Dissertations / Theses on the topic 'Ressources anthropiques'

L'objectif de ce travail a été d'analyser l'influence de la répartition géographique des ressources alimentaires d'origine anthropique (décharges à ciel ouvert) sur les distribution spatiale et la taille des colonies, la dynamique démographique, le régime alimentaire des adultes et des poussins et les paramètres reproducteurs des populations de Goélands leucophées Larus michahellis des îles rocheuses du littoral provençal. Pour la première fois, cette thématique a fait l'objet d'une approche conduite à une large échelle géographique (80 km de linéaire côtier) et sur un jeu important de sites de nidification et de zones d'alimentation. Les patrons d'utilisation des principales décharges situées dans la zone de prospection alimentaire de l'espèce ont été étudiés. Les aliments provenant des décharges dominent largement dans le régime alimentaire des oiseaux, aussi bien des adultes que des poussins. Cette prédominance est constante pour chacune des colonies étudiées malgré le gradient d'accessibilité aux décharges qui existe dans leur environnement proche. Les décharges constituent donc l'habitat d'alimentation préférentiel de l'espèce dans la zone d'étude. En outre, il a pu être mis en évidence que l'accessibilité et l'abondance des ressources anthropiques sur le continent conditionnent fortement la distribution spatiale et la taille des colonies ainsi que la dynamique démographique récente et les paramètres reproducteurs des colonies étudiées. Le suivi des goélands sur les décharges permet de confirmer l'importance de celles-ci comme zones d'alimentation de l'espèce. Au cours de la saison de reproduction les décharges sont fréquentées par l'essentiel des goélands reproducteurs de la zone considérée. Pour autant, les ressources alimentaires fournies par les décharges ne sont pas utilisées à saturation, de même que les sites de nidifications dont certains présentent des densités de goélands nicheurs encore faibles. Ceci laisse présager une poursuite probable de l'augmentation des effectifs de Goélands leucophées dans les prochaines années. Dans le cas d'une espèce surabondante comme le Goéland leucophée, l'augmentation probable des effectifs signifie une augmentation des interactions négatives avec les activités humaines et de ce fait, la mise en place de mesures de régulation de l'espèce ou d'atténuation des nuisances.

Les populations de poissons marins exploitées sont soumises à des pressions multiples d’origines humaines ou environnementales. L’impact de l’Homme sur ces ressources halieutiques ne se limite pas aux effets de la pêche ; la dégradation des habitats ainsi que le changement global affectent les espèces à tous les stades de leur cycle de vie. Ces effets se conjuguent à ceux de l’exploitation halieutique et perturbent la structure et le fonctionnement des écosystèmes et des populations. Il est primordial, en vue de la restauration ou du maintien du bon état des écosystèmes en accord avec les objectifs de la directive cadre européenne « stratégie pour le milieu marin », de pouvoir appréhender ces pressions multiples et de quantifier leurs impacts respectifs sur le renouvellement des ressources marines exploitées. Plus particulièrement, dans le cas des espèces de poissons marins nourriceries-dépendantes faisant l’objet de cette thèse, les conditions hydroclimatiques déterminent la survie des premiers stades (oeufs puis larves). La qualité et la disponibilité des nourriceries vont ensuite impacter la survie des stades juvéniles, déterminant la capacité d’accueil de ces habitats essentiels, conditionnant in fine la taille maximale des populations. Enfin, la pêche cible principalement les individus adultes. Cette thèse a pour objectif d’analyser la dynamique de population de ces espèces par une approche de modélisation du cycle de vie intégrant ces différentes pressions. Les phases successives de ce travail ont largement fait appel aux outils de la modélisation Bayésienne hiérarchique, adaptés à l’intégration de modèles écologiques complexes dans une approche statistique visant à intégrer de multiples sources d’information (information a priori et données hétérogènes) en prenant en compte les différentes sources d’incertitude associées aux processus et aux données. La première partie de la thèse s’attache à analyser la relation entre la biomasse féconde et le succès du recrutement chez un ordre représentatif des espèces nourriceries-dépendantes : les pleuronectiformes (poissons plats). Une approche de métanalyse (12 espèces ; 39 populations) de la variance du succès du recrutement est mise en oeuvre. Les résultats montrent que (i) la variabilité interannuelle du recrutement est inférieure pour les poissons plats, comparativement aux principaux autres ordres de poissons exploités, (ii) chez les populations de pleuronectiformes, la variance du succès du recrutement diminue quand le niveau de biomasse féconde augmente, ce qui est en accord avec l’hypothèse d’une mortalité densité-dépendante durant la phase juvénile benthique (hypothèse de concentration). Dans une deuxième partie, en valorisant les acquis de la première partie, les connaissances et les travaux existants, nous avons développé un modèle de cycle de vie de la sole de Manche Est, dans le but de décrire la dynamique de cette population et de quantifier l'effet des différentes pressions anthropiques. Ce modèle structuré en stades successifs permet la description du cycle de vie dans son intégralité en intégrant sa composante spatiale. Cette population présente en effet une ségrégation spatiale aux différents stades de vie : diffusion limitée et rétention larvaire lors de la vie pélagique, confinement des juvéniles dans des nourriceries côtières et estuariennes, et mouvements limités des adultes. Nous comparons deux hypothèses de connectivité induite par les mouvements des adultes. La première considère qu’une fois passée la phase juvénile sur des habitats spécifiques de nourricerie, marquée par une séggrégation spatiale forte, la population adulte forme un ensemble homogène au sein de la Manche Est. Cette hypothèse correspond à celle utilisée par le groupe de travail du CIEM chargée de l’évaluation de cette population. La deuxième considère que la forte séggrégation spatiale due à la phase juvénile sur nourriceries perdure aux stades adultes sous la forme de trois composantes spatialement et démographiquemnt distinctes. Le passage d’une hypothèse à l’autre impacte fortement l’estimation des paramètres clés (e. G. Production de juvéniles par les différentes nourriceries). Considérer un fonctionnement sous la forme de trois composantes conduit à des dynamiques spécifiques pour chaque sous-composante, et renforce l’intérêt de considérer une gestion spatialisée de la ressource. Enfin, dans la troisième partie, le modèle régional développé dans la deuxième partie de la thèse est utilisé pour simuler des scénarios sur les facteurs de pressions intégrés au modèle, à savoir la mortalité par pêche sur les adultes, la quantité et la qualité des habitats juvéniles, et les conditions hydroclimatiques rencontrées par les stades larvaires. Les résultats démontrent l’impact majeur de la pêche sur les populations marines exploitées, mais mettent également en avant l’importance de la conservation/restauration des habitats de nourriceries pour les espèces nourriceries-dépendantes En revanche, la variabilité issue des conditions hydroclimatiques semble de moindre ampleur mais l’impact de la variabilité des conditions hydroclimatiques et de modifications de l’habitat est accentué quand le niveau d’exploitation de la population augmente. Au travers du cas d’étude de la population de sole de Manche Est, les travaux contribuent à la compréhension du fonctionnement des espèces nourriceries-dépendantes, et apportent une contribution en terme d’outil d’aide à la décision pour la gestion spatialisée des ressources marines exploitées dans un contexte multi-pressions
Marine fish populations are subject to various environmental and anthropic pressures, from fishing mortality to habitat degradation and global change, that impact populations at different stages of their life cycle. Improving our knowledge of the different ecological processes and a fair assessment of consequences of the environmental and anthropic pressures associated with each life history stage is required to help the sustainable management of fish populations. In the case of nursery-dependant species, hydroclimatic conditions influence the survival and the dispersal of eggs then larvae. The quality and the availabilty of nursery grounds further impact juvenile survival, determining the carrying capacity of these essential habitats and in fine the maximum size of the population. Last, fishing activities target mostly adults. This thesis ultimately aims at investigating the functioning of these nursery-dependant species through a life cycle modeling approach that integrates the different pressures in their spatial dimensions along the life cycle. The methods largely rely on hierarchical Bayesian models, which are well adapted to integrate complex ecological models within a statistical approach, accounting for various sources of information (prior knowledge and data) together with the different sources of uncertainty in the process and the observations. The first part of the thesis analyzes the relationship between the spawning biomass and the recruitment success for flatfish (Pleuronectiforms), known to concentrate in restricted nursery grounds during the juvenile stage. We propose a modeling approach which integrates two successives phases in the recruitment process: a density-independent phase corresponding to the pelagic eggs and larval stages followed by a benthic juvenile phase, where density-dependent processes occur. Using a metanalytical approach (39 populations for 12 flatfish species) centered on the analysis of the variance of this relation, we show that (i) flatfish display a lower interannual variance in the recruitment success compared to other exploited orders of marine fishes, (ii) the variance of recruitment success decreases with increasing stock level, which is consistent with the hypothesis of density-dependent process during the juvenile phase of the life cycle. In the second part of the thesis, we rely on results from the the first stage (plus expert knowledge and existing work) to develop a life cycle model for the Eastern Channel common sole which accounts for both the stage-specific pressures described previously and the spatial functioning of the population at the successives stages. The population displays a consistent spatial segregation between pool of individuals along the whole life cycle, due to the combination of (i) moderate pelagic diffusivity and larval retention, (ii) juvenile containment in nurseries, and (iii) limited adults’ movements. We compared two contrasted hypotheses about the spatial structure of the population. The first hypothesis considers that after the juvenile phase characterized by spatial segregation on specific nurseries, the adult population forms one single homogeneous pool in the Eastern Channel. This is the hypothesis used buy the ICES stock assessment Working Group. The second hypothesis considers that the spatial segregation persists after the juvenile phase, within three adults sub-components. Althought it is not possible to quantify the relative likelihood of those different hypotheses, we emphasize how changing from one hypothesis to the other impacts estimation of key population dynamics parameters. Considering these three sub-components with isolated dynamics emphasizes the importance of spatialized management scenarios. Finally, in the third part of the thesis, we rely on the model developed previously to simulate realistic scenarios on the different pressures (i. E. Hydroclimate, habitat, fishing) in order to quantify their respective and/or combined effects (e. G. Climate and fishing pressure). Results emphasize the importance of nursery habitat availability and quality for these species. Realistic restoration scenarios of the Seine estuary lead up to an increase in biomass and catch potential. Fishing however remains the main source of population depletion and adapting fishing mortality to MSY levels leads to substantial increases in biomass and catches. We also show how hydroclimatic conditions are susceptible to interact with these two “manageable” pressures, e. G. Overfishing increase the sensitivity to unfavorable hydroclimatic conditions. Overall, the thesis provides insights towards the understanding of the population dynamics of nursery-dependent species, and provides a substantial contribution to develop tools to evaluate the performance of spatialized management scenarios in a multi-pressures context

Cette étude a consisté en l'identification et l'évaluation des contraintes environnementales et anthropiques agissant sur la répartition spatiale d'une population sauvage d'outarde houbara, espèce menacée et emblématique des milieux désertiques d'Afrique du Nord, afin d'optimiser les stratégies de conservation de l'espèce à l'échelle de son aire de répartition. Ce travail a été réalisé sur une zone d'étude de 600 Km² située dans les steppes semi-arides de l'Oriental marocain, dans des milieux représentatifs des conditions environnementales rencontrées en Afrique du Nord sub-sahélienne. Ces régions sont exploitées par des activités pastorales extensives en pleine mutation. Les études réalisées au cours de ce travail ont permis d'évaluer les différentes méthodes de modélisation existantes, d'identifier les variables explicatives pertinentes, de hiérarchiser les influences environnementales déterminant la répartition de la population d'outardes sur la zone d'étude, et de mettre en évidence les liens fonctionnels existant entre ces variables et certains traits d'histoire de vie de l'espèce
The objectives of this study was the identification and the assessment of environmental and human-induced constraints acting on the spatial distribution of a wild population of houbara bustards, an endangered flagship species of desert range-lands of North Africa. This will allow the definition of comprehensive conservation strategy for the species on its whole distribution area. This work focused on a 600 Km² study area located within semi-arid steppe-lands of the Eastern Morocco representative of North-Africa sub-sahelian environmental conditions. The study area was largely exploited by extensive pastoralism. The relevancy of the different suitable modelling techniques was assessed, relevant predictive variables were identified, environmental influences driving the spatial distribution of bustards on the study area have been put into a hierarchy, and existing functional links between factors and some life history traits of the species have been put into evidence

