nesting " interactive climate models system, which also showed that the projected rainfall increase in SESA is mainly associated to the zonally asymmetric pattern of the tropical SST warming

Les communautés coralliennes récifales vont subir de profonds changements dans les prochaines décennies. Les potentiels d‟acclimatation et d‟adaptation à des changements environnementaux sont comparés entre deux espèces de coraux Scléractiniaires zooxanthellés dominantes des récifs coralliens réunionnais : le stratège K Porites lutea et le stratège r Acropora muricata. Différents traits des holobiontes (survie, croissance, régénération, biomasse des tissus, contenu en protéines, composition lipidique) et de leurs zooxanthelles (identité génétique, paramètres photosynthétiques) sont caractérisés in situ sur deux à quatre sites des platiers récifaux peu profonds, distants au plus de 11 km. Leurs conditions environnementales offrent une large gamme de variation de température, d‟éclairement, d‟hydrodynamisme et de teneurs en éléments nutritifs. P. lutea, associée à des zooxanthelles thermotolérantes Symbiodinium C15, présente un fort potentiel d‟acclimatation. Après transplantation dans un environnement nouveau, P. lutea ajuste rapidement sa croissance et son contenu en protéines, sans présenter de mortalité. En revanche, A. muricata, associée à des zooxanthelles thermosensibles C2/C3, ne présente pas de telles capacités d‟acclimatation et montre une mortalité élevée. Toutes les caractéristiques d‟A. muricata (excepté sa biomasse de tissus) ainsi que les paramètres photosynthétiques et la biomasse de tissus de P. lutea sont marqués par une « empreinte » du site originel. Cette plasticité phénotypique limitée suggère une différenciation génétique à petite échelle. Chez A. muricata, elle se traduit par une tolérance accrue aux fortes températures dans l‟environnement le plus variable. A. muricata montre également des capacités régénératrices supérieures à celles de P. lutea. Chez cette dernière, la régénération est corrélée à l‟éclairement et la température, via leur contrôle des performances photosynthétiques des zooxanthelles symbiotiques. Une alternance saisonnière autotrophie/hétérotrophie est décelée chez A. muricata dans le site le plus exposé au milieu océanique. La plasticité phénotypique de P. lutea, espèce longévive, lui permet de s‟acclimater à des conditions environnementales changeantes. Les capacités de rétablissement d‟A. muricata couplées à une capacité d‟adaptation locale permettraient aussi à cette espèce opportuniste de survivre aux modifications du milieu attendues dans le cadre du changement global, dans des limites restant à définir pour ces deux Scléractiniaires
Reef coral communities will undergo major changes in the next decades. The potentials of acclimatization and adaptation to environmental changes are compared between two zooxanthellate scleractinian corals dominant on Reunion coral reefs: the K-strategist Porites lutea and the r-strategist Acropora muricata. Different traits of the holobionts (survival, growth, regeneration, tissue biomass, protein content, lipid composition) and their zooxanthellae (genetic identity, photosynthetic parameters) are characterized in situ in two to four shallow reef flat sites, less than 11 km apart. Their environmental conditions offer a wide range of temperature, light, hydrodynamism and nutrient levels. P. lutea which is associated to the thermotolerant zooxanthellae Symbiodinium C15 has a high potential for acclimatization. After transplantation to a new environment, P. lutea quickly adjusts its growth and protein content, without suffering any mortality. In contrast, A. muricata, which is combined with the thermosensitive zooxanthellae C2/C3, does not display such a capacity for acclimatization and showed a high mortality. All the characteristics (except tissue biomass) of A. muricata and photosynthetic parameters, as well as tissue biomass of P. lutea, are marked by an "imprint" of the original site. This limited phenotypic plasticity suggests a genetic differentiation at small-scale. In A. muricata, it results in an increased tolerance to high temperatures in the most fluctuating environment. A. muricata also shows greater regenerative capacities than P. lutea. In the latter species, regeneration is correlated to solar radiation and temperature, through their control of the photosynthetic performance of symbiotic zooxanthellae. A seasonal change in autotrophy vs heterotrophy is detected in A. muricata at the site where exposition to oceanic environment is the highest. The phenotypic plasticity of P. lutea, a long-lived species, allows it to acclimatize to changing environmental conditions. Recovery capacities of A. muricata, in relation to its adaptive capacity to local conditions, would also allow this opportunistic species to live through the environmental changes that are expected in the context of global change, but within limits yet to be defined for these two scleractinian species

Idéalement située à la confluence entre climat tropical et climat tempéré, l'Afrique australe est une zone très sensible aux variations des conditions climatiques. Cette région fait cependant preuve d'un manque de données paléoclimatiques important, et les méthodes de reconstruction traditionnelles trouvent rapidement leurs limites face aux conditions particulières qui y sévissent. Les méthodes de reconstruction quantitatives communément employées se révèlent inutilisables face aux conditions d'aridité extrêmes qui ne permettent que très rarement l'accumulation et la préservation de pollen moderne et fossile et se confrontent également aux particularités de la végétation abritée par cette région. L'objectif de ces travaux de thèse vise à développer une méthode de reconstruction quantitative basée sur des données polliniques fossiles, à partir de la relation entre la distribution actuelle des taxons polliniques et le climat en Afrique australe. Nous avons développé une fonction de transfert utilisant les propriétés des fonctions de densité de probabilité (pdfs), permettant de transformer l'information contenue dans un assemblage pollinique en estimation quantitative du climat. En parallèle, cette étude a permis de développer une méthode permettant de sélectionner les espèces les plus probables à inclure dans chaque type pollinique qui compose un assemblage. Cette méthode de sélection des espèces (SSM) a permis de pallier la faible résolution taxonomique des données polliniques de cette région caractérisée par une biodiversité élevée et d'affiner la méthode des espèces indicatrices, afin de la rendre utilisable en Afrique australe. Cette méthodologie a été appliquée aux données polliniques du site de Wonderkrater (Afrique du Sud). Les résultats observés et leur comparaison avec ceux provenant de sites régionaux ont permis de déterminer que les températures estivales et hivernales étaient 6±2°C inférieure au cours du LGM et du Younger Dryas et que les précipitations au cours de la saison humide étaient 50% moins importantes qu'actuellement. Ces résultats montrent que les SST enregistrées dans le canal du Mozambique régissent les conditions hydrologiques du continent adjacent, en opposition avec la possible implication de l'ITCZ sous ces latitudes. Les résultats indiquent également que les deux tropiques montrent des tendances climatiques similaires au cours des derniers 20 000 ans. La méthode a ensuite été appliquée à un enregistrement pollinique provenant de la région du fynbos (Afrique du Sud). Les résultats ont montré les limites de la méthode au vu de la faible amplitude de reconstruction obtenue pour les températures entre le LGM et l'Holocène (~2°C). Les résultats ont néanmoins permis de mettre en évidence que les températures montraient un pattern similaire à celui observé en Antarctique. Nous avons également pu montrer que les périodes glaciaires coïncidaient avec les périodes les plus humides, en accord avec le modèle de Cockroft (1987). Ce modèle dérive du mécanisme de migration des « westerlies » vers l'équateur au cours des périodes glaciaires, en réponse au déplacement du vortex circcum polaire. Les travaux issus de cette thèse ont montré qu'il était possible d'utiliser la distribution actuelle des plantes pour estimer les variations quantitatives des changements climatiques passés, dans la plupart des configurations botaniques et climatiques rencontrées en Afrique australe. La méthode de sélection des espèces se révèle être un outil indispensable dans cette région de haute biodiversité. Ces travaux offrent des perspectives intéressantes dans cette zone actuellement dépourvue de reconstructions climatiques quantitatives. Cependant, les résultats émanant des deux cas d'études ont mis en évidence des faiblesses et des limites méthodologiques qui devront faire l'objet d'études supplémentaires afin d'en améliorer les performances
Located at the interface between tropical and temperate climate systems, southern Africa is a particularly sensitive region in terms of long-term climate change. However, few reliable paleoclimatic records exist from the region – largely as a result of the arid climate with precludes the preservation of wetland sequences - , and virtually no quantitative reconstructions are available.The aim of this thesis is to develop quantitative palaeoclimate reconstruction method based the relation between modern plant distributions and climate in southern Africa. We develop botanical-climatological transfer functions derived from probability density functions (pdfs), allowing for quantitative estimates of the palaeoclimatic variables to be calculated from fossil pollen assemblages. In addition, a species-selection method (SSM) based on Bayesian statistics is outlined, which provides a parsimonious choice of most likely plant species from what are otherwise taxonomically broad pollen-types. This method addresses limitations imposed by the low taxonomic resolution of pollen identification, which is particularly problematic in areas of high biodiversity such as many regions of southern Africa.This methodology has been applied to pollen record from Wonderkrater (South Africa). Results indicate that temperatures during both the warm and cold season were 6±2°C colder during the Last Glacial Maximum and Younger Dryas, and that rainy season precipitation during the Last Glacial Maximum was ~50% of that during the mid-Holocene. Our results also imply that changes in precipitation at Wonderkrater generally track changes in Mozambique Channel sea-surface temperatures, with a steady increase following the Younger Dryas to a period of maximum water availability at Wonderkrater ~3-7 ka. These findings indicate that the northern and southern tropics experienced similar climatic trends during the last 20 kyr, and highlight the role of variations in sea-surface temperatures over the more popularly perceived role of a shifting Intertropical Convergence Zone in determining long-term environmental trends.This method has also been applied to a pollen record from Pakhuis Pass, in the Fynbos Biome (South Africa). Results show the limitations of quantitative methods, with only unrealistically low amplitude being reconstructed between the Last Glacial Maximum and Holocene (~2°C). However, results indicate that the reconstructed temperature trends, if not amplitudes, are similar to trends observed in Antarctic ice core records. Further, in reconstructing past humidity, we show that over the last 18 kyr, cooler conditions appear to be generally wetter at the site. These results are consistent with Cockcroft model (1987), derived from equatorward shift of the westerlies resulting from expansions of the circum-polar vortex.This study shows the potential of using modern plant distributions to estimates past climate parameters in southern Africa, and the species selection method proves to be a useful tool in region with high biodiversity. This work provides a novel perspective in the region, where no quantitative paleoclimatic reconstructions have been available. However, results from Pakhuis Pass highlight some of the limitations of this methodology, which will be subject of future work in this promising field of inquiry

