Academic literature on the topic 'Variables climatiques'

Le changement climatique constitue un grand défi à relever par les politiques publiques et les gestionnaires des espaces naturels. La compréhension de ses impacts sur les écosystèmes forestiers constitue un préalable nécessaire à toute réflexion visant leur conservation et le maintien des services écosystémiques qu’ils offrent. Cette étude s’est intéressée à la modélisation de la distribution potentielle de Cedrus atlantica Manetti, à l’identification des variables environnementales conditionnant sa distribution, et à la définition de l’étendue géographique des aires qui sont favorables à sa présence sous les conditions climatiques passées, actuelles et futures. Ce travail a été réalisé en se basant sur le principe d’entropie maximale. La cartographie des aires potentielles révèle la sensibilité du cèdre aux changements climatiques passés et suggère une grande étendue (quadruple de la surface d’occurrence actuelle de l’espèce) des zones bioclimatiquement adaptées au développement de cette espèce sous les conditions climatiques actuelles. Cependant, les distributions potentielles futures semblent être dépendantes de certains sites spécifiques et risquent d’être affectées négativement par le climat futur. Ces résultats mettent en évidence l’ampleur des régressions projetées des superficies du cèdre dans le futur, ce qui pourrait impacter considérablement les fonctions et services de cet écosystème et augmenter les risques d’extinction locale. Ils constituent par ailleurs un bon outil de prise de décision pour les gestionnaires du territoire quant à la conservation de ce précieux écosystème forestier, afin d’éviter toute extinction de ce foyer de biodiversité marocaine.

Le changement climatique est un phénomène majeur actuel générant de multiples conséquences. En milieu urbain, il exacerbe celui de l’îlot de chaleur urbain. Ces deux manifestations climatiques engendrent des conséquences sur la santé des habitants et sur la sensation d’inconfort thermique ressenti en milieu urbain. Ainsi, il est nécessaire d’estimer au mieux la température de l’air en tout point d’un territoire, notamment face à la rationalisation actuelle du réseau de stations météorologiques fixes de Météo France. La connaissance spatialisée de la température de l’air est de plus en plus demandée pour alimenter des modèles quantitatifs liés à un large éventail de domaines, tels que l’hydrologie, l’écologie ou les études sur les changements climatiques. Cette étude se propose ainsi de modéliser la température de l’air, mesurée durant 4 campagnes mobiles réalisées durant les mois d’été, entre 2016 et 2019, dans Lyon par temps clair, à l’aide de modèle de régressions à partir de 33 variables explicatives issues de données traditionnellement utilisées, de données issues de la télédétection par une acquisition LiDAR (Light Detection And Ranging) ou satellitaire Landsat 8. Trois types de régression statistique ont été expérimentés, la régression partial least square, la régression linéaire multiple et enfin, une méthode de machine learning, la forêt aléatoire de classification et de régression. Par exemple, pour la journée du 30 août 2016, la régression linéaire multiple a expliqué 89% de la variance pour les journées d’étude, avec un RMSE moyen de seulement 0,23°C. Des variables comme la température de surface, le NDVI ou encore le MNDWI impactent fortement le modèle d’estimation.

Contexte et objectifs – La conservation durable de la biodiversité requiert une bonne compréhension des causes de son déclin. Mis à part les activités humaines, les changements climatiques se révèlent comme la principale menace qui pèse sur la biodiversité au 21ème siècle. Notre étude vise à déterminer l’impact du changement climatique sur les Ptéridophytes au Togo.Méthodologie – En se basant sur 2865 occurrences de Ptéridophytes couvrant toute l’Afrique de l’Ouest et regroupés en 5 groupes écologiques, les distributions actuelle et future des Ptéridophytes ont été modélisées grâce à Maxent. La capacité de conservation des aires protégées du Togo vis-à-vis de ces plantes a été évaluée.Résultats clés – Nos résultats montrent que 9,81% du pays peut abriter simultanément l’ensemble des groupes de ptéridophytes. Les précipitations des périodes sèches, l’isothermalité et la saisonnalité de la température sont les variables climatiques qui contraignent le plus leurs niches en Afrique de l’Ouest et particulièrement au Togo. Exceptés les taxons thermophiles dont les zones climatiquement favorables devraient quasiment doubler à l’horizon 2070, les niches des autres groupes devraient se restreindre drastiquement au Togo. Seules les aires protégées du tiers sud des Monts Togo pourront garantir la conservation des niches climatiques actuelles et futures des ptéridophytes dans le pays.Conclusions – Le sud des Monts Togo constituera probablement un refuge climatique pour les ptéridophytes au Togo. Toutefois, la faiblesse de l’étendue des aires protégées dans cette partie du pays pourrait constituer une source de vulnérabilité pour ces plantes.
 