La caractérisation de la réalité matérielle du paysage impose d'une part de reconnaitre avec précision le cadre physique et d'autre part de saisir les interrelations entre les hommes et l'environnement, conditions indispensables à l'appréciation des origines du modelé du paysage. La compréhension des paysages passés se fonde en partie sur l'analyse de différentes sources documentaires qui permettent ensemble de caractériser bon nombre des évolutions paysagères intervenues notamment depuis l'époque moderne. Toutefois, les aménagements plus anciens ne sont ni localisés ni représentés sur des cartes. Leurs traces sont alors décelées dans le paysage actuel de manière efficace grâce notamment à la mise en oeuvre conjointe de diverses méthodes de détection : la photographie aérienne, enregistrant des variations topographiques ou colorimétriques à la surface du sol et le système LiDAR (Light Detection And Ranging), mesurant les variations microtopographiques à l'aide d'un laser. L'étude d'autres paramètres, imperceptibles à nos sens, permettent également d'appréhender les traces des paysages passés. Les méthodes géophysiques détectent la présence de vestiges ou de structures enfouies qu'aucun indice ne signale en surface grâce à la mesure des propriétés physiques du sol. Il est largement admis que les méthodes de prospection sont susceptibles de fournir des données archéologiques quant à l'occupation du sol et/ou l'exploitation du territoire. A ce titre, elles ont été appliquées depuis plusieurs années sur le site de l'agglomération antique d'Epomanduodurum (Mandeure-Mathay, Doubs) dans le nord Franche-Comté. Cette ville est considérée, par sa taille, son équipement urbain et sa parure monumentale comme la seconde de Séquanie derrière la capitale de cité Vesontio (Besançon, Doubs). Ce travail de recherche se propose donc de comparer, à différentes échelles spatiales, l'apport respectif de plusieurs méthodes de prospection à l'étude de dynamiques naturelles et anthropiques dans un espace géographique de 80 km², centré sur la ville antique, associant un tronçon de plaine alluviale du Doubs aux plateaux calcaires environnants. Durant cette étude, il a été possible, entre autre, de développer des outils aidant à la détection des structures archéologiques et géologiques. Les résultats ont aussi permis de redéfinir en partie la topographie de l'agglomération antique.

Les milieux temporairement inondés, zone de transition entre écosystèmes aquatiques et terrestres, ont un rôle fondamental pour de nombreux organismes. Dans cette thèse, les processus d’utilisation de ces milieux par l’ichtyofaune ont été étudiés dans les marais de Brière (Nord Ouest, France). Les résultats démontrent que cette utilisation est réduite dans le temps et l’espace, et dépendante de nombreux paramètres environnementaux et ainsi que des caractéristiques intrinsèques des individus. Concernant trois espèces identifiées d’intérêt majeur dans cette communauté, il apparaît que les milieux temporairement inondés jouent un rôle crucial dans le fonctionnement de ces populations, et plus particulièrement au regard des programmes de gestion mis en place. Cependant, il semble que les mesures de gestion actuelles ne suffisent pas pour gérer l’ichtyofaune de cet écosystème fortement perturbé. La mise en place de mesures complémentaires de gestion est donc discutée
Temporary waters, transitional zones between terrestrial and aquatic ecosystems, are key habitats for many organisms. In the present study, the use of these habitats by fish has been investigated in the Brière marsh (Northwest, France). The results demonstrate that fish a restricted use, in time and space, of these habitats by fish and the role of several environmental parameters and fish individual characteristics. Regarding three crucial species of the community, the results demonstrate that temporary waters play an important role in their population functioning, and more particularly with regards to management policies. Nevertheless, the current management tools are not sufficient to efficiently manage the fish community of this threatened ecosystem. Complementary management prospects are discussed

Dans la région de Tahoua (Niger), qui fait partie du bassin des Iullemeden, le système aquifère multicouche profond du Continental Intercalaire/Hamadien (CI/H) représente une réserve essentielle. Il est utilisé pour l'alimentation en eau potable des populations, pour les besoins en eau des industries extractives, et pour l'abreuvage du bétail, en raison de la dégradation de la qualité et le très faible débit des nappes phréatiques, et de celles du Crétacé supérieur. Malgré quelques études hydrogéologiques classiques conduites sur ce système aquifère, il reste mal connu, notamment en ce qui concerne la répartition des différentes masses d'eau et leurs temps de résidence/renouvellement. Cette étude, principalement fondée sur une approche hydrogéochimique et isotopique, vise à améliorer les connaissances sur le système aquifère du CI/H afin d'optimiser sa gestion durable. Les données ont été obtenues à partir de cartes géologiques et des fiches techniques de forage, de diagraphie, et d'essais de pompage. En outre, des échantillons d'eau ont été prélevés dans 30 forages répartis régulièrement dans la zone d'étude (114 425 km2). Des paramètres (pH, t et CE) ont été mesurés in situ et les échantillons ont été acheminés au laboratoire GEOPS où des analyses chimiques (ions majeurs) et isotopiques (18O, 2H, 13C, 14C) ont été effectuées. À partir des coupes géologiques, la couche du CH est présente au-dessus des couches CI dans la partie sud de la région mais pas dans la partie nord. Cependant, la piézométrie est continue sur toute la région. Dans la partie située au nord (au-dessus de 16°N), les lignes d'écoulement sont dirigées des affleurements du CI (est) vers l'ouest, et dans la partie située au sud (au-dessous de 16°N), des affleurements du CH (nord-est) vers le sud-ouest. La teneur en isotopes stables de l'eau (vs V-SMOW) varie de -8 à -7 ‰ pour 18O et de -59 à -48 ‰ pour 2H dans la partie nord (CI) et de -6 à -5 ‰ pour 18O et - 51 à -41 ‰ pour 2H dans la partie sud (CH), montrant deux masses d'eau différentes. Toutes ces teneurs sont très inférieures à celles correspondant aux précipitations actuelles, qui ne contribuent donc pas significativement à la recharge. Ceci est en accord avec les "âges" des eaux souterraines (5 à 36 ka) calculés à partir des teneurs en 14C (1 à 57 pmC), qui sont également en bon accord avec la piézométrie. Ainsi, même si la piézométrie continue du système aquifère du CI/H indique que les pressions sont en équilibre entre les différentes couches, les caractéristiques géochimiques montrent des différences notables entre la partie sud, où la couche de CH est présente, et la partie nord, où elle est absente. Les échanges d'eau entre les différentes couches sont donc très limités. Dans toutes ces couches, les eaux souterraine sont vieilles (> 5ka) et ont été rechargées sous un climat plus frais qu'aujourd'hui. Il est probable qu'elles soient largement héritées de périodes humide du Pléistocène supérieur et de la "Période Humide Africaine" (~ 15-5 ka) et devraient être gérées comme une ressource fossile
In the region of Tahoua (Niger), which is part of the Iullemeden basin, the deep multilayer aquifer system of the Continental Intercalaire/Hamadien (CI/H) represents an essential reserve. It is exploited for the drinking-water supply for the local population, for the extractive-industry's water use and for the watering of cattle, because of the degradation of water quality and the very low flow in shallow aquifers and Upper Cretaceous aquifers. Despite some classical hydrogeological studies, this system remains poorly known, particularly with regard to the distribution of the different water bodies and their residence/renewal times. This study, mainly based on a geochemical and isotopic approach, aims to improve knowledge on the CI/H system in order to optimize its sustainable management. Data were obtained from geological maps, and data-sheets of drilling, pumping and logging test. In addition, water samples were collected from 30 boreholes regularly distributed over the study area (114 425 km2). Some parameters (pH, t and EC) were measured in situ and the samples were sent to the GEOPS laboratory where chemical (major ions) and isotopic (stable isotopes in water, 14C, 13C) analyses were performed. From geological cross-sections, the CH layer is present above the CI layers in the southern part of the region but not in the northern part. However, piezometry is continuous over the whole region. In the northern part (above 16°N), the flow lines are directed from the CI outcrops (east) to west and in the southern part (below 16°N), from the CH outcrops (east) to south-west. Stable isotope contents of water (vs V-SMOW) range from -8 to -7 ‰ for 18O and from -59 to -48 ‰ for 2H in the northern part (CI) and from -6 to -5 ‰ for 18O and -51 to -41 ‰ for 2H in the southern part (CH), showing two different water masses. All these values are much lower than those corresponding to present-day precipitation, which does not significantly contribute to recharge. This is in agreement with the groundwater "ages" (5 to 36 ka) calculated from 14C contents (1 to 57 pmC), which are also in good agreement with piezometry. Therefore, even if the continuous piezometry of the deep aquifer system of CI/H indicates that pressures are in equilibrium between the different layers, the geochemical features show noticeable differences between the southern part, where the CH layer is present, and the northern part, where it is absent. Thus, water exchanges between the different layers are very limited. In all these layers, groundwater is old (> 5ka) and was recharged under a cooler climate than at present. Probably, it is largely inherited from Upper-Pleistocene wet periods and from the "African Humid Period" (~15-5 ka) and should be managed as a fossil resource

La caractérisation de la réalité matérielle du paysage impose d’une part de reconnaitre avec précision le cadre physique et d’autre part de saisir les interrelations entre les hommes et l’environnement, conditions indispensables à l’appréciation des origines du modelé du paysage. La compréhension des paysages passés se fonde en partie sur l’analyse de différentes sources documentaires qui permettent ensemble de caractériser bon nombre des évolutions paysagères intervenues notamment depuis l’époque moderne. Toutefois, les aménagements plus anciens ne sont ni localisés ni représentés sur des cartes. Leurs traces sont alors décelées dans le paysage actuel de manière efficace grâce notamment à la mise en oeuvre conjointe de diverses méthodes de détection : la photographie aérienne, enregistrant des variations topographiques ou colorimétriques à la surface du sol et le système LiDAR (Light Detection And Ranging), mesurant les variations microtopographiques à l’aide d’un laser. L’étude d’autres paramètres, imperceptibles à nos sens, permettent également d’appréhender les traces des paysages passés. Les méthodes géophysiques détectent la présence de vestiges ou de structures enfouies qu’aucun indice ne signale en surface grâce à la mesure des propriétés physiques du sol. Il est largement admis que les méthodes de prospection sont susceptibles de fournir des données archéologiques quant à l’occupation du sol et/ou l’exploitation du territoire. A ce titre, elles ont été appliquées depuis plusieurs années sur le site de l’agglomération antique d’Epomanduodurum (Mandeure-Mathay, Doubs) dans le nord Franche-Comté. Cette ville est considérée, par sa taille, son équipement urbain et sa parure monumentale comme la seconde de Séquanie derrière la capitale de cité Vesontio (Besançon, Doubs). Ce travail de recherche se propose donc de comparer, à différentes échelles spatiales, l’apport respectif de plusieurs méthodes de prospection à l’étude de dynamiques naturelles et anthropiques dans un espace géographique de 80 km², centré sur la ville antique, associant un tronçon de plaine alluviale du Doubs aux plateaux calcaires environnants. Durant cette étude, il a été possible, entre autre, de développer des outils aidant à la détection des structures archéologiques et géologiques. Les résultats ont aussi permis de redéfinir en partie la topographie de l’agglomération antique
The characterization of the material reality of the landscape requires to accurately identify the physical geography and to capture the interrelationships between humans and their environment. These conditions are essential to the estimation of the origins of the landscape shaping. The analysis of documentary sources offers the opportunity to determine the organization of former landscapes and to characterize a large part of their evolutions since the Modern period. However, older land settlements are not localised or symbolised on maps. Their signs are efficiently detected in present landscape through the joint implementation of various detection methods: aerial photography, recording topographic or colorimetric variations on the soil surface, and the LiDAR (Light Detection And Ranging) system, measuring micro-topographic variations using a laser beam. Other methods can be used to identify the elements conserved in present landscape and reflect their past uses. The measure of physical properties of soils by the geophysical methods can detected the presence of archaeological remains or structures buried while nothing is perceptible to the soil surface. It is widely supported that survey methods can provide archaeological data of the land use and / or the exploitation of the territory. Thus, they have been applied since several at the site of the ancient city of Epomanduodurum (Mandeure-Mathay, Doubs) in the north of the Franche-Comte. This city is considered by its size, urban equipment and monuments as the second behind de civitas capital of Sequani, Vesontio (Besancon). This research intends to compare, at different spatial scales, the contribution of several prospecting methods for the study of natural and anthropogenic dynamics in an area of 80 km². The study area is centred on the ancient city and combines a section of the alluvial plain of the Doubs river and the surrounding calcareous plateaus. In this study, it was possible, among other things, to develop tools for the detection of archaeological