L’objectif de ce projet est de réaliser l’étude d’écologie moléculaire, non pas d’une espèce isolée, mais d’un groupe fonctionnel. Dans l’écosystème forestier africain, certaines espèces sont caractéristiques de la forêt, d’autres de la savane, et ont connu des phases d’expansion et de régression au cours des changements climatiques du quaternaire. Leur génome a-t-il enregistré un signal commun de l’histoire démographique qui en a résulté ? J’ai travaillé sur 9 espèces du genre Zaprionus (Drosophilidae). J’ai obtenu pour six d’entre elles un jeu de données complet comprenant deux échantillonnages populationnels N=20 (15 dans un cas) pour 10 gènes nucléaires et un gène mitochondrial. J’ai cherché la trace d’expansions démographiques en utilisant le DT de Tajima, le FS de Fu, la distribution mismatch. Avec les horloges moléculaires disponibles, l’histoire démographique de chaque espèce a été explorée par des méthodes bayésiennes sous BEAST (ADN mitochondrial) ou dans un modèle avec recombinaison utilisant FastSimCoal (ADN nucléaire). Cinq espèces d’affinités forestières présentent la signature d’une expansion de population. C’est le cas de Z. aff. proximus, Z. davidi, Z. sepsoides, Z. taronus et Z. vittiger. Une sixième espèce, Z. indianus, semble avoir une histoire démographique plus complexe ce qui serait compatible avec son écologie savanicole. Les délais imposés par la lourdeur des outils numériques disponibles ont limité à ce stade l’exploitation complète de ces données. En conclusion, le génome de toutes les espèces, de savane ou de forêt, porte la signature des changements climatiques passés. Ceci valide les prémisses de notre approche d’une "génomique des écosystèmes"
The aim of this project was to carry out a molecular ecology study, not only on a single species, but on a whole functional group. In the africain forest ecosystem, some species are typical of the forest while others are typical of the savanna, and have undergone stages of expansion and regression during Quaternary climate changes. Do their genomes share a common signature of the ensuing demographic history? I worked on nine species from the Zaprionus genus (Drosophilidae). For six species, I was able to gather a complete dataset including two population samples of N=20 (15 in one case) for 10 nuclear genes and one mitochondrial gene. I investigated the signature of population expansion by using Tajima’s DT, Fu’s FS, and the mismatch distribution. The demographic history of each species was investigated using Bayesian methods including BEAST (for mtDNA) and a recombination model using FastSimCoal (for nuclear DNA), with available molecular clocks. Five forest-dwelling species show the signature of a population expansion: Z. aff. proximus, Z. davidi, Z. sepsoides, Z. taronus et Z. vittiger. A sixth species, Z. indianus, shows a more complex history in agreement with its dependence on savanna. The completion of the analysis of the whole dataset was precluded by the time-consuming numerical procedures involved. To conclude, the genome of all of these species – either form savanna of from the forest – shows the signature of past climatic changes, thus validating an "ecosystem genomics" approach

L'évolution des paysages provençaux (sud Luberon, Vaucluse, France) depuis la dernière glaciation est analysée au travers de la dynamique couplée des formations alluviales et des systèmes travertineux, en relation avec les changements climatiques et l'anthropisation. Des analyses géomorphologiques, sedimento-stratigraphiques et physico-chimiques, dont les résultats sont incrémentés par des études archéologiques et paléoécologiques (malacologie et anthracologie) ainsi qu'une cinquantaine de datations 14C, constituent les fondements d'une étude à vocation pluridisciplinaire sur les relations Homme/milieu en France méditerranéenne.
Aux environs de 50 Ka BP, les vallons du piémont sud du Grand Luberon sont colmatés par de puissants glacis d'accumulation dépassant fréquemment les 30 mètres d'épaisseur et remaniant un abondant matériel torrentiel caillouteux contenant des gélifracts. A leur base, plusieurs « sols rouges » et leur contenu paléontologique, indiquent le caractère plus tempéré des épisodes interstadiaires du Stade Isotopique 3 en domaine méditerranéen.
Entre le Dernier Maximum Glaciaire et le Tardiglaciaire (18000-17000 cal BP. ?), période charnière au niveau bioclimatique, une incision majeure intervient, surprenante par son ampleur et sa rapidité. Dès 15500 cal. BP, la tendance morphogénique s'inverse et l'on assiste à une reprise de l'accumulation sédimentaire dans les fonds de vallons. Au sein de cette nouvelle dynamique, de puissantes formations travertineuses se développent aux débouchés d'exsurgences karstiques et signent le réchauffement climatique engagé. Celles-ci constituent jusqu'à présent le plus ancien témoignage du « redémarrage » postglaciaire de la travertinisation dans le sud de la France. Par la suite, et dans l'ensemble des formations détritiques et carbonatées, deux incisions principales se produisent vers 9000 et 6000 cal. BP en alternance avec des phases de remblaiements. Les fluctuations morphogéniques de cette première partie du Postglaciaire s'accordent, et semblent principalement inféodées, aux variations des paramètres bioclimatiques.
Dès le Néolithique Final, dans un contexte d'augmentation des occupations humaines, les séquences enregistrent une série de ruptures (incisions) de haute fréquence et de faible amplitude. Ces perturbations sont accompagnées de changements de faciès dans les systèmes carbonatés et d'ouvertures fortes du milieu végétal déterminées par les analyses paléoécologiques. Le caractère particulièrement sensible des ensembles travertineux aux modifications d'origine climato-anthropique du biotope est ainsi souligné.
Entre le XIème et le XIIIème siècle après Jésus Christ, on note l'interruption, de l'accumulation des travertins et le démantèlement des formations l.s. (et non entre la fin du Néolithique et la période antique comme il était communément admis). C'est également dans le même intervalle que s'instaure la dynamique majeure d'incision linéaire des talwegs bien connue dans le sud de la France, mais jusqu'à présent rangée dans une chronologie incertaine. Postérieurement au XVIIème siècle, au cours du Petit Age Glaciaire, une dernière période de remblaiement détritique plus modeste débute. A terme, celle-ci est interrompue par une ultime phase d'incision toujours effective aujourd'hui. L'action conjuguée des oscillations climatiques et des modes d'occupation des sociétés humaines sur le milieu « naturel » apparaît comme le principal moteur d'une morphogenèse mouvementée au cours de la deuxième partie du Postglaciaire.

Les modèles de niche écologique (ENM) sont largement utilisés pour prédire la distribution actuelle et future des espèces. Ils peuvent être des outils complémentaires pour évaluer la qualité de niche des potentielles aires de lâchers, un facteur clé pour le succès des translocations. Pourtant, les ENM sont encore rarement appliqués dans les translocations et on a encore peu de preuves de leur intérêt pour les translocations. Nous avons centré nos recherches sur des programmes bien établis de renforcement des populations de deux espèces d'Outarde houbara, l'espèce nord-africaine (Chlamydotis undulata) et l'espèce migratrice asiatique (C. macqueenii). Grâce à un suivi intensif de populations sauvages relictuelles et d'individus élevés en captivité et lâchés sur une large partie de leur aire de répartition, ces programmes fournissent un cadre d'étude idéal pour envisager des questions complexes sur la pertinence des ENM dans la translocation. Nous avons relié la survie individuelle, une composante essentielle de la dynamique des populations, à la qualité de niche, en réalisant notamment un lâcher expérimental de 180 individus le long du gradient de qualité de la niche. Nous avons ensuite testé si les outardes lâchées utilisent la même niche écologique que les sauvages pour valider l'utilisation ultérieure des projections des modèles. Enfin, nous discutons de l'implication des changements globaux pour les translocations d'Outarde houbara. Ces approches empiriques reliant la qualité de niche aux processus démographiques constituent un pas en avant pour une meilleure compréhension de la pertinence des ENM pour les translocations d'espèces dans un environnement changeant
Ecological niche models (ENM) are widely used to predict the current and future distribution of species. They could be used as complementary tools to assess the niche suitability of potential release areas, a key parameter for improving success in conservation translocation. Yet, ENM are still rarely applied and general evidence about the benefit of these models in translocation is still lacking. We focused our research on reinforcement programs of two species of Houbara Bustard, the sedentary North African species (Chlamydotis undulata undulata) and the migratory Asian species (C. macqueenii). Through the extensive monitoring of remnant wild populations and captive-born released individuals over a large proportion of their distribution range, these programs provide an ideal study framework to address complex questions regarding the relevancy of ENM in translocation conservation. First, we linked individual survival, a crucial component of population dynamics, to niche suitability. Then, we performed an experimental release and monitoring of 180 individuals along a gradient of habitat suitability as predicted by ENM to test the effect of release site suitability on survival of captive-born individuals. We then tested if released houbaras use the same ecological niche than wild houbaras, as a validation step to support the subsequent use of niche modelling. Finally, we discussed the implications of global change for ongoing translocation programs of Houbara Bustard. Empirical approaches linking habitat suitability with demographic processes provide a step towards a better understanding of the relevance of ENM for conservation translocations in changing environments

L'évolution des paysages provençaux (Lubéron, Vaucluse) depuis la dernière glaciation est analysée au travers de la dynamique couplée des formations alluviales et des systèmes travertineux, en relation avec les changements climatiques et l'anthropisation. Au Péniglaciaire, vers 50 Ka BP de puissants glacis s'organisent sur le piémont sud du Grand Lubéron. Dans ces dépots plusieurs sols rouges soulignent le caractère tempéré des phases interstadiaires du Stade isotopique 3. Au Tardiglaciaire et au long de l'Holocène, les vallons sont colmatés par des remblais alluviaux et des séquences travertineuses. La morphogénèse du premier Postglaciaire semble soumise aux seules variations des paramètres bioclimatiques. À partir du Néolithique final, des ouvertures du milieu végétal, des incisions de haute fréquence et des changements de faciès travertineux caractérisent l'impact recrudescent des facteurs d'origine climato-anthropique dans l'évolution des systèmes morphogéniques.