 Vulnerability of pteridophytes to climate change and implications for their conservation in Togo (west Africa)
 
 Background and aims – The sustainable conservation of biodiversity requires a good understanding of the causes of its decline. Apart from human activities, climate change is the major threat to global biodiversity during the 21st century. Our study aims to determine the impact of climate change on pteridophytes in Togo.Methods – Based on 2865 occurrences of pteridophytes covering West Africa and grouped into 5 ecological groups, current and future distributions of pteridophytes were modelized using Maxent. The conservation capacity of Togolese protected areas for these plants was assessed.Key results – Our results show that 9.81% of the country can shelter simultaneously all groups of pteridophytes. Precipitations of the driest periods, isothermality and temperature seasonality are the climatic variables which constrain the most their niche in West Africa and particularly in Togo. Apart from thermophilic taxa whose climatically suitable niche is expected to nearly double by 2070, niche of all other group should be drastically restricted in Togo. Only protected areas in the southern third of Togo Mountains would guarantee current and future climatic niches for pteridophytes in the country.Conclusions – Southern Togo Mountains will probably constitute a climatic refugium for Pteridophytes in Togo. However, the small extent of protected areas in this part of the country would be a source of vulnerability for these plants.

Certain(e)s chercheur(euse)s attribuent l’inefficacité des politiques environnementales à différents facteurs cognitifs. Cependant, leurs mécanismes sous-jacents sont encore méconnus. Une récente proposition théorique suggère l’existence d’une origine commune entre plusieurs de ces distorsions cognitives. Afin de tester cette proposition, la présente étude vise à établir une relation entre deux biais cognitifs, soient les croyances compensatoires vertes et l’illusion d’empreinte écologique négative. Pour ce faire, 114 participant(e)s remplissent quatre questionnaires portant respectivement sur chacun des deux biais, ainsi que sur la désirabilité sociale et l’identité verte. Les résultats aux questionnaires ne montrent aucune relation entre les croyances compensatoires vertes et le biais d’illusion d’empreinte écologique négative, remettant en question l’idée qu’un biais de moyennage soit à l’origine de ces deux phénomènes. Sans réfuter l’existence de ce mécanisme, il semble que l’identité verte pourrait davantage prédire la présence de croyances compensatoires vertes, tandis que la désirabilité sociale permettrait de prévoir, du moins en partie, la manifestation de l’illusion d’empreinte écologique négative. Des études futures pourraient ainsi considérer l’ajout de variables médiatrices au cadre théorique.