L'Etude des patrons biogéographiques du phytoplancton est essentielle pour mieux comprendre la réponse des systèmes aquatiques face aux changements globaux. Pour cela, cette thèse s'est intéressée à évaluer la distribution spatio-temporelle des communautés phytoplanctoniques au sein d'une région présentant de forts gradients environnementaux : la région Ile-de-France. Les travaux présentés dans ce manuscrit se sont organisés autour de trois objectifs : 1) caractériser la diversité du phytoplancton à une échelle locale (diversité-α), entre les sites (diversité-β) et à l'échelle de la région (diversité-γ), 2) identifier les processus et facteurs de contrôle impliquées dans la distribution des communautés phytoplanctoniques via des approches de modélisation, 3) évaluer l'impact de la dominance des communautés des cyanobactéries sur la diversité des communautés phytoplanctoniques
The study of phytoplankton biogeographic patterns is essential to broaden our understanding of the responses of aquatic ecosystems’ to on-going environmental changes. In this context, the work presented in this thesis aimed at evaluating the spatiotemporal distribution of phytoplankton communities within a region exhibiting strong environmental contrasts: he Ile-de-France region. The work presented in this thesis is organized around three main objectives : 1- to characterize at local-scale (i. E. α-diversity), among individual sites (i. E. β-diversity) and at the region-scale (i. E. γ-diversity), 2- to identify the processes and drivers involved in the distribution of phytoplankton communities through modelling approaches, 3- to evaluate the impact of the dominance of phytoplankton communities by cyanobacteria on their diversity

La France doit évaluer l’état de conservation de ses habitats naturels en réponse à la Directive Habitats. Nous avons donc regardé l’impact de pressions type chenalisation, sur la physico-chimie et 3 communautés (oiseaux, plantes, invertébrés) de l’habitat UE 3260, ou « Rivières à Renoncules ». 17 stations (6 contrôles/11 chenalisées) sur 4 rivières, ont été suivies saisonnièrement en 2006-07. La chenalisation conduit à des changements physiques de l’habitat à plusieurs échelles spatiales : station, faciès (ex : radier, mouille) et microhabitat. Pour les 3 communautés, la richesse est plus faible en situation chenalisée. Les taxons dominants sont ubiquistes et résistants. La végétation est très informative car elle réagit aux 3 échelles. Les stratégies adaptatives des plantes sont plus variées dans les stations chenalisées à cause des modifications de dynamique de l’habitat. Notre étude dégage les outils et mesures de gestion pour préserver l’état de conservation de l’habitat UE 3260
France must assess the state of conservation of its natural habitats in reply to Directive Habitats. We therefore looked at the impact of pressures such as channelization, on physico-chemistry and on 3 communities (birds, plants, invertebrates) of the habitat EU 3260, or “Streams with Water Crowfoot”. 17 reaches (6 control/11 channelized) in 4 rivers, were monitored seasonally in 2006-07. Channelization led to physical changes of the habitat in several spatial scales: reach, riffle-pool sequence, and microhabitat. For the 3 communities, richness was lower in channelized reaches than in control reaches. Dominant taxa were ubiquitous and resistant. Plants was an informative community because they reacted to the 3 spatial scales. Adaptive strategies of plant taxa were more diverse in channelized reaches due to the modifications of the dynamic of the EU 3260 habitat. Our study clears tools and measurements of management to preserve the state of conservation of the habitat EU 3260

Cette thèse de doctorat propose des réflexions théoriques sur la gestion de conflits autour de la conservation et de la gouvernance de la biodiversité dans des lieux jusque récemment exclusivement pensés pour les humains. L’objectif général de mon travail a été de souligner dans quelle mesure les représentations de la nature peuvent entraver des efforts de conservation et à travers quels processus socio-écologiques ces dernières sont établies. Plus précisément, j’ai étudié les interactions réciproques entre représentations sociales de la biodiversité et dynamiques socio-écologiques, ou comment certaines conceptions sur la biodiversité sont activement produites et véhiculées par des dynamiques d’interactions entre les composantes humaines et non-humaines de la nature. De plus, j’ai montré dans quelle mesure ces conceptions peuvent être à l’origine de réticences sur des sujets environnementaux, en particulier quand de nouvelles conceptions impliquent des redéfinitions de l’espace et des relations humains-biodiversité-environnement. Ces réflexions théoriques s’appuient sur des travaux empiriques de recherche en milieu urbain. Ici, j’ai considéré les écosystèmes urbains comme des socio-écosystèmes composés de dynamiques sociales, politiques/institutionnelles et écologiques interconnectées. En cela, ces études s’inspirent de cadres d’analyse des systèmes socio-écologiques (Ostrom 2009), de la théorie de la résilience (Folke 2006), de la théorie de l’acteur-réseau (Latour 1994) et de la théorie des représentations sociales (Moscovici 2000). Excepté pour un cas, les recherches menées prennent les pigeons urbains (Columba livia) comme modèle d’analyse. Le pigeon urbain a en effet ceci de particulier qu’il n’a jamais existé ‘à l’état sauvage’ et a toujours eu son habitat ‘naturel’ parmi les humains (Johnston et Janiga 1995). En tant qu’animaux domestiqués, les pigeons ont été dotés de valeurs symboliques (d’amour, paix et fertilité) sur la base de leurs caractéristiques visibles (et désirées) (Jerolmack 2008). Alors qu’ils ont été « créés » par les humains pour un usage domestique, ils se sont ensuite échappés puis ré-ensauvagés (ou ‘féralisés’), et constituent ainsi ce qui pourrait être appelé un ‘hybride’ (sensu Latour), un produit de la nature et de la société, et même un double hybride (Jerolmack 2007). L’espèce est ainsi particulièrement intéressante dans ce travail, puisqu’il ne s’agit pas ‘juste’ d’un objet naturel mais d’un bon exemple à travers lequel la production socio-écologique de sens peut être étudiée. Le travail de thèse est présenté sous la forme de 5 articles ou manuscrits, suivant le cheminement suivant :1. La présence de la biodiversité en ville précède et conditionne sa problématisation ; elle constitue en cela un élément central à partir duquel les représentations de la biodiversité vont ensuite se développer. Cette présence n’est cependant pas fortuite. Ainsi, dans le premier article intitulé « Tolérance environnementale chez les oiseaux urbains : adaptation synanthropique ou plasticité phénotypique?», mes collègues et moi soulignons dans une perspective écologique, la « agency » des pigeons dans leur installation dans les espaces anthropiques. En étudiant la tolérance environnementale des pigeons, nous démontrons que ceux-ci tirent avantage de leurs propres caractéristiques au même degré que des particularités urbaines pour persister dans les villes. 2. Dans l’article « Espèces nuisibles : par-delà de la perspective écologique », nous utilisons le concept d’ « espèces nuisibles » et les changements dans les images des pigeons pour démontrer que les représentations de la nature et de la biodiversité sont produites par des processus historiques et d’interactions inter-espèces, avec de multiples facteurs d’influence, d’« agencies » et d’enjeux. Nous montrons en outre comment l’évolution de ces conceptions ou « socio-natures » (Swyngedouw 2004) sont au coeur de conflits contemporains au sujet des pigeons urbains dans de nombreuses métropoles. 3. Dans l’article « Ancrer le ‘paradoxe du pigeon’ : médiation des interactions avec la biodiversité ordinaire par le contexte public», nous illustrons ensuite, à travers une étude comportementale, les oppositions entre d’une part les encouragements officiels croissants pour une reconnexion avec la nature afin de renforcer la conscience environnementale, et d’autre part l’influence restrictive du contexte social normatif sur les interactions entre les humains et la nature urbaine au quotidien. 4. Dans l’article « Verdir la ville et ensuite ? Orientations similaires mais politiques publiques divergentes dans deux capitales européennes » nous nous détachons de l’exemple des pigeons urbains pour mettre en évidence, par une comparaison entre Paris et Berlin, comment différents discours institutionnels peuvent façonner les représentations de la nature : encouragement explicite de la restauration de la nature ou définition implicite des relations humains-nature à travers l’aménagement et la gestion des parcs urbains. Nous suggérons que des discours explicites et implicites contradictoires peuvent bloquer l’acceptation sociale de mesures institutionnelles de conservation en milieu urbain. 5. Enfin, dans l’article de conclusion « Modélisation d’un système socio-écologique urbain : vers une coexistence des citadins et des pigeons en ville », nous posons la question de la gestion et du contrôle des pigeons urbains et fournissons un exemple concret de médiation et de gouvernance intégrative dans un conflit social autour de la biodiversité urbaine, construit à partir des perceptions sur les pigeons et des facteurs d’influence sociaux et écologiques
The present Ph. D. Thesis strives to offer theoretical stimuli for handling social conflicts on biodiversity and for governance models engaged in democratic environmental conservation and the creation of spaces for nature and non-human species, in places exclusively designed for humans until recently. The general purpose of the current work is to highlight to what extent nature conceptions might impede conservation aims and through which social-ecological processes they may arise. In particular, I intend to empirically expose how conceptions about the environment and biodiversity are actively produced and spread through the manifold interaction dynamics between nature’s human and non-human components. Further, I elucidate how the resulting spheres of meaning may unknowingly generate understanding gaps and reluctance on environmental issues, particularly when changing nature representations entail landscape redefinitions, resulting in new humanbiodiversity- environment relations and spatial ascriptions. I have illustrated these hypotheses in five articles and manuscripts addressing urban areas as a crucial place for confronting socio-environmental problems. The studies constituting the Ph. D. Thesis consider urban ecosystems as social-ecological systems made of reciprocal influence dynamics among social, political/institutional and ecological variables. In this, they take inputs from theoretical frameworks for the analysis of social-ecological systems (Ostrom 2009), resilience theory (Folke 2006), actor-network theory (Latour 1994) and the theory of social representations (Moscovici 2000). Except for one study, the research uses urban pigeons (Columba livia) as a model to analyze socioenvironmental interactions. This particular type of pigeon never existed ‘in the wild’ and always had his ‘natural habitat’ among humans (Johnston and Janiga 1995). As domesticated animals, pigeons came to be endowed with symbolic meanings (of love, peace, and fertility) based on their perceived (and desirable) traits (Jerolmack 2008). Although they were utilized by humans for domestic use, they then escaped to become feral and are thus what could be called a ‘hybrid’ (sensu Latour 1993), a product of nature and society; they may even be considered a double hybrid (Jerolmack 2007). The species is thus particularly interesting for the purpose of this work, as it is not ‘just’ a natural object with an essential meaning but a good example on which social-ecological meaning production can be investigated. 1. Biodiversity’s presence in the city precedes and conditions its problematization and is a central element from which its representations will further develop and depend. However, this presence is not fortuitous. Thus in the first manuscript entitled “Environmental tolerance in urban Birds: synanthropic adaptation or phenotypic plasticity?” my colleagues and I highlighted pigeons’ agency in settling in anthropic areas from an ecological perspective. By investigating pigeons’ environmental tolerance, we demonstrated that they take advantage of their own characteristics to the same degree as of urban features to persist in cities. 2. In the article “Nuisance species: beyond the ecological perspective” we used the concept of ‘nuisance species’ and changes in pigeons’ images to demonstrate that nature and biodiversity representations are produced out of historical processes and interspecies interactions, with multiple influence factors, agencies and issues at stake. We further showed how the evolution of these conceptions or ‘socio-natures’ (Swyngedouw 2004) is at the heart of current conflicts with urban pigeons in many cities. 3. In the manuscript “Anchoring the ‘pigeon paradox’: how public context mediates interactions with ordinary biodiversity” we highlighted, using a behavioral study, discrepancies between increasing official support for nature reconnection to strengthen people’s environmental awareness and the restrictive influence of everyday normative social contexts on human-urban nature interactions. 4. In the manuscript “Greening the city, and beyond? Similar orientations but contrasted local policies in two European capitals” we move beyond the example of urban pigeons, and evidence in a comparison between Paris and Berlin, different institutional discourses that shape nature representations, from an explicit nature restoration advertisement to an implicit definition of human-nature relations in public urban park management. We suggest that mismatched explicitimplicit discourses may thwart institutional endeavors and hinder social acceptance of conservation measures in urban settings. 5. In the concluding manuscript “Modeling an urban social ecological system: towards coexistence between people and pigeons in the city” we addressed urban pigeon management and control and provided a concrete example of mediation and integrative governance in a social conflict on urban biodiversity, built by focusing on pigeon perceptions and their social and ecological influence factors