Les sols humifères des “Hautes Terres” du massif des Nilgiri peuvent être considérés comme le résultat d'une évolution polycyclique : les altérites ferrallitiques correspondent à une ancienne pédogenèse sous climat tropical chaud et humide ; la pédogenèse actuelle n'expliquant que la formation des horizons humifères supérieurs. Les sols les plus humifères sont caractérisés par la présence de grandes quantités d'associations organo-métalliques et vérifient les nouveaux critères d'appartenance aux Andosols des classifications des sols et sont, de plus, nonallophaniques. Les Andosols des Nilgiri, développés sur un matériau ferrallitique ancien, présentent une pédogenèse originale. En l'absence de verres volcaniques et d'autres minéraux altérables dans le matériau ferrallitique de profondeur, les sources potentielles d'aluminium et de fer sont constituées par des oxydes. La gibbsite et les oxydes de fer, considérés comme minéraux ultimes de l'altération ferrallitique, sont instables en milieu acide et organique. La formation des associations organo-métalliques est due à l'acido-complexolyse de la gibbsite et des oxydes de fer. Du fait des fortes teneurs en oxydes, les associations organo-métalliques sont pourvues d'une forte charge métallique et s'accumulent dans le profil, ce qui conduit à l'apparition des propriétés andiques. Les datations au 14C et la détermination du δ13C des horizons humifères ont mis en évidence que l'accumulation de matière organique était à relier à l'existence d'une période plus froide à la fin du Pléistocène sous une végétation graminéenne. L'étude de ces sols présente un intérêt certain pour la compréhension des processus d'accumulation de carbone dans les sols à différentes époques, et montre que la caractérisation des associations organo-métalliques à différentes échelles permet de comprendre les mécanismes d'interaction entre la matière organique et les cations métalliques, clé de la stabilisation de la matière organique
High elevation humiferous soils from the Nilgiri Hills may be considered as the result of a polycyclic genesis: the ferrallitic regoliths corresponding to an old pedogenesis under a tropical wet and hot climate; the present pedogenesis concerning only the surface humiferous horizons. The most humiferous soils are marked by the presence of high amounts of organo-metallic complexes and verify the criteria of identification of Andosols in recent soils classifications and are moreover non-allophanic. The Nilgiri Andosols developed on an ancient ferrallitic material present and original pedogenesis. In the absence of volcanic glasses and any other weatherable minerals the potential sources of aluminium and iron to form the organometallic complexes are the secondary oxides. Gibbsite and iron oxides, considered as stable minerals of ferrallitic weathering, are instable in acidic conditions and in presence of organic matter. Due to high amounts of oxides the organo-metalllic associations are provided with a substantial metallic charge which leads to the emergence of andic properties. 14C datings and δ13C of soil organic matter revealed that the formation of the organic matter-rich horizons was related to the existence of a cold period at the transition Pleistocene / Holocene with grassland vegetation. The study of these soils gives information on the processes of organic matter accumulation in soils at different periods and show that the characterisation of the organo-metallic complexes at different scales allows to understand the interactions of the organic matter with metallic-cations which is the key process of its stabilisation

La biodiversité des forêts tropicales humides (FTH) est inégalement répartie dans les trois principales régions des tropiques : les Néotropiques, l’Asie du sud-est et l’Afrique tropical. Même si les forêts africaines contiennent une diversité en espèces végétales et un endémisme importants, leur richesse spécifique reste faible par rapport aux autres massifs forestiers tropicaux. Cette disparité serait liée à l’impact négatif d’événements d’extinction durant le Cénozoïque plus intenses dans les forêts africaines. A l’échelle du bassin du Congo, les niveaux de diversité important et l’endémisme des forêts africaines seraient liés à l’hypothèse d’existence de forêts refuges du passé. Cette hypothèse suggère une contraction des forêts en ‘refuges’ durant les événements climatiques du Dernier Maximum Glacier (DMG, entre 24’000 et 12’000 Ans).L’objectif principal de cette thèse est d’étudier l’évolution des forêts africaines en réponse aux changements climatiques sur des pas de temps anciens (millions d’années) et plus récent (milliers d’années). Pour cela nous étudions deux groupes de palmiers Africains : les rotins de la sous-tribu des Ancistrophyllinae et le genre de sous-bois des FTH d’Afrique Centrale Podococcus composé de deux espèces P. barteri et P. acaulis. Le premier groupe nous renseigne sur les événements d’extinctions anciens durant le Cénozoïque, alors que le second permet d’étudier la réponse des FTH face aux changements climatiques du Pléistocène. L’approche utilisée dans cette thèse consiste à 1) reconstruire l’histoire évolutive des rotins, et 2) inférer la dynamique évolutive des deux espèces de Podococcus dans le temps. Cinq objectifs spécifiques structurant deux grandes parties de la thèse ont été retenus. Première partie : (i) reconstruire les relations phylogénétiques chez les Ancistrophyllinae à l’aide de marqueurs chloroplastiques et nucléaires, (ii) estimer les âges de divergences puis tester l’impact des événements d’extinction chez les Ancistrophyllinae. Seconde partie : (iii) construire les modèles de niches écologiques et inférer les zones de stabilité écologique des deux espèces de Podococcus depuis le DMG, (iv) reconstruire les relations phylogéographiques chez Podococcus à partir de plastomes entier obtenus avec du Séquençage Nouvelle Génération ‘NGS’ et (v) évaluer la concordance entre la diversité génétique et la stabilité écologique des populations de Podococcus.Les résultats suggèrent que les espèces d’Ancistrophyllinae se sont probablement diversifiées de manière constante mais avec un taux d’extinction assez élevé ponctué par un ou plusieurs événements d'extinction sévères au cours du Cénozoïque. Les Ancistrophyllinae ont divergé durant l’Eocène et la plupart des espèces sont apparues après 10 Ma durant la fin du Miocène et du début du Pliocène. Chez le genre Podococcus, une corrélation significative entre la diversité génétique unique et la stabilité écologique a été démontré appuyant l’hypothèse des forêts refuges. Les populations écologiquement stables et diversifiées sont principalement localisées dans les zones montagneuses comme les Monts de Cristal et les Monts Doudou au Gabon, mais aussi dans les forêts littorales atlantiques au Gabon et au Cameroun. Par contre la plupart des populations datent d’avant le DMG ce qui traduit une réponse des espèces sur plusieurs cycles glaciers. Les résultats de cette thèse montrent que les changements climatiques anciens et plus récents ont fortement influencé l’évolution et la dynamique des espèces forestières d’Afrique Centrale. De plus, nos résultats ont permis d’identifiés les forêts côtières comme prioritaires pour la conservation de la diversité en Afrique Centrale
Tropical rain forests (TRF) biodiversity is not equally distributed between the three main tropical regions: Neotropics, South East Asia and tropical Africa. Even though African rain forests display high levels of diversity and endemism, this diversity is low compared to that of the other tropical regions. One of the main hypotheses advanced to explain this lower species diversity is that the African flora has undergone higher extinction rates during the Cenozoic. Across the Congo basin, high levels of species diversity and endemism is thought to be linked to the hypothesis of forest refugia. This hypothesis suggests a contraction of rain forests in 'refugia' during the Last Glacial Maximum (LGM, between 24’000 and 12’000 Years).The aim of this thesis is to study the evolution of African rain forests in response to climate change on ancient (million years) and more recent (thousands of years) time scales. For this we study two groups of African palms: the rattans of the sub-tribe Ancistrophyllinae and the understory genus of Central African TRF Podococcus with two species P. barteri and P. acaulis. The first group provides information about ancient extinctions events during the Cenozoic, while the second is used to study the response of TRF during Pleistocene climate change in Central Africa. The approach used in this thesis is to 1) reconstruct the evolutionary history of African rattans, and 2) to infer the evolutionary dynamics of the two species of Podococcus through time. The five specific objectives structuring two main parts of the thesis are: First part: (i) reconstruct phylogenetic relationships among Ancistrophyllinae using plastid and nuclear markers, (ii) estimate divergence times and test the impact of extinction events on Ancistrophyllinae. Second part: (iii) build ecological niche models and infer the areas of habitat stability of the two species of Podococcus from the LGM, (iv) reconstruct phylogeographic relationships of populations of Podococcus from whole plastomes obtained using Next Generation Sequencing and (v) assess the correlation between genetic diversity and ecological niche stability of all populations of Podococcus.Results suggest that Ancistrophyllinae has possibly undergone a constant diversification with a relatively high extinction rate punctuated by one or more severe extinction events during the Cenozoic. Ancistrophyllinae diverged during the Eocene with most species originating to the Late Miocene after 10 Ma. In the genus Podococcus, a significant correlation between the unique genetic diversity and habitat stability was demonstrated supporting the hypothesis of forests refugia in Central Africa. Ecologically stable and diverse populations are mainly located in mountainous areas such as Monts de Cristal and Monts Doudou in Gabon, but also in the Atlantic coastal forests in Gabon and Cameroon. In contrast, most of the populations predate the LGM reflecting that species respond over several glacial cycles. Results of this thesis highlight that ancient and recent climate changes have strongly influenced the evolution and dynamics of Central African forests. In addition, our results allowed the identification of African Atlantic coastal forests as an important conservation priority