Nous avons étudié la variabilité saisonnière de la relation entre les fluctuations des concentrations en carbone organique dissous (COD) dans le ruisseau de l'Hermine (Québec, Canada) et les changements du débit (Q). Un total de 93 événements hydrologiques échantillonnés de 1994 à 2003 et regroupés sur une base saisonnière (hiver-printemps, été, automne) a été analysé. Le modèle de régression linéaire est utilisé afin de déterminer, pour chaque événement, la pente de la relation entre la concentration en COD dans le ruisseau et le débit. Ces pentes sont regroupées par saison et selon un seuil arbitraire de un qui permet de contraster les conditions hydrologiques et climatiques initiales des événements répertoriés. Les résultats du test de Kruskal-Wallis, visant la comparaison entre les événements de pentes supérieures et inférieures à un, montrent clairement la saisonnalité de la relation entre le COD et le débit. La saisonnalité de la relation COD/Q est ensuite mise en relation avec des variables climatiques et hydrologiques susceptibles de conditionner le transport du COD dans le bassin de l'Hermine. Les résultats montrent que les changements saisonniers des conditions climatiques et hydrologiques dans le bassin versant ont un impact significatif sur la relation entre le COD et le débit. Ainsi, le volume de précipitation tombé durant l'événement, la température moyenne de l'air et la température du sol régissent significativement (p =0,041; 0,001 et 0,009 respectivement) le transport du COD pour la période hiver-printemps. Les basses températures du sol et l'apport élevé en eau via les précipitations et la fonte favorisent le lessivage intense du COD soluble déjà limité par les basses températures. Au cours de l'été, l'état initial d'humidité du bassin est le principal facteur contrôlant l'évolution des concentrations de COD lors d'une crue; les fortes relations avec le pourcentage d'humidité des sols et le débit total 24 h avant l'événement le prouvent (p =0,039 et 0,0003 respectivement). Les changements les plus prononcés du COD surviennent, au cours de l'été, suite à une période prolongée de sécheresse. À l'automne, le transport du COD est influencé par le volume de précipitation tombé durant l'événement (p =0,031) et la température du sol (p =0,042). La modélisation de la relation COD/Q par les variables hydro-climatiques montre que 40% de la relation COD/Q s'explique par la température du sol durant la période d'hiver-printemps. Durant l'été, les conditions initiales d'humidité du bassin, traduites par le débit 24 h avant l'événement, expliquent à 51% la relation COD/Q. À l'automne, la relation COD/Q est gouvernée à 50% à la fois par le volume de précipitation tombé durant l'événement et la température du sol. L'analyse de ces données établit clairement la saisonnalité de la relation COD/Q et que des variables climatiques et hydrologiques permettent de quantifier ces fluctuations saisonnières.

Evaluer le pouvoir prédictif d’un modèle pluie-débit est crucial en hydrologie de surface car cela permet de borner les limites de son utilisation en extrapolation, autrement dit dans des conditions hydro-météorologiques et géographiques différentes de celles de la phase d’apprentissage du modèle. En outre, ce pouvoir prédictif est susceptible d’être dépendant de la connaissance climatique des bassins et de la complexité de la relation pluie-débit. Pour tester la réaction d’un modèle hydrologique empirique à la stratégie d’échantillonnage de ses variables d’entrée climatiques, une étude de sensibilité a été appliquée au modèle hydrologique global GR4J. Celui-ci a fait l’objet d’un calage dynamique en utilisant une information climatique d’origine et de densité spatiale variables pour le calcul de ses entrées atmosphériques (précipitations et évapotranspiration potentielle). Les hydrogrammes journaliers calculés après recalage ont été comparés aux hydrogrammes journaliers observés sur un échantillon de 148 bassins faisant l’objet d’un suivi hydrométrique dans la partie française du bassin Rhin-Meuse. Les résultats de l’analyse montrent que le modèle GR4J réagit fortement au changement d’entrées de précipitations (précipitations au poste vs précipitations distribuées) en améliorant la définition des paramètres et en identifiant mieux le comportement hydrologique du bassin modélisé en conditions jaugées comme en conditions non jaugées. A l’inverse, le modèle GR4J montre une insensibilité au changement de densité spatiale du réseau de postes météorologiques utilisé pour calculer l’évapotranspiration potentielle prescrite au modèle et ne tire donc pas partie d’une concentration de postes pour simuler les débits en conditions jaugées comme en conditions non jaugées.