L'oasis de Mendoza est née de la dérivation des eaux du río Mendoza, rivière andine, à des fins anthropiques. Les indiens Huarpes, puis Incas, ont créé dans le désert du Cuyo un espace irrigué, développé par la suite par des générations de colons et d'immigrants. Cette oasis de 1156 km², au départ construite par et pour les agriculteurs, a vu ses usagers se multiplier et les prélèvements sur sa ressource en eau augmenter, parallèlement à la croissance de l'agglomération du Gran Mendoza, qui approche en ce début de XXIème siècle, le million d'habitants. Or, dans un contexte de réchauffement climatique et donc de recul des glaciers andins, la ressource à long terme paraît condamnée. Mais si l'impact quantitatif est avéré, qu'en est-il de l'impact qualitatif ? Cette thèse s'attache à dresser un état des lieux de la qualité de la ressource en eau superficielle et souterraine de l'oasis, en prenant en compte la responsabilité des multiples acteurs. Ainsi, si la salinisation des sols est favorisée par une irrigation mal maîtrisée, les impacts de l'agglomération (effluents domestiques et ordures ménagères) doivent également être pris en compte, tout comme le rôle des nombreuses industries de mise en conserve des fruits et légumes, de vinification ou de transformation des hydrocarbures. Par ailleurs, l'auteur cherche à proposer des solutions en adéquation avec les enjeux d'une oasis qui cherche à se moderniser, dans un contexte national argentin où les crises économiques sont récurrentes. C'est en ces termes que se pose la question de la durabilité de ce milieu artificiel.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Génie civil : Lille 1 : 2006.
N° d'ordre (Lille 1) : 3778. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. 140-146.

Comprendre les processus par lesquels les activités humaines influent sur la diversité écologique, à des échelles spatiales et temporelles diverses, est une priorité en biologie de la conservation. La niche écologique constitue à cette fin une interface conceptuelle pertinente. Ma thèse traite de l'influence de la structure et des variations de cette interface, et de leur propension à affecter notre interprétation des conséquences des modifications des paysages, des habitats et du climat sur les communautés biotiques. A partir du modèle de l'avifaune commune, pour lequel de vastes bases de données permettent une quantification de la niche multivariée et multi-échelle, je développe un argumentaire en trois volets. Le premier propose qu'au-delà de la multiplicité des axes de la niche, leurs relations et leurs structures permettent d'inférer des processus qui conduisent à la ségrégation des espèces communes le long de gradients d'habitats. Deuxièmement, croiser la niche climatique et la niche d'habitat révèle des interactions entre des sources de vulnérabilité qui semblent de prime abord opérer à des échelles différentes. Enfin, la largeur de la niche d'habitat est non seulement une cause, mais aussi une conséquence de la réponse des espèces aux variations de leur environnement. J'explore les conséquences de ces trois résultats principaux sur notre compréhension des processus qui sous-tendent la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés. Je propose en conclusion de dépasser la vision classique de la niche comme un ensemble de filtres aux effets spatialement et temporellement hiérarchisés, pour prendre explicitement en compte les interactions entre ces filtres et leurs variations dans l'explication et la prédiction des effets écologiques des changements globaux.

Les ressources en eau dans la region d'agadez sont tout d'abord etudiees, les precipitations sont le premier element analysee a travers l'examen de differentes chroniques pluviometriques annuelles et une approche statistique des pluies a la station d'agadez. Pour completer les informations sur le climat de cette region, il est propose une etude du bilan hydrique grace a la connaissance de la temperature, du vent et de l'evaporation. L'hydrologie est le deuxieme element aborde. Le regime hydrologique dans le sud-ouest du massif de l'air est sub-desertique; il est caracterise par des crues. L'etude des reserves en eau est le troisieme element etudie. Les nappes d'infero-flux des vallees alluviales constituent la principale reserve en eau renouvelable. La comparaison de trois vallees montre des differences notables de volumes stockes suivant les sites, mais il demeure que la tendance generales est la baisse. Ce phenomene doit ainsi impliquer des amenagements du milieu, adaptes. Ensuite, deux elements du milieu naturel determinants dans une optique d'amenagement des vallees, autres que les ressources en eau, sont mis en evidence. Le premier element est le contexte geomorphologique des vallees etudiees et leurs proches bassins. Le deuxieme est la vegetation. Un diagnostic sur les inter-relations anthrophiques et naturelles est elabore a partir de l'etude des populations des vallees. A la suite de ce diagnostic, trois types de degradations sont manifestes. Enfin, les constats precedents sont le support de pistes de reflexion en matiere d'amenagement, souhaitables pour garantir ou restaurer l'equilibre ecologique des vallees
The first part of our study is devoted to the water resources in the agadez region, starting with an analysis of reinfall. This is based on various annual reinfall records and statistical analysis of rainfall at the agadez station. We then turn to hydrology. The hydrology regime in the south west of the air massif is of a semi-arid type, a feature being its floods. The third part of the study was devoted to water reserves. The alluvial valley, underflow aquifers constitute the main, renewable water reserves. Comparison of three valleys reveals significant variations in the amounts stored, but overall trend is towards a fall in volume. This trend suggests that development work may be r4equired. Subsequently we considered two aspects of the environment, other than water resources, which are critical in a development-orientated approach to the valleyson the one hand the geomorphological context of the valleys by the study and the neighbouring catchment areas; on the other hand the vegetation. We have conducted a diagnostic study of the relations between man and the environment on the basis of a study of the valley populations. It is apparent from this, that there are three types of natural degradation : a reduction in water resources, the concentration of flow and damage to vegetation. In conclusion, the above-mentioned facts have served as the basis for a number of ideas concerning development options, capable of ensuring or restoring the ecological balance of the valleys

Le travertin, connu sous le terme de lapis tiburtinus dans l’Antiquité romaine, est une roche issue de la précipitation du carbonate dissous dans les eaux de sources chaudes (travertins) ou froides (tufs calcaires), sous l’influence de processus physico-chimiques et/ou biologiques. Ce phénomène est décrit dès l’époque gréco-romaine par les auteurs antiques (Strabon, Pline l’Ancien, Vitruve), qui témoignent d’une roche qui se forme sous leurs yeux, qui dessine le paysage et qui est largement exploitée pour la construction (p. ex. le Colisée à Rome, le Temple grec de Ségeste en Sicile). Abondamment répartis à la surface de la Terre et caractérisés par une certaine diversité morphologique, les travertins représentent d’excellents enregistreurs des conditions climatiques et hydrologiques de leur dépôt, offrant un potentiel très fiable d’archives sédimentaires utilisées au sein de problématiques paléoenvironnementales. La notion de travertins anthropiques définie ici prend en compte l’influence de l’Homme sur ces formations sédimentaires et les eaux qui leur sont associées. Elle est illustrée par une approche géoarchéologique des dépôts de travertins préservés sur le site antique de Jebel Oust, en Tunisie, où l’exploitation d’une source chaude est attestée depuis le début de notre ère jusqu’à son tarissement dès la fin de l’Antiquité tardive. La source thermale surgissant sur le versant oriental de la montagne fut l’objet d’un culte aux époques romaine puis paléochrétienne et alimentait en eau chaude, par le biais d’un aqueduc, un édifice thermal localisé en aval. Notre approche géoarchéologique met en lumière l’anthropisation du versant qui se traduit par un contrôle du fonctionnement de la source chaude et des dynamiques sédimentaires associées. En parallèle, l’analyse des travertins préservés au sein des structures antiques révèle des informations primordiales sur les conditions de déroulement du culte et sur les pratiques balnéaires (fonction des salles thermales, gestion de l’eau, phases de réfection, états d’abandon). Une vision plus générale d’une géoarchéologie des travertins anthropiques propose une nouvelle approche des problématiques liées à l’eau, en insistant sur la gestion plus ou moins complexe d’une source carbonatée, chaude ou froide, et en précisant le degré d’impact humain sur le développement des travertins
Travertine, known as lapis tiburtinus during Roman times, are continental limestones precipitated in calcareous environments from thermal waters of hot springs (travertine) or cool waters of karstic springs (calcareous tufa). This phenomenon is well-known during Classical Antiquity and had been described by several ancient authors (Strabo, Pliny the Elder, Vitruvius) who depicted a stone that forms extremely rapidly, a stone that outlines the landscape and which is largely used for construction (e.g. The Colosseum in Roma, the Greek temple at Segesta in Sicily). These deposits are widespread on Earth’s surface showing various morphologies and are great sedimentary records of climatic and hydrologic conditions. Thus they represent valuable proxies for palaeoenvironmental studies. The notion of anthropogenic travertine takes into consideration human impact on these deposits and on travertine-depositing waters. It is documented by the study of the roman site of Jebel Oust, Tunisia, where the exploitation of a hot spring is attested from the first century A.D. to the end of Late Antiquity. The site is characterized by a temple settled around the spring’s vent associated with Roman baths located downstream and supplied with hot water via an aqueduct. Our geoarchaeological approach brings to light the anthropization of the regional geosystem expressed by an entire control over the hot spring and its associated deposits. Furthermore the study of travertines preserved in the archaeological structures reveals precious and original information about water cult and bathing practices during Antiquity (thermal rooms function, water management, repair phases, states of neglect and decay). Moreover, geoarchaeology of anthropogenic travertine intends to offer a new approach of research‘s problematic dealing with water managements and integrating human impact on travertine’s development

En France, les concentrations en nitrates observées dans les eaux souterraines dépassent assez fréquemment le seuil de potabilité fixé à 50 mg/l. L'agriculture constitue la source principale d'apport des nitrates. Les eaux usées domestiques, les rejets industriels contribuent aussi à l'augmentation de ces concentrations. Les recherches réalisées dans deux bassins versants de la nappe de la craie de la France du Nord : le nord Audomarois et le Cambrésis, m'ont permis de répondre à plusieurs interrogations : quels sont les taux de participations respectives de l'agriculture et de l'urbanisation à l'augmentation des concentrations en nitrates dans les eaux souterraines ? Quelle est l'évolution prévisible (jusqu'à 2020) de ces concentrations ? Les mesures adoptées (programme Ferti-Mieux et amélioration des rejets grâce aux stations d'épurations) peuvent-elles répondre à l'objectif fixé par la Directive Cadre Européenne (DCE) ? Quelles sont les captages d'eaux potables les plus menacés par l'évolution négative des teneurs en nitrates ? J'ai modélisé la transformation et le transfert des nitrates, issus des activités agricole et urbaine, dans la zone racinaire, dans la zone non-saturée et dans la zone saturée. J'ai réalisé ces modélisations à l'aide de quatre logiciels: AgriFlux, VS2DT, MODFLOW et MT3D. J'ai d'abord appliqué les modèles sur les parcelles de référence afin de tester et de caler les logiciels avant le passage à la modélisation à l'échelle du bassin versant. Puis j'ai effectué la modélisation à l'échelle des bassins versants en les découpant en mailles supposées homogènes. La recherche que j'ai réalisée sur le champ captant de Houlle et Moulle (nord Audomarois) consistait à quantifier les nitrates lessivés sous la zone racinaire
La modélisation est basée sur des données réelles fournies par les enquêtes de terrain et les données du Recensement Général Agricole (RGA). Les communes de la zone d'étude sont classées en quatre types selon leurs pratiques culturales. A chaque type j'ai attribué une rotation culturale. La modélisation, qui a débuté en 1965, s'étend jusqu'en 2003 dans le but de mieux comprendre l'influence de la variation des pratiques culturales (rotation et fertilisation) sur la variation de la qualité de l'eau alimentant la nappe. La modélisation permet de démontrer que la mise en place du programme Ferti-Mieux a déjà, dans la plupart des cas, conduit à un abaissement significatif des concentrations en nitrates dans l'eau lessivée. Dans l'arrondissement de Cambrai, j'ai réalisé un modèle intégré permettant de modéliser la transformation et le transfert des nitrates en partant de la surface du sol jusqu'à la zone saturée. J'ai pris en compte l'impact des nitrates d'origine agricole ainsi que ceux provenant des agglomérations. Le suivi des fertilisations, l'augmentation du nombre de stations d'épurations urbaines et l'amélioration de leurs performances diminuent les apports nitratés de surface. Mais l'effet de ces améliorations sur la qualité, des eaux de la craie n'est pas partout synchrone. Les comparaisons entre les piézométries mesurées et celles calculées, ainsi que les comparaisons entre les concentrations en nitrates mesurées et celles calculées m'ont permis de caler correctement les modèles hydrodynamiques et hydrodispersifs dans la zone non-saturée et dans la zone saturée. J'ai ensuite pris des hypothèses les plus vraisemblables des intrants azotés jusqu'en 2020. Cette évolution prospective de la qualité de l'eau de la craie permet à la fin de répondre à l'un des objectifs de la DCE et aussi de permettre l'optimisation de la gestion de l'aquifère de l'arrondissement de Cambrai