Le lagon de la Nouvelle Calédonie (Pacifique Sud-Ouest), est drainé par les entrées fluviales et océaniques sous la pression de l’érosion des sols ultramafiques (enrichies en Nickel et Cobalt). Le but de cette thèse était de mieux comprendre les sources et la variabilité spatio-temporelle de la matière organique dissoute colorée (MODC) et fluorescente (MODF) le long de continuum rivière-côte-lagon-large en zone lagonaire tropicale du Pacifique dans un contexte de changement climatique et d’anthropisation locale (activité minière). Les côtes Est et Ouest calédoniennes ont été échantillonnées pendant 1 an et demi et pendant la campagne CALIOPE 3 (côte Est) lors d’un épisode El Niño fort (2015-2016), ponctués de forts épisodes pluvieux. L’analyse parallèle factorielle (PARAFAC) des matrices d’excitation-émission de fluorescence (MEEFs) a abouti à l’indentifications de 5 fluorophores : humique-like marin, 2 tyrosine-like, et tryptophane-like d’origine autochtone issus des compartiments phytoplanctoniques et bactériens, et un fluorophore humique-like d’origine allochtone provenant des rivières drainant les côtes. La MODC à 350 et 442 nm suivait une dynamique fortement dépendante des apports fluviaux pouvant être découplée de la dynamique de la MODF. La MODF sur la côte Est suivait un cycle saisonnier (saison sèche/humide) contrairement à la côte Ouest dépendante de d'évènements pluvieux sporadiques. Des fluorophores (humique, tyrosine et tryptophane-like) ont montré des affinités avec certains métaux traces (Nickel, Manganèse, Cobalt) ce qui a permis de développer une expérience de quenching de fluorescence pour déterminer le pouvoir complexant de la MODF naturelle
New Caledonia (South-West Pacific) is a tropical area under strong environmental pressure (climate change and local anthropogenic forcing). The aim of this thesis was to gain a better understanding of the colored (CDOM) and fluorescent (FDOM) dissolved organic matter dynamic in the New Caledonia Lagoon where strong ultramafic erosion pressure is associated with trace metals (i.e., nickel, manganese and cobalt). 3D spectrofluorimetry was used to characterize the CDOM/FDOM. The West and East coasts were sampled during one year and a half in a context of El Niño (2015-2016), interrupted by strong rainy events (storms) and during CALIOPE 3 cruise (East coast). A parallel factor analysis (PARAFAC) of EEMF led to the identification of 5 fluorophores: marine humic-like, 2 tyrosine-like and tryptophan-like peaks (T2 peak) from the biological balance between phytoplankton and bacterioplankton and a terrestrial humic-like from rivers draining caledonian coast. The CDOM signal at 350 and 442 nm had a strong dependency on river inputs accentuated during storms and revealed photodegraded CDOM. The FDOM signal in the East showed a seasonal cycle (wet/dry season) contrary to the West coast depending on sporadic rainy events. Data acquired during the CALIOPE 3 were coupled with trace metal concentrations, biogeochemical parameters, and plankton communities. Some fluorophores displayed a preferential association with nickel and cobalt. The complexation capacities of these fluorophores toward trace metals were revealed by a quenching experiment that allowed to derive complexation constants

Les dynamiques en cours au sein des espaces pastoraux en milieu aride telles que la diminution drastique en termes de qualité et de quantité des ressources pastorales, l’avancée des fronts agricoles et urbains, la mise en place de lois pastorales visant à sécuriser le pastoralisme ont pour conséquence de remettre en question les systèmes de relations et d’accords sur lesquels se fonde le capital social mobilisé par les éleveurs pour accéder aux ressources pastorales et de complémentation nécessaires au maintien de leur troupeau. L’enjeu principal de notre thèse est de comprendre comment les éleveurs adaptent leur capital social à ces transformations pour sécuriser leur capacité à accéder aux ressources et maintenir leur troupeau dans un contexte qui tend à accroître leur vulnérabilité. Si l’approche du capital social comme facteur déterminant de l’accès aux ressources au sein des sociétés pastorales ne constitue pas un objet d’étude nouveau, elle continue à soulever de nombreuses questions théoriques et méthodologiques en sciences humaines et sociales. À partir d’une étude portant sur les éleveurs camelins au sein de la province de Tan-Tan au sud-ouest du Maroc, notre thèse propose de construire un cadre d’analyse pluridisciplinaire mobilisant la géographie (sociale, politique, historique), la socio-anthropologie et la socio-économie, visant à développer une nouvelle approche du capital social visant non pas à mesurer un stock global de capital social, mais plutôt à mettre l’accent sur les processus par lesquels les éleveurs le construisent, l’entretiennent et le développent à travers la notion de stratégies d’investissement social développée par le sociologue Pierre Bourdieu. Le premier chapitre de résultats porte sur l’évolution des jeux d’acteurs tribaux et étatiques depuis la période coloniale et leurs conséquences sur les réseaux sociaux à partir desquels les éleveurs construisent et entretiennent leurs stratégies d’investissement social. Le second chapitre de résultats présente la méthode que nous avons mise en place pour établir une typologie des profils d’éleveurs en fonction de ces différentes stratégies en interaction avec les autres formes de capitaux qu’ils détiennent. L’étude des capacités d’adaptation des différents profils d’éleveurs durant la sécheresse et la crise sanitaire liée à la pandémie du COVID-19 ayant touché la province de Tan-Tan durant notre période d’étude nous permet alors de démontrer que les éleveurs ayant été les mieux à même d’accéder aux ressources pastorales et de complémentation sont ceux qui se sont adaptés aux changements politiques et sociaux en développant des stratégies d’investissement social à cheval entre réseau coutumier et étatique ou en s’appuyant sur un capital financier et un prestige social important. Entre recherche et développement, cette thèse est une invitation à mettre au cœur de l’analyse de la résilience des populations pastorales l’étude des stratégies d’ investissement social mises en place par les éleveurs dans la mesure où elles constituent un facteur déterminant de leur capacité à accéder aux ressources nécessaires au maintien leur troupeau et par conséquent de leur capacité d’adaptation aux changements qui caractérisent les espaces pastoraux en milieu aride. Par ailleurs, elle met également l’accent sur la nécessité de prendre davantage en compte, dans le cadre des projets et politiques de développement pastoral, les multiples territoires et jeux d’acteurs au sein desquels s’insèrent les espaces pastoraux à partir desquels les éleveurs élaborent leurs stratégies sociales pour accéder aux ressources. Ce n’est en effet que par cette prise en compte et la mise en lumière des disparités existantes en termes de capacité d’accès aux ressources au sein de la communauté pastorale concernée que le développement pastoral pourra bénéficier à une majorité d’éleveurs et non pas seulement à ceux qui disposent des « bons » réseaux
The current dynamics within the pastoral areas in arid environments, such as the drastic decrease in terms of quality and quantity of pastoral resources, the advance of agricultural and urban fronts, and the implementation of pastoral laws aimed at securing pastoralism, have the consequence of questioning the systems of relations and agreements on which the social capital, mobilized by herders to access the pastoral and complementary resources necessary to maintain their herds, is based. The main challenge of our thesis is to understand how herders adapt their social capital to these transformations to secure their ability to access resources and preserve their herds in a context that tends to increase their vulnerability. While the approach of social capital as a determining factor in access to resources within pastoral societies is not a new subject of study, it continues to raise numerous theoretical and methodological questions in the human sciences. Based on a study of camel breeders in the province of Tan-Tan in southwest Morocco, our thesis proposes building a multidisciplinary analytical framework mobilizing geography (social, political, historical), socio-anthropology, and socio-economy. The aim is to develop a new approach to social capital that doesn't aim to measure a global stock of social capital, but rather to focus on the processes by which herders build, maintain, and develop it through the notion of social investment strategies developed by the sociologist Pierre Bourdieu. The first chapter of results focuses on the evolution of tribal and state actor relations since the colonial period and their consequences on the social networks from which the herders construct and maintain their social investment strategies. The second chapter of results presents the method we have developed to establish a typology of herder profiles according to these different social strategies in interaction with the other forms of assets they o wn. The study of the adaptive capacities of different herder profiles during the drought and the health crisis linked to the COVID-19 pandemic that affected the province of Tan-Tan during our study period allows us to demonstrate that the herders who were best able to access pastoral and complementary resources are those who adapted to political and social changes by developing social investment strategies that straddle the customary and state networks or by relying on financial capital and significant social prestige. Between research and development, this thesis is an invitation to place at the heart of the analysis of the resilience of pastoral populations the study of the social investment strategies implemented by herders insofar as they constitute a determining factor in their capacity to access the resources necessary to maintain their herds and consequently their capacity to adapt to the changes that characterize pastoral areas in arid environments. It also emphasizes the ne ed for pastoral development projects and policies to take greater account of the multiple territories and sets of stakeholders within which pastoral areas are located and from which herders develop their social strategies for accessing resources. It is only by taking this into account and highlighting the existing disparities in terms of capacity to access resources within the pastoral community concerned that pastoral development will be able to benefit the majority of herders and not just those with “good” networks