Parmi les 36 espèces de bois d’oeuvre inscrites sur la liste rouge de l’UICN, Tieghemella heckelii (Sapotaceae) ou Makoré est l’une des deux espèces qualifiées de danger d’extinction, à cause des activités anthropiques qui ont entrainé la réduction considérable des écosystèmes forestiers en Côte d’Ivoire. De plus, les variations climatiques influenceraient aussi l’aire de distribution de cette espèce menacée. D’où l’intérêt de cette étude dont l’objectif général vise à apporter des connaissances sur l’effet des variations climatiques sur la répartition phytogéographique de Makoré en Côte d’Ivoire, pour une gestion rationnelle de l’espèce. Il a été question de modéliser la distribution des aires favorables actuelles de Makoré dans les zones phytogéographiques; d’évaluer les effets potentiels des variations climatiques à l’horizon 2050 sur l’étendue des aires de distribution phytogéographique de Makoré et de déterminer les contributions des variables bioclimatiques importantes dans la modélisation de la distribution de Makoré. Pour ce faire, les coordonnées géographiques des spécimens de Makoré herborisés dans les trois herbiers nationaux et les individus inventoriés dans les zones phytogéographiques du pays, ont été recensées. Les scenarios RCP 6.0 et RCP 8.5 ont été utilisés pour la prédiction de la distribution de Makoré dans les conditions climatiques actuelles et futures. Les résultats des simulations montrent que les habitats favorables à la distribution de Makoré seront localisés préférentiellement dans les forêts denses humides sempervirentes du pays. L’importante contribution de la variable bioclimatique « précipitations du mois le plus sec (Bio 14) » signifie que la distribution future de Makoré sera principalement influencée par les variations de pluviométrie. Cette étude aidera certainement les gestionnaires du patrimoine forestier ivoirien dans leurs prises de décision sur la conservation et la protection de la biodiversité.Mots clés : Tieghemella heckelii (Sapotaceae), Aire de distribution, Modélisation, Variations bioclimatiques, Côte d’Ivoire.

Au Bénin des efforts scientifiques sont consentis pour la connaissance de la diversité végétale. Cleome gynandra L. (Caya blanc, Sabo en Adja, Akaya en Mahi et Semboué en Peulh) de la famille des Capparaceaes fait l'objet de cette étude à travers sa connaissance agromorphologique. La méthodologie utilisée passe par des observations et prélèvement dans la nature et jardins de case. Dix (10) pieds de la plante ont été collectés dans chaque zone climatique et un (1) pied dans le jardin botanique de l’Université d’Abomey-Calavi. En plus des observations sur la plante complète, il est procédé à l’achat des graines de C. gynandra. Des variables quantitatives (hauteur de la plante, nombre de fruits par pied, longueur et diamètre des fruits, celle des pédoncules, nombre de ramification) et variables qualitatives (couleur, pilosité de la tige, couleur des fruits et graines et forme des feuilles) ont été observées, mesurées et calculées. Le traitement des variables a été possible par usage du logiciel XLSTAT- pro Version 2008. 1.01. Les relations entre variables ont été étudiées grâce à la matrice de corrélation de Pearson (n). Une Analyse en Composante Principale (ACP), a permis de ressortir si des différences significatives à un taux de 0,05 existent entre les variétés pour les caractères étudiés. L'étude a mis en évidence une grande variabilité agromorphologique dans les trois zones climatiques du Bénin par des caractères discriminant. Des différences significatives ont été observées entre les variables des trois zones climatiques d'une part et entre les individus issus des jardins de case et ceux collectés dans la nature d'autre part. L’ACP a mis en évidence trois grands ensembles. La classification ascendante hiérarchisée montre (8) ensembles qui tiennent compte des similarités et les observations.Mots clés : Cleome gynandra L, Akaya, variété, caractères, légume feuille et République du Bénin.
 English Title: Morphological characterization of Cleome gynandra L. in Benin
 