L'objectif est de comprendre comment la synergie entre la transformation du territoire et le changement climatique pourra affecter la biodiversité des Alpes-Maritimes à l'horizon 2100. Cette thèse comprend quatre chapitres. Dans le premier chapitre sont présentées les notions, les bases théoriques et conceptuelles ainsi que la problématique générale de recherche. Le deuxième chapitre est consacré à l'étude des processus d'artificialisation et de transformation territoriale. Dans cette partie sont évalués le processus de dispersion ainsi que les facteurs qui interviennent dans les phénomènes d'artificialisation du territoire et les tendances futures de changement sur les Alpes-Maritimes. Les règles de transition spatiale ont été extraites à partir de l'étude de la transformation territoriale des 40 dernières années pour comprendre les trajectoires de changement, mais aussi dans le but d'avoir une base de connaissances solide permettant de faire la simulation par automate cellulaire. A partir de ces connaissances et de l'interprétation des règles de transition sont élaborés les scénarios de transformation future du paysage aux horizons 2050 et 2100. Les résultats montrent la possible expansion de l'artificialisation selon le comportement et les tendances historiques observés sur le territoire. Les résultats de ce chapitre montrent que les surfaces artificielles pourraient doubler pour 2050, et tripler pour 2100 par rapport à leur occupation actuelle. Le troisième chapitre concerne l'évaluation de la perte de biodiversité selon les pressions anthropiques et climatiques. La première partie du chapitre trois est dédiée à la définition de la diversité écosystémique à partir des unités du paysage. Pour cette définition ont été considérés les différents facteurs écologiques qui ont une influence sur la répartition des écosystèmes tels que la géomorphologie, le sol, le climat et la végétation. Avec les informations obtenues dans la partie précédente, est étudié l'impact potentiel de la transformation territoriale sur la biodiversité. La deuxième partie de ce chapitre consiste en la réalisation d'un étalonnage bioclimatique des unités du paysage, afin de comprendre les limites écologiques de tolérance des expressions écosystémique aux conditions climatiques et géomorphologiques. Au total sont définies 236 unités du paysage sur lesquelles sont estimés les impacts synergiques de la transformation territoriale et du changement climatique afin d'évaluer les risques de perte de biodiversité vers la fin du siècle. Les résultats montrent que 68 unités du paysage (soit presque 30% de la diversité́ des Alpes-Maritimes) seront affectées par ces deux phénomènes d'ici la fin du XXIème siècle et 5 d'entre elles devraient disparaître, que ce soit en raison du changement climatique ou de la dynamique de l'artificialisation du sol. Le dernier chapitre propose une méthode permettant l'intégration des impacts du changement climatique et des impacts de la transformation territoriale dans les processus de conception et définition de politiques de conservation dynamique de la biodiversité. De plus, ce chapitre propose la possibilité d'intégrer les deux phénomènes dans la conception de réseaux écologiques de conservation, notamment dans le cadre de la Trame verte et bleue
The work aims at understanding how the land transformation and climatic change synergy could affect the Alpes-Maritimes biodiversity. This thesis contains four chapters. In the first chapter, the purpose is to provide the conceptual basis and the framework that support the scientific foundations of this thesis and the main conceptual definitions of the studied problematic. In the second chapter, the purpose is to study the artificialization process in the French Riviera area, its probable potential dispersion, the conditions and the factors involved in the phenomenon in order to give an intuitively understanding of the landscape transformation and their principal trend. The landscape transformation of the last 40 years has been studied with the aim of identifying the spatial transition rules that have been introduced in the cellular automata model. We present a synthesis of landscape transformation in the French Riviera up to 2050 and 2100. The resulting scenarios provide information about future urban expansion according to historic behavior and the evolutionary patterns. The results of this part show that urban surfaces could double by 2050 and triplicated by 2100 compared with 2011. In the third chapter we assess the biodiversity loss according to land use dynamic and climate change. We first defined the ecosystem diversity by the landscape units. The landscape units are composed by the different ecological factors that have had an influence on ecosystems repartition like geomorphology, soil, climate, and vegetation. Then, we studied how landscape transformation could affect the biodiversity in the future by the spatial superposition of the first and second chapter results. Next, we realized a bioclimatic calibration for the landscape units with the aim of understanding the limits of ecological tolerance to the climatic conditions and the different ecological conditions like geomorphology, soil, and aspect. The bioclimatic calibration of the landscape units has allowed the definition of climatic change impact on ecosystem biodiversity for 2050 and 2100.The synergy between climatic change impact and landscape transformation shows that almost 30% (68 ecosystem expressions) of Alpes-Maritimes biodiversity could be affected at the end of the XXIst century, and at least five ecosystems expressions could disappear for 2100 due to both forces or some of these driving forces.In the fourth chapter we propose a method that allows the integration of climatic change impacts and landscape transformation on conservation process and politic assessment. Moreover, this chapter proposes the possibility to integrate both phenomena into the ecological networks structuration, especially into “Trame verte et bleue” in France

Les espoirs de stopper la crise actuelle de biodiversité reposent principalement sur les aires protégées, qui visent à écarter ou restreindre les activités humaines de ces sites. Malgré le rôle central que jouent les aires protégées dans les stratégies de conservation de la biodiversité, les études mesurant leur efficacité réelle à limiter la perte de biodiversité restent rares. Mesurer cette différence n’est pas si évident qu’il y paraît puisque cela nécessite de comparer la biodiversité de sites protégés et de sites témoins non-protégés (qui ne diffèrent que par leur statut de protection) et requiert donc l’utilisation de gros jeux de données, qui sont rares. Dans cette thèse, j’utilise plusieurs jeux de données publics, principalement issus de programmes de sciences participatives, pour mesurer l’efficacité des aires protégées. Dans le premier chapitre, j’utilise des données d’abondance d’oiseaux issues de la « North American Breeding Bird Survey » et je montre que les aires protégées n’ont pas d’effet sur la richesse spécifique ou l’abondance totale mais qu’elles favorisent les espèces spécialistes. Dans le second chapitre, je me concentre sur les forêts tropicales de huit points chauds de biodiversité et j’utilise les données eBird pour montrer que les aires protégées ralentissent les déclins d’espèces d’oiseaux dépendantes des forêts, endémiques et menacées. De plus, je montre que cet effet sur les oiseaux est induit par le double effet qu’ont les aires protégées sur la réduction de la déforestation et de la dégradation de la forêt. Dans le troisième chapitre, je modélise la sensibilité à la pression humaine de chaque espèce d’oiseaux se reproduisant en Amérique et j’explore la capacité du réseau d’aires protégées à conserver les espèces les plus sensibles. Je montre que les zones où les espèces sont très sensibles (principalement dans les tropiques) sont souvent trop peu couvertes par des aires protégées intactes, laissant de nombreuses espèces sensibles sans aucun habitat protégé intact sur l’ensemble de leur aire de répartition. Enfin, dans le quatrième chapitre, j’interroge l’effet que peuvent avoir les aires protégées sur les comportements humains, en montrant que les habitants de municipalités françaises qui sont proches de parcs naturels adoptent plus de comportements pro-environnementaux. Dans leur ensemble, ces travaux de thèse soutiennent que les aires protégées peuvent constituer un outil efficace pour conserver la biodiversité et soulignent l’importance et la complexité de mesurer leur efficacité
Humanity’s main hope to halt the ongoing dramatic biodiversity declines is to buffer and restrict human activities from some sites, called protected areas. Despite the central role that protected areas have in biodiversity conservation strategies, there have been surprisingly few studies evaluating their practical effects in terms of avoiding biodiversity loss. Measuring the difference protected areas make is challenging, as it requires substantial datasets that enable comparing biodiversity from protected versus unprotected counterfactual sites (differing only in their protection status). In this thesis, I take advantage of extensive publicly available datasets, mainly from citizen science programs, to measure the effectiveness of protected areas. In the first chapter, I use bird data from the North American Breeding Bird Survey and show that protected areas do not increase overall species richness or abundance but that they favour specialist species. In the second chapter, I focus on tropical forests from eight biodiversity hotpots and use eBird data (a global network of bird observations) to show that protected areas mitigate declines from forest-dependent, endemic, and threatened species. I additionally show that this positive effect on birds is due to the mitigating effect that protected areas have on both forest loss and forest degradation. In the third chapter, I model the sensitivity to human pressure of all bird species breeding in the Americas and explore the ability of the protected area network to conserve the most sensitive species. I show that protected area intactness is not higher where species need it the most, leaving many high-sensitivity species with null coverage of their distribution by intact protected habitats. Finally, in the fourth chapter, I question the effects that protected areas can have on human behaviours, showing that inhabitants from municipalities that are located close to natural parks in France are more likely to adopt pro-environmental behaviours. Globally, this thesis emphasises that protected areas can be an effective tool to conserve biodiversity and highlights the need to, and the complexity of, measuring their effectiveness