Les variations du rayonnement solaire en surface (SSR) peuvent avoir un impact significatif sur divers aspects du système climatique, et notamment sur le développement socio-économique d’un pays. Pour identifier les impacts possibles du changement climatique sur le rayonnement solaire en surface à l'échelle régionale (~ 50 km) en Afrique australe jusqu'à la fin du 21ème siècle, on a analysé les données mensuelles produites dans le cadre du projet CORDEX-Afrique sur la période 1979-2099. Ces données sont issues des sorties de 5 modèles régionaux de climat (RCM) forcés par 10 modèles globaux de climat (GCM) CMIP5, pour deux scénarios d’émissions, RCP4.5 et RCP8.5, en Afrique australe (SA) et sur une partie du SWIO (0-40°S ; 0- 60°E). Pour contribuer au projet futur proposé qui vise à approfondir l'étude des changements de SSR à l'échelle locale (~ 1 km de résolution horizontale) à l'île de la Réunion et à l'île Maurice, situées dans le Sud-ouest de l'océan Indien (SWIO), près du bord d’Est du domaine CORDEX-Afrique, des simulations climatiques ont été réalisées sur trois fenêtres temporelles de 10 ans : a) le passé 1996-2005 ; et b) le futur 2046-2055 et 2090-2099, en utilisant la version 4 du RCM RegCM (RegCM4), forcé par : 1) les réanalyses climatiques ERA-Interim (ERAINT) du centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF) pour simuler un passé récent seulement ; et 2) deux GCMs (HadGEM2-ES et GFDL-ESM2M) de l’exercice CMIP5 de simulations du climat passé et futur pour le scénario d’émissions RCP8.5 à l’échelle régionale de 50km en Afrique australe et dans le sud-ouest de l’océan Indien (0-40°S ; 0- 100°E). L’analyse de l’impact du changement climatique sur le SSR sur la base de ces simulations reste cependant limitée, à cause de leur couverture temporelle (3 périodes de 10 ans) et du nombre de modèles (2 GCMs, 1 RCM) et de scénarios (1 RCP) utilisés. Il ressort de l’analyse des simulations de l’ensemble CORDEX-Afrique que : 1) sur la période passée récente, les GCMs forceurs surestiment généralement SSR d'environ 1 W/m2 en été austral (DJF : Décembre-Janvier-Février), et de 7,5 W/m2 en hiver austral (JJA : Juin-Juillet-Août), tandis que les RCMs, forcés par ces GCMs, sous-estiment SSR d'environ -32 W/m2 et de -14 W/m2 en été et en hiver, respectivement. 2) Les projections multi-modèles de changement de SSR simulées par les RCMs et leurs GCMs forceurs sont assez cohérentes. Les GCMs prévoient, en moyenne multi-modèles, une augmentation statistiquement significative de SSR d'environ 8 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP4.5 et de 12 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP8.5 sur le Centre de l’Afrique australe (SA-C), et une diminution de SSR, avec un degré de confiance élevé, d'environ -5 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP4.5 et de -10 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP8.5, pendant la saison DJF, en Afrique équatoriale (EA-E). Dans ces deux régions, les RCMs produisent, en moyenne multi-modèles, des tendances similaires (avec un degré de confiance élevé) à celles des GCMs, mais sur des zones d’extension spatiale plus faible que celle des GCMs. Cependant, pour la saison JJA, une augmentation de SSR, d'amplitude similaire dans les simulations GCMs et RCMs (~5 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP4.5 et 10 W/m2 selon le scénario RCP8.5), est attendue dans la région EA-E. 3). Une diminution significative de la nébulosité (environ -6% en 2099) est attendue sur le continent sud-africain pour les GCMs comme pour les RCMs. 4) Le scénario RCP8.5 produit des changements d’amplitude supérieure de 2.5W/m2 pour les GCMs forceurs et de 5W/m2 pour les RCMs en 2099 à celle pour le scénario RCP4.5. 5). Comme pour les sorties du modèle RegCM4, les structures des biais ou des changements de SSR issu des RCMs du programme CORDEX-Afrique sont globalement corrélées avec celles de couverture nuageuse totale des RCMs. L’analyse des sorties du modèle RegCM4 indique que :
Changes in Surface Solar Radiation (SSR) have the potential to significantly impact diverse aspects of the climate system, and notably the socio-economic development of any nation. To identify the possible impacts of climate change on SSR at regional scales (~50 km) over Southern Africa and the South West Indian Ocean (SA-SWIO; 0-40°S ; 0- 100°E) up to the end of the 21st century, a slice downscaling experiment consisting of simulations covering three temporal windows: a) the present 1996-2005; b) the future 2046-2055 and 2090-2099 conducted with the Regional Climate Model (RCM) RegCM version 4, driven by the European Center for Medium-range Weather Forecasting (ECMWF) ERA-Interim reanalysis (ERAINT, only present) and 2 Global Climate Model (GCMs: HadGEM2-ES and GFDL-ESM2M) from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) under RCP8.5 scenario, are performed and evaluated. Since the slice simulation is of limited temporal coverage, number of regional and driven global models and climate change forcings, mainly because of the limit of available computational resources, the study towards a comprehensive knowledge of SSR changes in context of climate change is thus extended: an ensemble consisting of outputs from 20 regional climate downscaling realisations based on 5 RCMs that participated in the Coordinated Regional Downscaling Experiment (CORDEX) program (CORDEX-Africa) along with their 10 driving GCMs from CMIP5 covering southern Africa (0-40°S; 0- 100°E) during the period of 1990-2099 is analyzed under RCP4.5 and RCP8.5 up to 2099.The slice experiment indicates that 1) RegCM4 simulates present-day seasonal climatology, (surface air temperature, precipitation and SSR) quite well, but has a negative total cloud cover bias (about -20% in absolute percentage) when forced by the ERAINT and the two GCMs. 2) Internal variability of RegCM4-simulated annual means SSR (about 0.2 W/m2) is of one order smaller than the model bias compared with reference data. 3) RegCM4 simulates SSR changes in opposite signs when driven by the different GCMs under RCP8.5 scenario. 4) Electricity potential calculated using first-order estimation based on the RegCM simulations indicates a change less then 2% to 2099 with respect on present level.It is also found from the ensemble study that: 1) GCMs ensemble generally overestimates SSR by about 1 W/m2 in austral summer (December, January, and February, short as DJF) and 7.5 W/m2 in austral winter (June, July and August, short as JJA), while RCMs ensemble mean shows underestimations of SSR by about -32 W/m2 and -14 W/m2 in summer and winter seasons respectively when driven by GCMs. 2) Multi-model mean projections of SSR change patterns simulated by the GCMs and their embedded RCMs are fairly consistent. 3) GCMs project, in their multi-model means, a statistically significant increase of SSR of about 8 W/m2 in RCP4.5 and 12 W/m2 in RCP8.5 by 2099 over Centre Southern Africa (SA-C) and a highly confident decreasing SSR over Eastern Equatorial Africa (EA-E) of about -5 W/m2 in RCP4.5 and -10 W/m2 in RCP8.5 during the DJF season. RCMs simulate SSR change with statistical confidence over SA-C and EA-E area as well with a little spatial extension compared to GCMs. However, in the JJA season, an increase of SSR is found over EA-E of about 5 W/m2 by 2099 under RCP4.5 and 10 W/m2 under RCP8.5, of similar amplitudes in both the GCMs and RCMs simulations. 4) Significant cloudiness decrease (about -6 % to 2099) is found over continent of SA for GCMs and also shown in RCMs. 5) Larger SSR changes are found in the RCP8.5 scenario than in the RCP4.5 scenario in 2099, with about 2.5 W/m2 enhanced changes in GCMs and about 5 W/m2 in RCMs. 6) Either the biases or the changes pattern of SSR are overall correlated with the patterns of total cloud cover from RCMs in CORDEX-Africa program (for RegCM4 as well). The slice experiment indicates that

Une augmentation à long terme des réserves de l'aquifère dans la région de Niamey a été mise en évidence en dépit de la sécheresse qui sévit dans cette région depuis 30 ans. Les profondes modifications environnementales depuis 50 ans sont à l'origine d'un accroissement du ruissellement et indirectement de l'augmentation de la recharge de la nappe libre. Le manque de données significatives sur le ruissellement à large échelle et l'absence de relation simple avérée entre la recharge et la pluviométrie a conduit les travaux de caractérisation de la hausse de la nappe phréatique vers une confrontation des modélisations de surface avec les données piézométriques.
Dans cet objectif, une régionalisation du modèle de fine échelle abc-rwf a été réalisée à partir d'un jeu simulé de 50 bassins endoréiques, pour lesquels des relations entres les descripteurs physiographiques et le ruissellement calculé sont apparues significatives. La formulation d'une fonction représentant fidèlement le ruissellement simulé d'un bassin, peut être étendue à un ensemble de bassins par l'adjonction de fonctions prédictives non linéaires paramétrées sur la base de seulement 5 descripteurs physiographiques des bassins. Le modèle de méso-échelle Zarbhy permet ainsi un calcul simplifié du ruissellement des 377 bassins endoréiques identifiés sur les 5000 km² du bassin tout en limitant l'imprécision supplémentaire par rapport au modèle abc rwf.
La réalisation du couplage surface-souterrain soulève une insuffisance de la recharge forcée par le ruissellement calculé sur certaines années pour permettre la simulation de la hausse de la nappe dans des gammes de paramétrisation admissibles. Bien que l'extrême variabilité des processus hydrologiques disparaisse en partie à l'échelle régionale, la variabilité intersaisonnière demeure encore difficile à reproduire.
Le schéma de la recharge ponctuelle spatialement distribuée est compatible avec la modélisation hydrodynamique réalisée, qui dans son état actuel ne permet cependant pas de quantifier avec précision l'influence de la recharge indirecte sur la dynamique de hausse de la nappe.
Face à l'insuffisance de la recharge calculée, une étude combinant géophysique électrique, géochimie et modélisation hydrologique a été entreprise. Elle suggère le lessivage d'une bande minéralisée entre 5 et 10 m de profondeur à l'aplomb des multiples chenaux sableux de la zone d'épandage de Wankama. Cette expérimentation prometteuse ouvre la voie à de nouvelles investigations vers la caractérisation des processus de recharge. L'existence d'une infiltration profonde (>25 m) au moins épisodique, sous les zones d'épandage sableuses peut être envisagée.