 In Benin, scientific efforts are being made for knowledge of plant diversity. Cleome gynandra L. (White Caya, Sabo in Adja, Akaya in Mahi and Semboué in Peulh) of the family Capparaceae is the subject of this study through its agromorphological knowledge. The methodology used involves observations and sampling in the nature and house gardens. Ten (10) feet of the plant were collected in each climatic zone and one (1) foot in the botanical garden of the University of Abomey-Calavi. In addition to the observations on the whole plant, the seeds of C. gynandra are purchased. Quantitative variables (plant height, number of fruits per foot, fruit length and diameter, peduncles, number of branching) and qualitative variables (color, stem hair, fruit and seed color and leaf forms) were observed, measured and calculated. Variable processing was possible using the XLSTAT-pro Version 2008 software. 1.01. Relationships between variables were studied using the Pearson correlation matrix (n). A Principal Component Analysis (PCA) revealed if significant differences at a rate of 0.05 exist between the varieties for the characters studied. The study revealed a large agromorphologicalvariability in the three climatic zones of Benin by discriminating characters. Significant differences were observed between the variables of the three climatic zones on the one hand and between the individuals from the house gardens and those collected in the wild on the other hand. The CPA has highlighted three major groups. The hierarchical ascending classification shows (8) sets that take into account similarities and observations.Keywords: Cleome gynandra L, Akaya, variety, characters, leaf vegetable and Republic of Benin.
 

Les normales climatiques sont habituellement calculées comme des moyennes sur une période observée de 30 ans. Dans un contexte de changement climatique, ces normales, même ré- évaluées régulièrement, sont "en retard" sur le climat présent. Le premier objectif de ce travail de thèse est d'estimer des normales climatiques non-stationnaires, dans le but de disposer d'une référence non-biaisée pour le climat présent. Une bonne propriété pour de telles normales, considérées au pas de temps quotidien, est de présenter une certaine régularité, à la fois en terme de cycle annuel et vis-à-vis du changement climatique. Pour cette raison, l'estimation de ces normales sera basée sur des techniques de lissage spline telles que proposées dans Azaïs et Ribes (2016). La modélisation proposée, inspirée d'une hypothèse de "pattern scaling", permettra l'étude de la dérive saisonnière due au changement climatique. Au-delà de la seule valeur moyenne (normale), le climat - considéré à un site et à une date donnés - se caractérise par une distribution de valeurs possibles. Un prolongement naturel de l'estimation de normales consiste à estimer l'ensemble de cette distribution, avec une contrainte de régularité sur la forme de celle-ci. Il s'agit alors de proposer une forme de régression quantile régularisée. On obtient ainsi, pour un paramètre donné, une description fine du climat en un site donné, et de son cycle annuel. Ces deux aspects, nous amènent à ré-examiner la théorie des RKHS (Espace de Hilbert à noyau reproduisant) ainsi que celle de la régression quantile. La complexité des modèles considérés, autant dans le cas des normales que des distributions, fait l'objet d'un examen minutieux.?Enfin, nous proposons d'utiliser ces résultats pour revisiter et améliorer la description des changements climatiques passés et futurs, par exemple via l'utilisation d'analogues climatiques<br>Climate normals are usually calculated as averages over a 30-year observational period. In the context of a changing climate, these normals, even re-evaluated frequently, are "lagging behind" the current climate. The primary objective of this thesis is the estimation of non- stationary normals, in order to acquire an unbiased reference of the present climate. A good property for such normals, which are considered at the daily timescale, is to possess a certain regularity, both on the seasonal component and the secular change. For this reason, normal estimation shall be based on smoothing spline techniques such as proposed by Azaïs et Ribes (2016). The proposed modeling, inspired by a "pattern scaling" assumption, enables the study of the seasonal drift due to climate change. Beyond the mean value (normals), climate considered at a given date and location can be characterized by its distribution of possible values. A natural extension of normal estimation, would be to estimate the entire distribution with regularity constraints on its shape. We thus propose to address this question in a regularized quantile regression framework. In that respect and for a given climate variable, we obtain a detailed description of climate, at a given localization, and of its annual cycle. Both of these aspects lead to a re-examination of the RKHS (Reproducing Kernel Hilbert Space) and quantile regression theories. The complexity of the considered models is equally considered for normals and distribution and is meticulously examined. Lastly, we propose to exploit the preceding results to revisit and improve the description of future and past changes in climate, for example via the use of climate analogues