Comprendre les décisions prises par les organismes pour s’approvisionner en nourriture est essentiel pour anticiper leurs réactions aux changements de l’environnement. Les oiseaux marins en reproduction partent s’alimenter en mer depuis leur colonie. L’utilisation de GPS miniatures révèle qu’ils effectuent des trajets de dizaines jusqu’à des milliers de kilomètres en quête de proies pour lesquelles nous disposons de très peu d’informations. Les stratégies comportementales qu’ils utilisent pour augmenter leurs chances de rencontrer des proies dans l’environnement marin, et les implications que cela peut avoir vis-à-vis des activités humaines de pêche qui semblent attirer de nombreux oiseaux sont encore très partiellement comprises. Cette thèse propose de réexaminer ces questions en trois chapitres, à travers des simulations théoriques, l’analyse empirique de trajets enregistrés par GPS sur diverses espèces et populations d’oiseaux marins, et le croisement des trajets simultanés d’oiseaux et de bateaux de pêche. Premièrement, les simulations théoriques de marches aléatoires montrent qu’on ne peut pas se servir des phases de ligne droite dans un trajet pour conclure si les oiseaux anticipent où sont leurs proies, ce qui vient nuancer les conclusions de nombreuses études précédentes. L’analyse des biais dans les directions suivies par les oiseaux permet en revanche de comprendre les informations qu’ils utilisent pour décider où s’approvisionner. Deuxièmement, les stratégies de fidélité spatiale individuelle sont comparées entre espèces, populations et contextes écologiques à l’aide de modèles statistiques multivariés (GLMM). De nombreux oiseaux marins font en effet preuve de fidélité individuelle dans la direction qu’ils prennent pour s’approvisionner depuis la colonie, suggérant l’utilisation de mémoire. Nous montrons que c’est également le cas de nombreuses populations et espèces d’oiseaux marins tropicaux, qui restent fidèles à une direction pendant plusieurs jours successifs. Ces résultats sont surprenants et difficiles à expliquer car la plupart des espèces étudiées ciblent des proies très dynamiques et disponibles à un endroit de façon très éphémère. Cela suggère que la mémoire pourrait être plus fréquemment utilisée par les oiseaux marins que ce que l’on supposait, au moins à large échelle spatiale. Finalement, nos analyses sur les réponses des albatros aux bateaux de pêche suggèrent que les albatros modulent leurs réponses en fonction de l’espèce et des contraintes énergétiques, et que les rencontres de bateaux ont peu d’influence sur les stratégies suivies par les individus lors de leur trajet suivant. Ainsi le comportement d’attraction aux bateaux de pêche pourrait être un phénomène local (à l’échelle du rayon de perception) et largement opportuniste. Globalement, nos résultats empiriques ancrés dans un socle théorique solide suggèrent que l’approvisionnement des oiseaux marins ne peut pas se résumer à rencontrer des ressources rares et imprévisibles, et semble pouvoir impliquer des processus de sélection des ressources rencontrées et/ou de choix entre utilisation de mémoire individuelle ou d’information publique. Les ressources anthropiques à ce titre pourraient ne constituer que des ressources parmi d’autres. De nombreux outils d’analyses utilisés ici sont facilement transférables à d’autres oiseaux marins ou d’autres prédateurs à place centrale. Élargir les comparaisons à d’autres organismes est en effet nécessaire pour mieux comprendre les variations complexes mises en évidence ici dans la plasticité comportementale et leurs conséquences vis-à-vis des changements environnementaux
It is essential to understand how animals make foraging decisions to acquire food in order to better anticipate their responses to environmental changes. Breeding seabirds make central-place foraging trips at sea, from their colony. The deployment of small GPS devices on them reveals that they travel for tens to thousands of kilometers, in search of prey for which very little information is known. The behavioural strategies they use to increase their chances to encounter prey, and the implications of these strategies with regards to human fishing activities remain open questions. This thesis offers to examine these questions in three chapters, through theoretical simulations, empirical analyses of foraging trips of various species and populations of seabirds, and the spatiotemporal matching of seabirds and fishing vessels movements. First, our random walk simulations indicate that straight-line phases within path are not sufficient to conclude that seabirds anticipate where to find their prey, contrary to previous conclusions proposed in the literature. However it is possible and easy to analyze biases in the directions individuals follow when they forage, to infer which sources of information they use to decide where to forage. Second, we compare individual fidelity strategies between species, populations and/or ecological contexts through the use of multivariate statistical models (GLMM). Many seabirds display individual fidelity in the direction they forage from the colony, suggesting they rely on memory. Our results show that this is also the case in different species and populations of tropical seabirds, where individuals can remain faithful to a foraging direction for several consecutive days. These results are surprising and difficult to explain as the species we studied are targeting prey whose distribution is supposedly very stochastic and ephemeral. It suggests that the use of memory might be much more widespread in foraging seabirds than anticipated, at least for decisions at large spatial scales. Finally, our analyses on the responses of albatrosses to fishing boats suggest that their responses can be modulated according to species and energetic constraints, and that encounters of fishing boats during a foraging trip have little influence on the strategy used by individuals on their next foraging trip. The attraction of albatrosses to boats might be mainly a local process (at the scale of the perception range) and may be largely opportunistic. Overall, our empirical results anchored in a solid theoretical framework suggest that seabird’s foraging cannot be summarized as encountering rare and unpredictable resources, but might imply resource selection processes after resources are encountered, and/or a decision as to rely either on memory or public information. With that regard, anthropic resources may only be one type of resources among others for seabirds. Many of the analytical tools used here could be transferred to other seabirds and other central place foragers. Indeed, a wider comparative approach is necessary to understand the complex variations in behavioural plasticity observed here, and their consequences regarding future environmental changes

L'objectif de ce travail consiste à produire des représentations territoriales validées et complémentaires pour faciliter un processus de négociation dans le cadre de projets territoriaux locaux multi-acteurs dans le domaine de l'eau. La méthodologie multidisciplinaire mise en oeuvre permet d'appréhender un territoire en tant qu'entité pluridimensionnelle biophysique, afin de faciliter la gestion équilibrée d'un patrimoine écologique et anthropique. En d'autres termes, permettre une négociation plus écologique et une conservation plus humaine d'un bien commun environnemental, l'eau, en combinant étude des écosystèmes et de sociosystèmes.

La négociation territoriale nécessite de considérer de manière attentive des acteurs faibles, des acteurs absents et des valeurs morales pour une décision à la fois respectueuse des hommes et des écosystèmes. La méthodologie proposée est testée sur un site d'application situé dans la Plaine du Forez (Loire, France), secteur rural et agricole en bordure du fleuve Loire, où cohabitent un industriel du granulat et une association de protection de la nature. Ce site, qui a subi de nombreuses modifications et altérations d'origine anthropique (exploitation de granulats, agriculture intensive, endiguement du fleuve, barrage hydroélectrique), fut aussi pionnier en matière d'aménagement à vocation écologique d'anciennes gravières.

L'application proposée se focalise sur la nappe phréatique de la zone et aborde le territoire en 3 dimensions. Une dimension physique prise en charge par un modèle mathématique aux différences finies d'écoulement souterrain. Une dimension biologique qui combine analyses physico-chimiques et indicateurs biologiques (invertébrés souterrains et macrophytes des gravières). Une dimension humaine qui est explorée à l'aide d'un modèle d'inspiration sociologique appelé l'acteur en 4 dimensions. Les résultats de ces 3 études spécifiques permettent d'une part d'améliorer la connaissance de la ressource en eau du territoire, notamment l'aquifère, et d'autre part d'obtenir des représentations territoriales validées et complémentaires (cartes issues de SIG). Il s'agit d'améliorer et de compléter les représentations physiques du territoire à l'aide des représentations biologiques et réciproquement. L'étude sociologique permet de connaître les représentations territoriales les plus adaptées en fonction des acteurs. Au final, ces représentations, une fois converties en argumentaires spatiaux adaptés, sont mobilisables en tant qu'outils d'aide à la négociation/médiation territoriales, par exemple, pour le choix du site d'implantation et l'aménagement d'une gravière en milieu alluvial.

Au final, ce travail a permis de mettre en oeuvre une plate-forme pédagogique informatisée qui permet de tester l'argumentation spatiale et de simuler un processus de négociation en incluant jeu de rôles (acteurs, médiateurs), outils d'aide à la négociation/médiation et représentations territoriales. La négociation simulée vise à choisir l'emplacement et le mode de réhabilitation/réaffectation d'une gravière en milieu alluvial selon un processus participatif. La simulation propose ainsi un partage des connaissances acquises dans ce travail, ainsi qu'un déroulement permettant aux apprenants (joueurs) de se familiariser avec des outils d'aide à la négociation et les processus de négociations multi-acteurs. Cette simulation a permis de tester les argumentaires spatiaux développés dans le cadre de ce travail.

Les activités anthropiques affectent les cycles biogéochimiques globaux, principalement par l'ajout de nutriments dans les écosystèmes. Il est donc crucial de déterminer dans quelle mesure les cycles biogéochimiques globaux peuvent être régulés. Les autotrophes peuvent réguler les réservoirs de nutriments par la consommation des ressources, mais la majorité des ressources leur sont inaccessibles à l'échelle globale. Par des modèles théoriques, nous avons cherché à évaluer la manière dont les autotrophes répondent à la fertilisation à l'échelle globale et leur capacité à réguler les concentrations des nutriments quand leur accessibilité est limitée. Nous avons également étudié les mécanismes qui déterminent la régulation des rapports de Redfield dans l'océan, ainsi que les effets de l'ajout de nutriments sur la production primaire océanique totale. Nous avons montré que les organismes ne régulent pas efficacement les réservoirs de nutriments. Le couplage des cycles biogéochimiques et la compétition entre groupes fonctionnels peuvent altérer, négativement ou positivement, la régulation des cycles biogéochimiques globaux par les organismes. Une régulation inefficace des concentrations de nutriments n'exclut par contre pas une forte régulation des rapports entre ces nutriments, comme dans le cas des rapports de Redfield. La fertilisation des écosystèmes terrestres et océaniques risque donc de fortement impacter la production primaire et les cycles biogéochimiques globaux, à de courtes comme à de grandes échelles de temps
Anthropogenic activities heavily impact global biogeochemical cycles, mainly through nutrient fertilisation of ecosystems; thus it is crucial to assess the extent to which global biogeochemical cycles are regulated. Autotrophs can regulate nutrient pools locally through resource consumption, but most resources are inaccessible to them at global scales. We used theoretical models to assess how organisms respond nutrient fertilisation at global scales and how they can regulate the concentration of these nutrients when their accessibility of is limited. We further investigated the mechanisms driving the regulation of Redfield ratios in oceans, and the effects of nutrient fertilisation on total oceanic primary production. We showed that organisms cannot efficiently regulate nutrient pools. Mechanisms such as coupling of nutrient cycles and competition between functional groups can alter the strength of biotic regulation of global biogeochemical cycles, either positively or negatively. An inefficient regulation of inaccessible nutrient concentration, however, does not exclude a strong biotic regulation of nutrient ratios, as is the case with Redfield ratios in oceans. Nutrient fertilization of oceanic and terrestrial ecosystems is thus likely to have a strong impact on primary production and global nutrient cycles at both small and long timescales

La Manche orientale représente une zone économique importante qui supporte diverses activités anthropiques comme le tourisme, le transport maritime et l'exploitation de ressources vivantes ou minérales. De plus, cette région possède un riche patrimoine biologique illustré par sa grande diversité d'habitats. Les Aires Marines Protégées (AMP) sont souvent évoquées comme un instrument de gestion permettant d'aménager l'exploitation durable de ces ressources marines, dans le cadre d'une gestion écosystémique intégrée et responsable. Si les Etats ont pour obligation de créer des réseaux d'AMPs dans leurs eaux nationales, chacune d'elles est souvent localisée au cas par cas. Afin de coordonner la mise en place des différents réseaux d'AMPs, une démarche de planification spatiale systématique de la conservation est de plus en plus encouragée. Cette démarche a pour but de proposer un réseau d'AMP qui soit cohérent, même dans un contexte transfrontalier, comme c'est le cas en Manche orientale. Les travaux de recherche menés lors de cette thèse apportent ainsi une contribution scientifique à la mise en cohérence de l'aménagement des activités anthropiques avec les objectifs de conservation de l'écosystème marin de Manche orientale. Dans le cadre d'une approche de conservation intégrée, toute la biodiversité de la Manche orientale doit être représentée. Pour cela, en complément des typologies benthiques existantes dans la zone, une typologie des masses d'eau a été proposée et validée avec différents jeux de données d'espèces pélagiques. Marxan et Zonation, deux logiciels largement répandus en planification de la conservation ont été comparés dans le processus de conception du réseau d'AMP en Manche orientale. La conclusion a été que Marxan serait le logiciel utilisé pour la suite des analyses. En effet, ce logiciel est conçu pour atteindre clairement les cibles de conservation, ce qui facilite l'interprétation des résultats.Puis une étape essentielle de planification de la conservation a été réalisée à travers une analyse des lacunes (gap analysis) à l'échelle de la Manche orientale. Elle a permis de montrer que le réseau d'AMP existant atteint les cibles de conservation calculées dans cette thèse et qu'il couvre 33% de la Manche orientale. Il faut toutefois noter que l'étude des possibles lacunes au niveau de la gestion des AMPs n'a pu être réalisée de façon approfondie car la majorité de ces AMPS ne possèdent pas encore de plan de gestion défini.Finalement, l'influence de l'intégration des activités humaines dans le processus de conception du réseau d'AMP a été explorée grâce à l'utilisation de données d'effort de pêche et de données de débarquements. De plus, d'autres informations sur le trafic maritime, les extractions de granulats marins et les potentielles zones d'éoliennes en mer ont été ajoutées pour prendre en compte la totalité des usages et réglementation qui génèrent des contraintes spatiales en Manche orientale.