Les circulations de fluides dans la croûte sont les vecteurs de mobilités élémentaires dont une des conséquences est la concentration de métaux et la genèse de gisements. Ces fluides circulent dans les zones de déformation où ils modifient la composition des roches encaissantes. Dans la ceinture archéenne de roches vertes de Murchison (Afrique du Sud), l'Antimony Line est une zone déformée qui a été le siège de circulations de fluides minéralisateurs en Sb-Au. Pour caractériser les processus minéralisateurs, des données pétro-géochimiques, en particulier en isotopes stables et inclusions fluides, ont été associées à la datation multi-méthode (U-Th-Pb, Pb-Pb et Ar-Ar) des corps minéralisés et de leur encaissant au cœur et autour de l'Antimony Line. L'étude structurale de la région souligne le caractère distribué de la déformation. La ceinture a ainsi subi une phase majeure de collision d'arc, associée à un magmatisme important vers 2.97 Ga, contemporain d'une minéralisation en Au (±Sb) qui pourrait être responsable d'une phase de pré-enrichissement en Sb. La minéralisation principale en Sb est la conséquence de la circulation d'un fluide métamorphique à H2O-CO2, à 2-3 kbar et 350-450°C. L'albitisation de granitoïdes intrusifs dans l'Antimony Line, datée à 2.8 Ga, est génétiquement liée à cette circulation, laquelle s'inscrit donc dans l'histoire tectono-métamorphique tardive de la ceinture et est contemporaine de la mise en place de leucogranites sur la bordure sud. Ces résultats illustrent la pertinence du couplage pétro-géochimie/géochronologie pour la compréhension globale d'un système métallogénique.

Les terres agricoles, qui occupent plus d'un tiers de la surface continentale de la Terre, contribuent au changement climatique et sont aussi affectées par ces changements puisque leur production est contrainte par les conditions climatiques et les ressources en eau. L'objectif principal de cette thèse est donc de quantifier et d'analyser la production et aussi les principales composantes des cycles biogéochimiques du carbone et de l'eau des agrosystèmes, pour des années climatiques contrastées, afin d'identifier les meilleures stratégies pour maintenir la production et réduire les impacts environnementaux. Ce travail a été focalisé sur les cultures de blé du sud-ouest de la France. Pour répondre à cet objectif nous proposons une approche de modélisation spatialisée qui combine : i) des données de télédétection optique à hautes résolutions spatiale et temporelle, ii) des modèles de culture semi-empiriques et iii) un ample dispositif de mesures in-situ pour la calibration et la validation des modèles. L'utilisation combinée de ces trois outils offre de nouvelles perspectives pour la modélisation et le suivi des agrosystèmes à l'échelle régionale et globale
The agricultural lands that occupy more than one third of Earth's terrestrial surface contribute to climate change and are also impacted by those changes, since their production is conditioned by climatic conditions and water resources. The main objective of this thesis is therefore to quantify and analyze the production and also the main components of the carbon and water biogeochemical cycles for crop ecosystems in contrasted climatic years, focusing specifically on the winter wheat crop, in order to identify the best strategies for maintaining crop production and reducing environmental impacts. The study area is located in southwest France. We propose a regional modeling approach that combines: i) high spatial and temporal resolutions optical remote sensing data, ii) simple crop models and iii) an extensive set of in-situ measurements for models' calibration and validation. The combined use of these three 'tools' opens new perspectives for advanced agro-ecosystems modeling and monitoring at regional or global scales

Notre travail de recherche s’est attaché à clarifier le champ, les caractéristiques et les principes d’une Education aux Changements Climatiques en vue d’un Développement Durable (ECCDD) afin d’élaborer des propositions en vue de son intégration dans la formation de base. Cette problématiques’inscrit dans un double cadre : celui de l’interdisciplinarité (articulation de la science du climat, des sciences économiques et sociales, des sciences de l’éducation) et celui du cycle primaire du système éducatif sénégalais. Notre méthodologie de recherche s’est appuyée sur deux clés d’entrée : la dynamique des systèmes complexes (Forrester, 1969, Morin, 1977, 1980) pour transmettre des connaissances et le modèle REDOC (Représentations, Démarche pédagogique, Outils didactiques et Compétences) pour appréhender les représentations des apprenants. Les résultats de nos recherches nous ont mené à faire émerger deux postulats, facilitant une ECCDD. D’une part, le registre des savoirs qu’il convient de mobiliser pour déterminer le cadre et le champ de l’ECCDD, doit articuler quatre types de savoirs : les savoirs scientifiques, les savoirs institutionnels, les savoirs mesurés et les savoirs pédagogique. D’autre part, l’analyse des représentations des apprenants est une étape nécessaire et indispensable pour mettre en place un ensemble de pédagogies diversifiées et complémentaires, développer des outils didactiques appropriés et proposer un référentiel de compétences contextualisé. Dans notre travail de recherche, les représentations des enseignants sénégalais du cycle primaire ont été analysées sur la base d’un questionnaire. Nous avons ainsi cherché à mettre en relief leurs représentations du développement durable, du changement climatique ou du réchauffement climatique. Dans le cas du Sénégal, nous avons pu constater que la question du changement climatique devait s’articuler avec d’autres enjeux propres au système scolaire : le statut des enseignants, la qualité des infrastructures, la question de l’hygiène et de la santé publique, le problème du manque de cantines scolaires…, une autre manière de rappeler que les objectifs du développement durable font système et que l’éducation de qualité (ODD4) peut constituer une variable clé du changement
Our research has been focused on clarifying the scope, characteristics and principles of Climate ChangeEducation for Sustainable Development (CCESD) in order to implement curricula. This issue is part ofa dual framework : an interdisciplinary approach (linking Climate Science, Economics and EducationSciences) and the integration of CCESD into the primary cycle of the Senegalese education system. Ourresearch methodology was based on two inputs : the dynamics of complex systems (Forrester, 1969,Morin, 1977, 1980) to provide knowledge and the REDOC model (Representations, EducationalApproach, Didactic Tools and Skills) to understand teachers’ representations. The results of our researchled us to identify two postulates, facilitating a CCESD. On the one hand, the register of knowledge thatmust be activated to implement CCESD (four types : scientific knowledge, institutional knowledge,measured knowledge and pedagogical knowledge). On the other hand, the analysis of learners'representations is a necessary and essential step to set up a diversified and complementary set ofpedagogies, develop appropriate didactic tools and propose a contextualised skills referenceframework. In our research, the representations of Senegalese primary school teachers were discussedon the basis of a survey. We highlighted their representations of sustainable development, climatechange or global warming. In the case of Senegal, we observed that the issue of climate change had tobe linked to other controversial issues in the school system : the status of teachers, the quality ofinfrastructure, the issue of public health, the problem of the lack of school canteens, etc. Another wayof reminding us that the goals of sustainable development (SGD) are systemic and that qualityeducation (SDG 4) can be a key driver for change

La faiblesse des ressources parentales est souvent citée comme le principal déterminant du travail des enfants. Pourtant, la relation entre la pauvreté des géniteurs et la mise au travail des enfants est ambigüe, puisque de nombreuses études théoriques et empiriques aboutissent à des résultats contradictoires. Nous cherchons, à travers cette thèse, à clarifier les relations existant entre la pauvreté et le travail des enfants. Ces liens sont également actualisés, au regard des récents développements dans la mesure de la vulnérabilité et aussi de l’actuel contexte de crises globales et multiples. L’accent est mis sur les pays africains puisqu’une majorité d’enfants travailleurs se trouvent sur ce continent. Ce travail de recherche se décompose en deux parties. Premièrement, nous revisitons les liens entre la pauvreté monétaire et le travail des enfants, à l’aide d’une revue de la littérature et d’une analyse empirique, prenant pour exemple le Mali. Deuxièmement, la participation des enfants aux activités économiques est étudiée comme une stratégie des ménages visant à réduire la variabilité des revenus. La mise au travail des enfants consécutive à la vulnérabilité du ménage est analysée de deux manières différentes : selon le type de chocs encourus et selon le type de vulnérabilité (ex-ante ou ex-post). Le dernier chapitre a pour ambition d’étudier l’effet d’une variation exogène du revenu des ménages, à travers les envois de fonds
The oftmentioned and thus the most controversial cause of child labour is poverty. However, the relationship between poverty and child labour is blurred as numerous theoretical and empirical studies focused on these issues show contradictories results. Besides, increasing attention is being paid to vulnerability as a key dynamic aspect of poverty, making more complex the impact of poverty on child labour. The aims of my thesis work is to clarify the relationship between poverty and child labour and to update it in the light of recent development in poverty and vulnerability measurement and the current context of multiple crises. I choose to focus on African countries as the majority of child labourers are found in these countries. Two main parts compose my PhD dissertation. First, my dissertation research revisits the links between child labour and household poverty. Second, the children participation to labour is part of a household strategy to reduce the income variability. The vulnerability of children to work is thus analysed in two different ways, according the type of shocks and the type of vulnerability (ex-ante or ex-post). The final chapter of my thesis aims to analyse if an exogenous household income increase, through remittances, have a positive impact on children work

Depuis un peu plus de vingt cinq ans, les sciences humaines et sociales essaient de comprendre et d'interpréter les dynamiques de l'épidémie de VIH/Sida. La science politique africaniste est cependant en marge de ce mouvement cognitif malgré le développement de nombreux paradigmes sur les politiques publiques. Cette méfiance de l'africanisme à l'égard du VIH/Sida manifeste vraisemblablement une sorte de souffrance épistémologique fortement liée à ce trop plein d'institutionnalisme des politiques publiques, adoubé par le fort étatisme qui caractérise encore les études africaines en science politique. A tel point qu'elles ne s'intéressent pas aux autres acteurs sociaux désormais présents dans la fabrication des objets politiques, au-delà de la rigidité de l'Etat classique par ailleurs introuvable dans les mécanismes de gouvernance du VIH/Sida en Afrique. Pourtant, à bien y réfléchir, l'épidémie de VIH/Sida produit des effets incontestablement politiques : elle génère et entretient des enjeux de pouvoir ; elle interroge les mécanismes de gouvernance des problématiques sociales ; elle révèle la désétatisation de l'espace public par des formes d'entrées non électives mais participatives, etc. A cet effet, elle renouvelle les paradigmes de l'Etat en Afrique en les transposant sur les acteurs qui émergent à côté de l'Etat dans la production de l'action antisida. Cette thèse analyse les dynamiques de l'épidémie de VIH/Sida à partir des théories et des concepts produits par la science politique, en ciblant dans une sorte de comparaison, le rôle et la place des acteurs politiques et associatifs, des controverses et des dynamiques de l'épidémie, dans la construction politique du VIH/Sida en Afrique du Sud, au Burkina Faso et au Cameroun.