Cette étude, composante du projet LAGUNIS du programme AVICENNE, porte essentiellement sur la spatialisation des paramètres climatiques permettant d'évaluer les flux polluants vers la Méditerranée et de déterminer les potentialités d'assainissement par lagunage. L'étude des pluies journalières aboutit à une modélisation globale sous forme d'un générateur stochastique d'averse. Il permet l'estimation des débits et respecte les durées des séquences sèches et pluvieuses pour le calcul de la charge polluante mobilisable. On a pu régionaliser les paramètres de ce générateur (pluie journalière) à partir de la pluie moyenne interannuelle. Pour modéliser les pluies aux échelles mensuelle et annuelle, on a effectué une régression multiple avec différents paramètres du relief et la position des stations. Les résidus du modèle n'étant connus que sur les stations, on a réalisé une étude géostatistique pour les interpoler par krigeage sur tout le domaine. Toutes les informations nécessaires au modèle étant spatialisées, on a établi des cartes des précipitations moyennes mensuelles et une carte des précipitations moyennes interannuelles, ainsi que leurs évolutions fréquentielles. Le rendement du lagunage, et donc le dimensionnement des lagunes, dépendent de la charge mais aussi des températures et des évapotranspirations. Pour la température, on a utilisé la même démarche que pour les pluies. Pour évaluer l'ETP, on montre qu'il est possible d'obtenir des estimations fiables de l'ETP Penman à partir des seules températures, sous réserve de prendre en compte également la saison et la position géographique. Les enseignements de cette recherche sont : valorisation et analyse statistique des données climatiques, génération stochastique des pluies journalières, modélisation "pluie-relief" et "température-relief", estimation régionale simplifiée de l'ETP Penman, construction d'un MNA et élaboration de cartes des pluies, des températures et des ETP aux échelles mensuelle et annuelle<br>This work, part of the LAGUNIS project of the AVICENNE program, concerns essentially the spatialization of the climatic parameters allowing to evaluate the flows that pollute the Mediterranean sea, and to determinate the potentialities of purification through lagooning. The study of the daily rainfalls gives a global modelisation in form of stochastic generator of rainfalls. It allows the estimation of the flows and respects the periods of dry and rainy sequences to evaluate the potential pollution load. We were able to regionalize the parameters of this generator (daily rainfall) from the yearly mean rainfall. To modelize the rainfalls at monthly and yearly range, we made a multiple regression with some parameters of the relief and the positions of the stations. As the residues of the model were known only in the stations, we carried out a geostatistical study to interpolate them by kriging over the entire field. When all the data needed by the model were spatialized, we drew maps of the monthly mean rainfalls and a map of the yearly mean rainfalls and we gave the principles of their frequencial evolutions. The efficiency of the lagooning and then the dimensioning of the lagoons depend on the pollution load but also on the temperatures and on the evapo-tranpirations. For the temperature, we used the same process than for the rainfalls. To evaluate the etp, we showed that we can obtain reliable estimations of penmann's etp from the only temperatures, on condition we also take into consideration the season and the geographical position. The teachings of this research are: valorisation and statistical analysis of climatic data, stochastic generation of daily rainfalls, "rainfall-relief" and "temperature-relief" modelling, simplified regional estimation of Penmann's ETP, building of a dem and elaboration of charts of rainfalls, temperatures and ETP at monthly and yearly ranges