L'évaluation de la capacité à satisfaire la demande en eau est cruciale pour répondre aux attentes des gestionnaires, notamment en Méditerranée, une région vulnérable pour ce qui est des ressources en eau disponibles et où la demande en eau n'a cessé de croître. Le bassin de l'Hérault (2500 km2, France) est un exemple type de ces changements puisque les écoulements ont fortement diminué depuis les années 1960. Dans ce contexte, les dynamiques d'évolution de la ressource et de la demande en eau ont été analysées dans le passé. Puis, une chaîne de modélisation intégrative a été mise en œuvre sur les 50 dernières années en associant un modèle hydrologique, un modèle de gestion de barrage et l'évaluation de la demande domestique et agricole sur le bassin à travers une reconstitution historique de la base de données d'usages. Cette chaîne a permis d'estimer l'évolution de la fréquence d'années où la demande n'a pas été pleinement satisfaite dans les différentes portions du bassin. Entre 1961 et 2010, la fréquence d'insatisfaction a diminué dans les portions amont de par une déprise agricole et une amélioration du système d'irrigation. Dans la portion aval où les pressions d'usage sont les plus importantes, la diminution des écoulements et la croissance de la demande en eau ont entraîné une baisse de la capacité à satisfaire la demande. L'utilisation de la chaîne de modélisation à l'horizon 2050 a montré que les impacts de la variabilité climatique et d'usages seraient équivalents, mais affecteraient des portions de bassin distinctes. De plus, si les projections concernant l'augmentation de la température annuelle moyenne (+1,2°C) se confirment, les scénarios de mitigation des usages n'amélioreraient pas la capacité de satisfaction de la demande en eau
Assessing water supply capacity is crucial to meet with managers' needs, especially in the Mediterranean, one of the most vulnerable regions considering available water resources and where water demand has been increasing. The Hérault River catchment (2,500 km2, France) is a typical example of these issues as runoff strongly decreased since 1960. In this context, dynamics of water resource and demand evolution were analyzed over the past period. Then an integrated framework was developed over the last 50 years, combining a hydrological and a dam management model, water demand estimation for the domestic and agricultural sectors through a historical water use database reconstitution. This framework assessed the frequency evolution of years when water demand could not be fully supplied at the portion scale. From 1961 to 2010, the unsatisfactory year frequency decreased in upstream portions due to farmland abandonment and renovation of irrigation networks. In the downstream portion where human pressures are the highest, the decrease in runoff and increase in water demand led to a fall of water supply capacity. Runs of the modelling framework at the 2050 horizon showed that the impacts of climate variability and water uses could be equivalent, but should affect different portions. Moreover, if mean annual temperature projections (+1.2°C) are confirmed, water demand mitigation scenarios would not be able to improve water supply capacity

L'objectif de ce travail est de montrer la vulnérabilité des paysages forestiers en relation avec la variabilité climatique à l'échelle de la Tanzanie d’une part et d'analyser les dynamiques forestières, afin de réaliser une étude prospective des dynamiques de l'occupation des sols dans les réserves forestières de Pugu et de Kazimzumbwi d'autre part. L'analyse des données TRMM sur la période 2001-2013 a permis de mettre en évidence une variabilité saisonnière et interannuelle des précipitations à l'échelle du pays. Les cartes de précipitations interannuelles ont permis de distinguer les années à faible pluviométrie, les années à forte pluviométrie et les années à pluviométrie intermédiaire. Cette analyse a également permis de mettre en évidence 11 types de régimes pluviométriques marqués par des modes de variabilité saisonnière différents à l'échelle de la Tanzanie. Des oppositions existent entre les régimes pluviométriques de la région centrale savanicole marquées par des hauteurs annuelles faibles, un nombre de mois secs important (7 mois) et plus affectée par la variabilité interannuelle des précipitations d'une part et d’autre part les régions forestières du nord, sud et l'est plus humides et présentant des faibles déficits des hauteurs pluviométriques interannuelles. La sensibilité de la phénologie végétale à la variabilité pluviométrique a été analysé par l'étude des relations spatio-temporelles entre l'indice de végétation normalisé NDVI-MODIS et la pluviométrie (pluie TRMM). Les cartes de corrélations pluie/NDVI mettent en évidence une opposition entre les régions sèches du centre marquée par des paysages de savane fortement vulnérables à la variabilité pluviométrique et les régions du sud de forêts humides de montagnes et des régions côtières de forêts de mangroves réagissant peu à cette variabilité pluviométrique. Dans les régions de savanes du centre l'intensité de la dépendance pluie/NDVI est mesurée par un coefficient de corrélation de 0.70. Un suivi de l'analyse des pressions humaines sur les réserves forestières a été réalisé à partir de l'exemple des forêts de Pugu et de Kazimzumbwi sur la période 1995-2015 à partir de l'imagerie SPOT 6 (haute résolution) et LANDSAT. Les classifications de l’occupation du sol ont été réalisées à partir de la méthode orientée objet. Le bilan forestier montre que, des deux réserves forestières, seule la réserve de Pugu conserve encore près de la moitié de sa surface en forêt en 2015 (55% dont 32 % de forêt dense). À l'inverse la réserve de Kazimzumbwi ne contient que 5 % de forêt dense de sa superficie. Sur l'ensemble de la période étudiée (1995-2014), la sous-période 2009-2014 a été la plus critique en terme de perte de forêt. En effet, en l’espace de 5 ans les réserves forestières de Pugu et Kazimzumbwi ont presque perdu le double de leur superficie. Partant du constat d'une vulnérabilité accrue des pressions humaines dans les réserves, une analyse multicritère a permis d'identifier les zones de fortes et faibles pressions humaines. Les zones les plus vulnérables restent celles situées à proximité des axes de communication et des villes. Ainsi, les réserves forestières sont plus vulnérables dans leurs parties est, proches des routes principales et des grands centres urbains comme Pugu et Kisarawé. L'utilisation d’un modèle pour une modélisation prospective en 2050 a nécessité l’intégration des variables explicatives des changements observés et des cartes d'occupation du sol de 1995 et 2014. Le modèle est validé à partir d’une carte prédite et d’une carte réelle. Le résultat montre une simulation exacte à 72 %. Le modèle prévoit ainsi, à l’horizon 2050 une expansion et densification des surfaces artificialisées notamment à la périphérie nord-est de la réserve de Pugu et au sud dans la réserve de Kazimzumbwi. Cette croissance des surfaces artificialisées entraînera un recul important des surfaces forestières existantes à l’intérieur des réserves
The objective of this work is on one hand to show the vulnerability of forest landscapes in relation to climate variability at the scale of Tanzania and on the other hand to analyze forest dynamics in order to carry out a prospective study of the dynamics of land use in the forest reserves of Pugu and Kazimzumbwi. Analysis of the TRMM data over the period from 2001 to 2013 has allowed revealing a seasonal and inter-annual variability in precipitation across the country. The inter-annual precipitation maps have made it possible to distinguish the years with low rainfall (2003, 2005, 2012 ), the years of high rainfall (2002, 2007, 2006, 2011) and the years of intermediate rainfall (2001, 2007, 2008, 2009, 2013). It has also help to distinguish 11 types of rainfall regimes marked by different patterns of seasonal variability at the scale of Tanzania. There are oppositions between the rainfall regimes of the central savannah region on one hand marked by low annual heights over an important period of seven dry months, also more affected by inter-annual variability, and the northern, southern and eastern forest regions are more humid and presenting low deficits of heights inter-annual rainfall. The sensitivity of plant phenology to rainfall variability has been analyzed by the examination of the spatio-temporal relationships between the standardized vegetation index NDVI-MODIS and rainfall (rain TRMM). The rain / NDVI correlation maps show an opposition between the dry regions of the center marked by savannah landscapes highly vulnerable to rainfall variability and the southern regions of moist forests, mountains and coastal regions, mangrove forests Reacting poorly to this rainfall variability. In the savannah regions of the center, the intensity of rain / NDI dependence is measured by a correlation coefficient of 0.70. A monitoring of the analysis of human pressures on forest reserves was carried out using the example of the Pugu and Kazimzumbwi forests during the period 1995-2015 using SPOT 6 (high resolution) and LANDSAT imagery. The land use classifications were realized from the object oriented method. The forest review shows that in 2015 (55% of which 32% is dense forest), from the two reserves only the reserve of Pugu still preserves nearly the half of its surface in forest while the reserve forest of Kazimzumbwi contains only 5% of its area. Over the entire period studied, the sub-period 2009-2014 was the most critical in terms of forest loss. In fact, within five years the forest reserves of Pugu and Kazimzumbwi have almost lost the double of their area. Based on the increased vulnerability of human pressures in the Pugu and Kazimzumbwi forest reserves and their periphery, a multicriteria analysis has made it possible to identify areas of high and low human pressures. The most vulnerable areas remain those located close to the communication axes and cities. Consequently forest reserves are more vulnerable in their eastern parts, close to major roads and major urban centers such as Pugu and Kazimzumbwi. The use of a model for prospective modeling in 2050 has required the integration of the explanatory variables of the observed changes and the land use maps of 1995 and 2014. The model is validated from a predicted map and a real map. The result shows an exact simulation at 72%, based on this hypothesis of an increase in anthropogenic human pressures on the two forest reserves over time; we have predicted the land use map of 2050 under the effect of explanatory variables. This prospective modeling therefore envisages, by 2050, an expansion and densification of artificial surfaces, notably at the north-eastern periphery of the reserve of Pugu and on the south in the kazimzumbwi reserve. This growth in artificial surfaces will result in a significant decline in existing forest areas within reserves

Les domaines subalpin et jurassien sont constitués de nombreux systèmes karstiques de dimension et de surface réduites qui peuvent représenter localement l'unique ressource des communes. Les bassins d'alimentation de ces systèmes sont essentiellement composés de forêts et de pâturages et ne présentent qu'une urbanisation limitée. Les systèmes karstiques sont des milieux de transferts rapides assez mal connus dans la région. L'objectif principal de cette thèse s'attache à étudier les relations entre le fonctionnement et la vulnérabilité des systèmes karstiques de moyenne montagne. La vulnérabilité est abordée selon trois approches : intrinsèque, anthropique et climatique. Pour cela huit sites de nature différente et complémentaire (sources karstiques, galerie karstique et rivières) ont été étudiés.La vulnérabilité intrinsèque est étudiée par l'application de la méthode PaPRIKa. Cette analyse se fonde sur la superposition par pondération de cartes des bassins d'alimentation réalisées en fonction des critères Roche, Infiltration, Protection et Karstification. Elle permet de spatialiser les degrés de vulnérabilité sur le bassin d'alimentation d'un système karstique. Bien que les systèmes étudiés présentent des fonctionnements hydrodynamiques et une occupation des sols relativement similaires, les degrés de vulnérabilité diffèrent en fonction des sites.La vulnérabilité anthropique est étudiée, dans le cadre du programme Interreg Alpeau, sous l'angle de la remobilisation des sols suite à des travaux de sylviculture programmés sur les bassins d'alimentation. La recherche s'est concentrée sur la matière organique dissoute et en suspension et plus particulièrement sur la matière organique fluorescente. Ce travail a d'abord nécessité la réalisation d'un état des lieux sur les transferts associés au fonctionnement hydrodynamique des sites d'étude sur un cycle hydrologique. Pendant ou à la suite des travaux, les eaux des systèmes karstiques présentent des pics de turbidité ainsi que des venues en matières organiques fluorescentes du type humique et protéique, en azote total et en carbone organique total beaucoup plus importants (entre 5 et 10 fois plus). Cependant, tous les sites ne présentent pas d'augmentation significative des apports en matières en suspension et dissoutes, malgré l'ampleur des travaux réalisés.Enfin la vulnérabilité climatique est approchée par l'étude de chroniques historiques sur plus de 60 ans. Les précipitations et les températures de trois stations météorologiques ainsi que les débits de deux sources et une rivière ont été analysés afin d'extraire les grandes tendances. En plus de l'augmentation de la température ambiante de +1.5°C en 50 ans, les précipitations présentent une tendance à la baisse des cumuls annuels depuis 1980. La baisse des cumuls est plus particulièrement marquée à partir de 2003. Cette baisse de précipitations et l'augmentation des températures ont une répercussion quantitative sur les eaux de surface et souterraines. Les tendances observées sur les débits moyens annuels des systèmes étudiés sont en corrélation avec les précipitations. Malgré une tendance à la fonte des neiges de plus en plus précoce, les étiages basés sur les VCN10 ne montrent pas de réelle tendance à l'augmentation sur la période 1960-2011. Basées sur les données du GIEC 2007, les débits des sources subalpines ont été estimés pour les années 2030, 2050 et 2080. Les résultats montrent une diminution importante de la ressource en eau qui pourrait atteindre des baisses de l'ordre de 46% à l'horizon 2080.