Cette thèse s’interroge sur les relations existantes entre l’exploitation des ressources naturelles, les dégradations de l’environnement et la propagation des dynamiques conflictuelles au Burkina Faso. En adoptant une approche interdisciplinaire, cette recherche explique que l’altération des conditions socio-environnementales modifie non seulement les conditions de vie, mais également les représentations et structures sociales, politiques et environnementales des sociétés affectées. Tout en s’intégrant dans le débat abordant le nexus environnement et conflits armés, cette recherche se distancie volontairement des études portant exclusivement sur les changements climatiques et étudie directement les dégradations environnementales anthropiques issues de l’industrie extractive, ou des exclusions environnementales accompagnant les aires naturelles protégées, participant aux altérations globales du climat et constituant un catalyseur des impacts sociaux et politiques contemporains des changements climatiques. En effectuant une étude qualitative de 4 sites miniers industriels et de deux aires naturelles protégées, cette thèse montre alors que l’altération des conditions et structures socio-environnementales a été en même temps un facteur constitutif de l’érosion de la légitimité et de l’autorité de l’État central burkinabè et de l’accroissement des zones d’influence ainsi que des bassins de recrutement des groupes armés au Burkina Faso.

Au cours de la première moitié de l'Holocène les conditions climatiques, eustatiques et anthropiques connaissent de nombreuses et importantes modifications. Parmi celles-ci, les données. Parmi celles-ci, les données régionales relatives au quart nord-ouest du bassin méditerranéen révèlent plusieurs variations pluriscalaires et significatives des conditions d'humidité ainsi que des températures. Parallèlement, la hausse du niveau marin enregistre des vitesses très élevées et la région de l'arc Liguro-Provençal voit l'installation des premières communautés agro-pastorales de la culture " Impressa ", en l'occurrence dès le début du 6ème millénaire cal. BCE. Afin de qualifier la réponse de la végétation alluviale côtière, entre la fin du 8ème et le 5ème millénaire, face à l'évolution de ces conditions, l'analyse pollinique à haute résolution de deux séquences sédimentaires alluviales (bassin du Loup et de la Cagne) à été réalisée. Grâce à une approche pluridisciplinaire (carpologie, ostracologie, sédimentologie...) et méthodologique inédite (analyse du transport pollinique fluviatile) les résultats montrent une évolution précise des écosystèmes végétaux côtiers et alluviaux. Au sein de cette évolution, la remontée du niveau marin joue un rôle fondamental comme en témoigne l'expansion littorale des aulnaies marécageuses. Le forçage climatique joue également un rôle important. Les étés plus humides du 6ème millénaire participe à la diffusion du sapin à basse altitude, alors que l'augmentation de la fréquence des sécheresses estivales enregistrées à partir du 5ème millénaire favorise le développement d'une végétation sclérophylle à bruyère arborescente. La néolithisation de la région participe également au façonnage des paysages littoraux. La récurrence du type pollinique Cerealia (gr. Hordeum) dès les premières décennies du 6ème millénaire atteste de l'importance des plaines alluviales côtières dans l'économie de production des premiers groupes néolithiques.

. Résumé en français: Le modèle climatique régional RegCM3 est utilisépour examiner les effets direct et semi-direct des aérosols sur le climat du sud de l'Afrique pendant l'hiver austral (juin-septembre). La sensibilité des effets simulés aux différents inventaires d'émissions de combustion de biomasse et aux différentes conditions aux limites est evaluer, afin d'estimer l'incertitude associée à ces paramètres. La sensibilité aux conditions aux limites derivées de réanalyses est modeste, mais le forçage radiatif des aérosols varie linéairement en réponse au différents inventaires testées jusqu'à un facteur deux. Le forçage radiatif est toujours négatif, alors que le forçage radiatif au sommet de l'atmosphère est negatif sur la plupart du domaine sauf au-dessus les régions de savane ou le contenu atmosphérique d'aérosols est élevée. Même si la magnitude du forçage radiatif varie, les simulations pour la période présente montrent des impacts climatiques comparables. La température de surface diminue sur la plupart de la région, ce signale qui réduit le biais du modèle sur l'ouest du sous-continent. L'échauffement en altitude est lié à la charge d'aérosols absorbants et cela, en combinaison avec la réduction de température en surface, mène à la stabilisation de la basse atmosphère. Toutefois, dans la moyenne troposphère de la zone équatoriale (entre 8°N et 5°S) cet échauffement à pour résultat un effet de 'pompe à chaleur en altitude'. Cet effet augmente la convection, les précipitations et l'humidité du sol, en accélérant le cycle hydrologique dans cette région. Une étude de la variabilité interannuelle des effets climatiques des aérosols montre que les changements des précipitations en moyenne saisonnière sont plus variables d'un an à l'autre que les changements de température de surface. Par contre, malgré des différences significatives entre les conditions synoptiques, la variabilité synoptique des impacts climatiques des aérosols est faible.

Du Protocole de Kyoto est née une série d’objectifs de réduction des émissions de GES. Le respect de ces objectifs peut entraîner des coûts très lourds pour les économies des pays développés engagés dans la lutte contre les changements climatiques. Pour minimiser les coûts imposés par ces objectifs, des instruments économiques ont été développés, avec notamment la création de marchés du carbone. Y participent les trois mécanismes de flexibilité du Protocole de Kyoto parmi lesquels figure le Mécanisme pour un Développement Propre (MDP).

Parmi les problèmes posés par ce mécanisme de compensation, il y a des disparités observées dans la répartition géographique de sa mise en œuvre, alors qu’il est censé contribuer au développement de nombreux pays non-Annexe I. Parmi ceux-ci, les Pays les Moins Avancés (PMA) en général et ceux d’Afrique en particulier restent largement sous-représentés. Pourtant, le MDP a été adopté à la fois comme une contribution innovatrice à l’atténuation des changements climatiques et comme un moteur de promotion du développement durable dans les pays en développement.

Dans ce contexte, l’objectif général de cette thèse est triple. Primo, elle vise à étudier en profondeur cet instrument en dégageant ses principales caractéristiques, y compris les disparités d’implantation d’activités de projets qui lui sont liées. Secundo, elle en examine les causes par une analyse des barrières ou freins à la mise en œuvre d’activités de projets du MDP dans ces PMA d’Afrique en général et au Burundi en particulier. Tertio, elle révèle les opportunités (avantages/bénéfices) potentielles qui restent toujours non valorisées par l’implémentation d’activités de projets éligibles au titre du MDP.

L’analyse menée montre que les disparités susmentionnées jouent essentiellement en faveur des grands pays émergents d’Asie et d’Amérique latine, ce qui va à l’encontre du principe d’équité. En effet, en décembre 2011, le Brésil, la Chine et l’Inde détenaient 72,7 % de toutes les activités de projets du MDP et 75,8 % de crédits-carbone attendus en 2012. A l’opposé, les PMA ne disposaient dans le même temps que de 1,3 % de toutes les activités de projets du MDP et 1,2 % de leurs crédits attendus d’ici 2012. Les PMA d’Afrique ne restent qu’avec des parts de l’ordre de 0,8 % et 0,9 % respectivement. Cette situation reste si drastiquement critique qu’il importe d’en déceler les raisons.

Des caractéristiques de l’instrument, des expériences menées jusqu’ici et de la situation dans des pays hôtes, il ressort que les barrières sont de deux types. D’une part, les barrières endogènes, c'est-à-dire les barrières liées à l’organisation interne des pays. D’autre part, les barrières exogènes qui sont liées essentiellement à l’organisation générale du processus du MDP. L’étude a permis ainsi de montrer que les barrières endogènes constituent le nœud du problème en termes de visibilité des pays hôtes dans le marché du MDP. Celle-ci reste largement limitée dans ce marché international du carbone.

Les barrières identifiées dans ce travail, en particulier les barrières endogènes, risquent de se révéler difficiles à lever, car elles exigent des réformes structurelles au sein de l’organisation politique, institutionnelle, économique, et juridique du pays hôte. En outre, l’intégration de ces barrières dans un système unique d’interrelations constitue un des points originaux du travail. Ces interrelations ne sont pas négligeables et complexifient l’application du mécanisme, car, dans la plupart des cas, une action amorcée pour lever une barrière peut s’avérer inefficace si d’autres barrières associées ne sont pas prises en compte.

L’étude s’est également attachée à évaluer les retombées potentielles liées à la mise en œuvre d’activités de projets du MDP au Burundi. Les principales opportunités perdues jusqu’ici se situent dans quelques secteurs socioéconomiques du pays, essentiellement dans la gestion des déchets et l’énergie. L’étude en a ainsi retenu des options technologiques susceptibles de contribuer à des solutions à la problématique de la gestion des déchets et de l’approvisionnement énergétique au Burundi, tout en favorisant la stabilisation d’émissions de GES. Il s’agit de technologies adaptées de compostage et de bio-méthanisation dans le secteur de la gestion des déchets et les technologies de production d’énergies à partir de sources renouvelables (hydro, solaire, biogaz) et d’amélioration de l’efficacité énergétique de la biomasse (foyers améliorés, carbonisation) dans le secteur de l’énergie.

Ces opportunités ont également été analysées suivant des critères et indicateurs de durabilité (matrice de développement durable du Gold Standard). Les résultats montrent que ces options technologiques peuvent apporter une contribution au développement durable du pays. En effet, les opportunités se rencontrent à la fois dans le développement social (création d’emplois, moyens de subsistance des pauvres, accès aux énergies propres, renforcement des capacités), le développement écologique (réduction des émissions de GES, amélioration de la qualité de l’air, de l’eau et du sol, sauvegarde de la biodiversité), et le développement économique et technologique (rémunération d’emplois créés, augmentation des investissements, transfert et autonomie technologiques).

Afin de faire bénéficier le pays des retombées des activités de projets du MDP, il est proposé des solutions qui peuvent contribuer à une levée/atténuation de ces barrières. Ces propositions forment une combinaison d’actions à mener au niveau international, régional et surtout local/national. Au niveau international, des organes habilités devraient apporter des réformes profondes au MDP. Au niveau régional, le renforcement des capacités par des actions de coopération pourrait favoriser l’échange d’expériences en la matière. Au niveau local/national, l’adoption des réformes profondes aux niveaux institutionnel, législatif et juridique, dans une logique d’améliorer les politiques de planification du développement socioéconomique et environnemental, rendrait le pays naturellement plus attractif. En particulier, la mise en place et la mise en œuvre d’une stratégie nationale du MDP pourrait contribuer à relever le défi.

Les propositions de solutions pour réduire les barrières à la mise en œuvre d’activités de projets du MDP sont susceptibles de stimuler l’investissement en général. Ainsi, toute stratégie adoptée dans cette logique peut contribuer non seulement à la participation du pays au processus du MDP, mais aussi à favoriser la mise en œuvre d’autres projets conventionnels de développement au niveau national. Finalement, la considération de ces différentes opportunités associées à la mise en œuvre d’activités de projets du MDP au niveau du pays par des instances habilitées (décideurs politiques, acteurs institutionnels et économiques) conduirait à faire de ce mécanisme une contribution utile au développement du pays/The Kyoto Protocol has established a series of targets for reducing GHG emissions. The fulfilment of these objectives may result in heavy costs for the economies of developed countries engaged in the fight against climate change. To minimize the costs imposed by these targets, economic instruments were developed, notably with the creation of carbon markets. The three flexible mechanisms of Kyoto Protocol are involved in this, one of which being the Clean Development Mechanism (CDM).

Among the problems posed by this offset mechanism, disparities can be observed in regional distribution after it has been implemented, when it ought to be contributing towards the development of a number of Non-Annex I countries. Among these countries, the least developed ones (LDCs) in general and Africa ones in particular are largely under-represented. However, the CDM was adopted both as an innovative solution to mitigate climate change and as an engine to promote sustainable development in developing countries.

Within this context, the overall objective of this thesis is threefold. First of all, it aims to study this instrument in depth, by picking out its main characteristics, including the disparities in project activities implementation related to it. Secondly, it examines the causes for these disparities by analyzing the barriers or restrictions preventing implementation of CDM project activities in these African LDCs in general and in Burundi in particular. Its third purpose is to reveal the potential opportunities (advantages/benefits) which have yet to be developed by setting up eligible CDM project activities.

The analysis carried out shows that the aforementioned disparities come out in favor of the large emerging countries in Asia and Latin America primarily, which goes against the principle of equity. In fact, in December 2011, Brazil, China and India held 72.7% of all CDM project activities and 75.8% of carbon emission credits expected in 2012. On the contrary, for the same time period, the LDCs had only 1.3% of all CDM project activities and 1.2% of their carbon emission credits expected up until 2012. The African LDCs are left only with shares of 0.8% and 0.9% respectively. This situation is extremely critical. It is crucial to discover the reasons for it.

The instrument’s features, experiments carried out so far and the situation in host countries all reveal that the barriers fall into two categories. On the one hand, there are endogenous barriers, i.e. barriers related to the internal organization of countries. On the other hand, exogenous barriers are related to the general running of the CDM process especially. The study has thus revealed that the endogenous barriers are the crux of the problem where the presence of host countries is concerned in the CDM market. The visibility of host countries is rather limited in this international carbon market.

The barriers identified in this thesis, particularly endogenous ones, may be difficult to remove because they demand structural reforms in the political, institutional, economical and legal organization of the host country. In addition, the integration of these barriers into a single system of interrelationships is one of the original points of this thesis. These interrelationships are not insignificant and complicate the mechanism’s application, because in most cases, initiating an action to remove a barrier may be ineffective if other associated barriers are not taken into account.

The study has also focused on evaluating the potential impacts linked to the implementation of CDM project activities in Burundi. The main opportunities lost up to date are in some socioeconomic sectors in the country, particularly in the waste management and energy sectors. The study has therefore identified technological options that are likely to bring solutions to the question of waste management and energy supply in Burundi, while at the same time contributing to the stabilization of greenhouse gas emissions. These options are notably composting and anaerobic digestion technologies in the area of waste management, and energy generation technologies from renewable sources (hydro, solar, biogas) and improved energy efficiency of biomass (better households, carbonization) in the energy sector.

These opportunities were also analyzed in accordance with sustainability criteria and indicators (Gold Standard sustainable development matrix). The results show that these technological options may contribute to sustainable development in the country. Indeed, the opportunities can be seen at the same time in social development (job creation, means of subsistence for the poor, clean energy access, capacity building); ecological development (reducing GHG emissions, improvement in quality of air, water and soil, preservation of biodiversity) and economic & technological development (better pay for jobs created, increased investment, technology transfer and technological autonomy).

In order to allow the country to take advantage of these opportunities through CDM project activities, it has been proposed solutions that can help raise/mitigate these barriers. These proposals are a combination of actions to be taken at international and regional levels and above all at a local/ national level. In the international arena, authorized bodies should make major reforms to the CDM. At a regional level, capacity building through joint actions could encourage the exchange of expertise in the field. Locally/nationally, adopting major reforms at institutional, legislative and legal levels, with a view to improving planning policies in socioeconomic and environmental development, would make the country naturally more attractive. In particular, establishing and implementing a national CDM strategy could also contribute towards taking up the challenge.

Proposals of solutions for mitigating barriers to implement CDM project activities are likely to stimulate investment in general. Thus, any strategy adopted along these lines can contribute not only to the country’s participation in the CDM process, but also to favoring implementation of other conventional projects for development at national level. Finally, considering these different opportunities associated with implementing CDM project activities in the country via authorized bodies (policymakers, institutional and economic actors) would lead to this mechanism being a useful contribution towards national development.

Doctorat en Sciences
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La mobilité du chenal des cours d’eau, par l’érosion des berges, est un processus naturel majeur permettant le maintien d’une diversité d’habitats aquatiques et riverains. Cependant, des interventions humaines limitent souvent cette mobilité. Les objectifs de cette recherche sont : 1) de quantifier et cartographier la mobilité passée et future de trois rivières du sud du Québec (rivières de la Roche, Yamaska Sud-Est et Matane) ; 2) d’évaluer les conséquences d’une augmentation des débits, due aux changements climatiques, sur la mobilité des rivières ; 3) de mettre en évidence les liens entre la mobilité et des habitats spécifiques sur la rivière Yamaska Sud-Est. L’étude de la mobilité des trois cours d’eau a permis une cartographie de deux espaces de mobilité : les corridors de mobilité, espace nécessaire à long terme au maintien de l’intégrité géomorphologique et écologique des cours d’eau, ainsi que les zones où les aléas reliés à la mobilité sont importants à court terme (50 ans). Une modélisation réalisée avec un modèle d’évolution des cours d’eau (RVR Meander) a montré qu’une augmentation du débit ne viendrait pas augmenter fortement l’étendue du corridor de mobilité, mais pourrait augmenter les risques d’érosion. Finalement, l’identification de trois types d’habitat issus de la mobilité du chenal (bancs de sédiments, bras morts et embâcles de bois) a mis en évidence les processus et les caractéristiques géomorphologiques favorisant ces habitats, et a permis également une évaluation de l’impact des activités humaines sur la mobilité et les habitats qui lui sont reliés.

Les tourbières ont contribué à refroidir le climat terrestre pendant l’Holocène en accumulant un réservoir de carbone important. Dans la forêt boréale canadienne, les sols gelés en permanence (pergélisols) sont répandus et ceux-ci sont principalement localisés dans les tourbières où ils forment des plateaux surélevés. Le dégel du pergélisol, causé entre autres par le réchauffement atmosphérique ou d’autres perturbations, provoque l’effondrement des plateaux et la saturation en eau du sol ce qui modifie entre autres le couvert végétal et le cycle du carbone. Les modélisations suggèrent que les latitudes nordiques seront les plus affectées par le réchauffement climatique alors qu’on y observe déjà un recul du couvert du pergélisol. Il est primordial de comprendre comment le dégel du pergélisol affecte la fonction de puits de carbone des tourbières puisque des rétroactions sur le climat sont possibles si une grande quantité de gaz à effet de serre est émise ou séquestrée. J’utilise une chronoséquence représentant le temps depuis le dégel d’un plateau de pergélisol des Territoires du Nord-Ouest pour comprendre les facteurs influençant l’aggradation et la dégradation du pergélisol dans les tourbières et évaluer l’effet du dégel sur l’accumulation de carbone et la préservation du carbone déjà accumulé. Les taux d’accumulation de carbone associés à la présence de pergélisol dans le passé et au présent sont lents, et la tourbe est moins décomposée dans les secteurs ayant été affectés plus longtemps par le pergélisol. En somme, le pergélisol réduit l’accumulation de carbone en surface mais permet une meilleure préservation du carbone déjà accumulé.
Peatlands have contributed to cool the Earth's climate during the Holocene by accumulating a large carbon pool. In the Canadian boreal forest, perennially frozen soils (permafrost soils) are abundant and they are located mainly in peatlands where they form elevated plateaus. Thawing permafrost caused by atmospheric warming or other disturbances lead to the collapse of plateaus and soil saturation, impacting vegetation cover and carbon cycling. Models suggest that northern latitudes will be the most severely affected by global warming as we are already observing a decline in permafrost cover. It is important to understand how permafrost thaw affects the peatland carbon sink function as feedbacks on the climate are possible if a large amount of greenhouse gas is emitted or sequestered. I use a chronosequence representing the time since permafrost in a Northwest Territories peatland to understand the factors influencing aggradation and degradation of permafrost in peatlands and to evaluate the effect of thawing on the carbon accumulation and preservation. The carbon accumulation rates associated with the presence of permafrost in the past and present are slow, and the peat is less decomposed in areas that have been affected by permafrost longer. In sum, permafrost reduces surface carbon accumulation but allows for better preservation of the carbon already accumulated.