L'eau est un besoin vital pour l'Homme et chaque société se doit de la gérer au mieux pour subvenir à ce besoin élémentaire aujourd'hui et dans l'avenir. Les changements climatiques en cours et en particulier le réchauffement climatique influencent fortement les hydrosystèmes et les activités économiques de montagne forçant ces territoires à s'adapter à ces nouvelles conditions. Les choix de développement socio-économiques ont également une importance prépondérante dans l'émergence ou non de pénuries d'eau.Au cours de cette thèse un modèle couplant représentations des ressources naturelles et des activités socio-économiques a été construit. Il permet d'explorer à la fois les impacts sur la disponibilité des ressources en eau, des changements climatiques et des choix socio-économiques pour un territoire de montagne à différents horizons temporels. Toutes les combinaisons de scénarios climatiques et socio-économiques peuvent être expérimentées dans le modèle.La station de ski de Megève (France) a servi de terrain d'application pour le développement du modèle hydro-anthropique. Ce modèle devant servir comme aide à la décision pour la mise en place de politiques d'adaptation, la délicate question du transfert de connaissances entre Science et Société est interrogée. Via l'insertion du modèle scientifique développé dans des Serious-Games une proposition d'interface est réalisée. A travers le projet C3-Alps qui a financé cette thèse, d'autres transferts de connaissances pour l'adaptation aux changements climatiques dans les Alpes ont également été réalisés
Water is a vital need for Human and each society have to manage it at best to meet this basic need today and in the future.Current climatic changes and especially global warming strongly impact hydrosystems and economical activities of mountainous areas, forcing these territories to adapt to these new conditions. Socio-economic development choices have also a great importance in water shortages occurrence. In this thesis a model coupling representations of water resources and and socio-economic activities was built.It allows to explore both climate change impacts and socio-economic choices impacts on water resources availability in a mountain territories at different time scales. All combinations of climate change and socio economic choices scenarios are testable.The Megève ski resort station in France was used to develop and apply the hydro-anthropic model. The latter must contribute, as a decision support tool, to climate change adaptation policies developpement. Therefore, the tricky question of knowledge transfer between Science and Society is addressed in this thesis. The scientific model developped was introduced in Serious-Games as an interface proposal. Through the C3-Alps projet which financed this thesis, others knowledge tranfers for climate change adapation in the Alps were also addressed

Ce travail est une etude en geographie appliquee concernant la gestion des espaces montagnards de pays arides et en voie de developpement ou les montagnes sont des repertoires et lieux de recharge de ressources naturelles et de l'heritage culturel. L'economie de la pluspart des villages de plaines et piedmonts reste dependante des ressources naturelles qui ont subit une degradation intense et de fortes perturbations ecologiques et socio-economiques. La region etudiee est une partie de la chaine d'alborz central choisie de facon a inclure la diversite naturelle et socio-economique de l'espace montagnard de l'iran, tout en restant limitee sur l'etendue (2914 km carres). L'approche adoptee est inspiree par la vision systemique. La gestion de l'espace et son evolution pendant les vingt dernieres annees ont ete etudiees sur place et par des analyses statistiques en tant qu'un systeme uni. L'amenagement de cette region manque d'une gestion rationnelle de l'espace et ceci entraine un rapport desequilibre du developpement entre les montagnes et les pleines adjacentes et la non-integration des specificites montagnardes. Les potentiels agro-sylvo-pastorals sont limites par les contraintes naturelles et par les surexploitations intenses et chroniques. Cependant, il y a des potentiels d'exploitations importants au developpement de la region grace a sa situation geographique exceptionnelle. Le developpement du tourisme, du transport routier, de l'artisanat et de l'industrie legere sont des sources de l'emploi et de revenu et reduisent la pression exercee sur les ressources naturelles mais restent sous-exploites. Etablir l'equilibre (reduction) de l'exploitation de ressources naturelles et le developpement des autres potentiels de l'alborz central sont les premieres mesures indispensables de toutes gestion. La region a besoin d'un amenagement integre base sur les relations complementaires plaines-montagnes au niveau regional dans le respect des specificites des espaces montagnards au niveau local ou micro-regional

Les données de télédétection disponibles jusqu'à présent ne permettaient pas d'envisager un suivi spatio-temporel détaillé de l'occupation et de l'utilisation des sols à l'échelle régionale dans des régions au paysage très fragmenté, en raison de leur résolution temporelle trop faible ou de leur couverture spatiale trop limitée. Les objectifs de cette thèse étaient d'une part d'évaluer des séries temporelles d'images de télédétection à moyenne résolution spatiale pour effectuer ce type de suivi et d'autre part d'identifier et de caractériser les changements d'usage des terres en région agricole intensive à travers l'évolution de deux indicateurs, le taux de couverture hivernale des sols et le ratio céréales-prairies. Pour cela, des séries temporelles MODIS ont été constituées sur la région Bretagne entre 2000 et 2008. Une chaîne de prétraitements et de traitements complète a été mise en œuvre. Elle comprend des méthodes déjà utilisées sur des images de télédétection, mais qui ont dû être adaptées aux séries temporelles MODIS, et des méthodes originales, notamment pour la phase de reconstruction des séries temporelles. Les résultats montrent des tendances d'évolution comme la diminution des prairies au détriment des céréales ou l'augmentation de l'implantation d'intercultures. Ils mettent aussi en évidence des changements ponctuels comme l'augmentation des céréales en 2006 et 2008 et du maïs en 2001. Les principaux facteurs de changements d'occupation et d'utilisation agricole du sol, qui sont des conditions climatiques particulières ou des changements de pratiques agricoles en fonction du contexte politique ou socio-économique, ont été identifiés

L’ouverture de la fenêtre des Combrailles apporte des enseignements nouveaux sur la puissance et la richesse de la cité des Arvernes.L’occupation du territoire est continue, de la Protohistoire au Moyen Âge, avec un très grand développement au moment de l’Empire romain.Le tracé des deux voies romaines majeures est établi : la densité de la population le long de leur passage prouve le rôle qu’elles ont joué.L’installation des habitats (avec la présence des élites) sur la totalité du territoire montre la complémentarité économique entre la capitale et la moyenne montagne.La densité des espaces miniers et l’exploitation de l’or à la période gauloise ont certainement contribué à la richesse des Arvernes
The opening of the window of study of Combrailles provides new insights into the power and the wealth of the city of Arvernes.The occupacy of the territory is continuous from the Protohistory to the Middle Ages, with a great development at the time of the Roman Empire.The layout of two major ways is established : the density of population along their path proves the role they played.The settlement of the habitat (including those of the elites) on the whole territory shows the economic complementarity between rural areas and the cities.The density of mining spaces and the exploitation of gold during the Gallic period certainly contribute to the richness of Arvernes

Le présent travail essaye de démontrer que le littoral, à l’échelle du temps, est un domaine d’appropriation multiple par les sociétés. Il l’établit en trois étapes : définition de l’entité « littoral », prise en considération de l’eau dans l’aménagement et empreinte humaine néfaste. Il considère le littoral tel un organisme riche en vie et une interface entre les mondes terrestre et maritime. Il utilise les approches multiscalaire et géométrique pour appréhender l’hétérogénéité morphologique, la diversité biologique et la dimension spatiale. Il quantifie et qualifie, afin de caractériser les phénomènes naturels et les événements induits et afin d’énoncer une dominante révélatrice, l’eau, qui est à prendre en considération dans un aménagement respectueux de l’environnement littoral. Il analyse et synthétise les données des quatre terrains sélectionnés, fait émerger les spécificités et les problèmes environnementaux et recherche un état d’équilibre par une mise en valeur de la dynamique endogène. Il expose la relation diachronique de l’homme avec ces milieux et la prise de conscience a posteriori de la communauté scientifique sur le devenir des territoires littoraux, face aux nouvelles conditions climatiques. L’objectif de cette thèse est de mettre en évidence l’utilisation optimale de la ressource « littoral » et de révéler ses potentialités plurielles en vue d’un développement durable, où l’aménagement est la clé de voûte d’un nouveau modèle d’organisation bio–spatio–temporelle (BST). Cette approche holistique introduit la politique adaptative et la conscience collective, en vue d’un aménagement évolutif et d’une moralisation des usages du littoral et du 6ème continent
This work tries to demonstrate, on the time scale, that the littoral is a domain of multiple appropriations by the human societies. It is made up of three stages: the definition of the « coast » entity, the water consideration in the management and the negative human influences. It considers the coast as a lifelike organism and an interface between land and sea worlds. It uses the multistage and geometrical approach to apprehend the morphological heterogeneity, the biological diversity and the spatial dimension. It quantifies and qualifies to characterize the natural phenomenon and the induced events by human beings and to announce the importance of the water, which has to be considered into a respectful management of the coastal environment. It analyzes and synthesizes the data from four selected sites, it brings out the specificities and the environmental problems and looking for a steady state by an enhancement of endogenous dynamics. It describes the diachronic relationship of man with this environment of transition and the awareness subsequent of the scientific community on the future of the coastal areas, face to new climatic conditions. The aim of this thesis is to prove the optimized use of « coast » resource and to valorize its plural potentialities for a sustainable development, where the management is the keystone of a new model, the bio-spatial-temporal (BST) organization. This holistic approach introduces the adaptive politics and the collective consciousness, for an evolutionary management and for a moralization of coast and of 6th continent use

Actuellement les boisements feuillus post-culturaux se developpent rapidement dans les zones ou l'agriculture et l'elevage sont en repli. Dans les alpes ce phenomene a ete peu etudie. L'approche proposee s'articule autour de trois etudes complementaires: 1 une analyse de la ressource existante dans quelques regions forestieres a partir des donnees de l'inventaire forestier national, 2 une analyse structurale des boisements de maurienne et tarentaise a partir des donnees dendrometriques recueillies sur le terrain, 3 une analyse de la place de ces formations feuillues dans le processus de succession vegetale. En fait, la dynamique de ces formations apparait etre le reflet des interactions locales entre l'action de l'homme, le climat et les conditions de milieu. Ainsi d'une region a l'autre la repartition des trois especes etudiees (frene, erable et merisier) peut varier considerablement, depuis une dispersion dans des peuplements forestiers occupant de larges surfaces jusqu'a la concentration sur de petites surfaces, sans oublier le developpement de vrais peuplements feuillus post-agricoles occupant les adrets des alpes intermediaires. Une telle diversite de situations a des consequences pour la gestion. En fait, ces peuplements peuvent, selon les circonstances, presenter un avenir sylvicole, accroitre la biodiversite, ameliorer le cadre de vie, seule une connaissance a la fois ecologique et sylvicole de ces boisements doit permettre d'optimiser leur utilisation dans la gestion de l'espace rural

Cette thèse cherche à interroger un thème crucial et souvent interdit : le rapport entre surpopulation globale et réalisme écologique. En suivant une recherche multidisciplinaire, elle propose une réflexion sur l'effet conjoint de la consommation et de la dégradation des ressources tant renouvelables que non renouvelables, due à l'augmentation exponentielle de la population humaine. Par une approche initialement diachronique (étude de l'état de la Terre depuis le 15e siècle, où l'homme commence à avoir une idée de sa clôture et de sa finitude, sur un lieu défini (Haïti)), puis diatopique (étude de la situation dans divers pays aujourd'hui), et enfin diaculturelle (étude de diverses politiques de gestion des ressources et de leur impact écologique), elle dresse un bilan historique et comparatif des technologies et de leur rôle dans le phénomène de destruction de la biosphère. Elle aboutit à la proposition d'une Organisation Mondiale de la Population (OMP), une sorte d'instrument de gouvernance mondiale (comparable à l'OMS, l'OMC, etc.) élaborant des directives sur la gestion de l'évolution de la population terrestre. Elle finit par argumenter sur la nécessité d'une révision de la Déclaration Universelle des Droits de l'Homme au profit de quelque " Déclaration Universelle des Droits de l'Humanité ".