La technique des goujons collés dans les structures bois allie performances mécaniques et esthétisme. Elle répond au besoin de conservation du bâti pour le domaine de la rénovation et au besoin d’assemblages de plus en plus rigides et résistants en construction neuve avec l’avènement des structures bois de grandes ampleurs et l’arrivée de nouveaux produits tels que le bois lamellé croisé (CLT). De nombreuses études de caractérisation mécanique ont été menées au cours de ces 35 dernières années. L’enquête menée auprès des professionnels et experts en vue de l’introduction de cette technique dans l’Eurocode 5 a néanmoins révélé des attentes et lacunes particulières vis-à-vis des connaissances sur le comportement des assemblages multi-tiges, le choix des adhésifs, le comportement à long terme du collage et les techniques de contrôle qualité. Les travaux de cette thèse, menés en collaboration entre l’université de Bordeaux et l’Université Laval (Québec, Canada), ont pour objectif d’apporter des réponses sur le comportement mécanique des adhésifs, et assemblages sous sollicitation thermique et d’initier les développements sur le comportement à long terme et les assemblages multi-tiges. Les principaux résultats sont issus de travaux expérimentaux et numériques valorisés sous la forme d’articles scientifiques. Les essais mécaniques dynamiques menés sur une colle polyuréthane (PUR) et une résine époxy (EPX) entre 30°C et 120°C mettent en avant des différences importantes de raideur et de dégradations entre les deux adhésifs. Exposés à la chaleur, les assemblages sont eux aussi affectés avec des pertes de raideur et de résistance dès 40°C, en amont de la température de transition vitreuse et de la dégradation des adhésifs. Amené à suivre le régime de température extérieur, l’assemblage doit par sa conception être isolé afin de prévenir les risques aux états limites de service (ELS) et aux états limites ultimes (ELU). Très peu de données sont disponibles dans la littérature sur le comportement à long terme des assemblages goujons collés. L’étude du fluage ajoute une dimension temporelle aux problématiques de raideur. La base de données expérimentales collectée dans ces travaux repose sur 12 campagnes d’essais de 1 à 2 mois en conditions climatiques régulées en température et humidité relative, ou variables (service classe 1). Chargement et climat influent sur le glissement, mais aussi sur la durée de vie. Si des disparités sont présentes entre EPX et PUR, les études menées à 20°C et 50°C révèlent à nouveau l’importance de prendre en considération la température, notamment aux ELS. L’étude en régime variable illustre de son côté la sensibilité du système aux variations de température et d’humidité. L’étude de la répartition des efforts en fonction de la raideur des goujons est choisie comme fil conducteur pour investiguer le passage vers des éléments multi-tiges. Un modèle 3D mono-tige aux éléments finis est tout d’abord développé pour prendre en compte l’orthotropie du bois et regarder l’influence du centre de moelle jusqu’à présent négligée. Par la suite ce modèle est étendu aux configurations multi-tiges afin de simuler différentes configurations d’essais. Un prototype d’essai de caractérisation mécanique des assemblages multi-tiges est finalement présenté.<br>Glued-in rods have successfully been used for connections or reinforcement of timber structures. With the development of tall and large timber buildings and new products such as Cross Laminated Timber (CLT), there is an increasing need for connections that provide high stiffness and strength. Timber connections using glued-in rods have a general aesthetic appeal, and take advantage of the structural adhesives that provide a high stiffness and load capacity. During the last 30 years, multiple applications have been developed for renovation and new construction. In parallel, numerous investigations have characterized the mechanical performance of these connections, but harmonized design rules are not available. A lack of knowledge on the multiple-rod connections, on the choice of adhesives, on long-term effects and on the control of quality is identified by a recent study and must be investigated before a new submission to Eurocode 5. This thesis is performed in the framework of collaboration between Université de Bordeaux (France) and Université Laval (Canada). Objectives are focused on the mechanical performance of adhesives and glued-in rod connections under elevated temperature, on the development of creep tests and the investigations of multiple-rod connections. This study combines experimental and finite element modelling results, which are presented in the form of scientific articles. A Dynamic Mechanical Analysis (DMA) on one polyurethane (PUR) and one epoxy (EPX) adhesives followed by static tensile tests on the connections with small-diameter steel glued-in rods have been conducted at different temperatures. High differences in stiffness are observed between the two adhesives. Glued-in rod connections with the EPX and PUR adhesives demonstrate significant losses of stiffness and resistance beyond 40°C, before the glass transition temperature of the adhesive. Following the outside temperature, connections must be insulated to prevent excessive slip and risk of failure at the Serviceability Limits State (SLS) and at the Ultimate Limit States (ULS). Few data on the long-term effects are available in the literature. In this work, 12 campaigns of creep tests, adding time effects to previous work, have been performed. Glued-in rod connections were tested during one to two months in a conditioning room where temperature and relative humidity were controlled or in a room with a variable climate representative of service class 1. Disparities were observed between EXP and PUR. Creep tests conducted at 20°C and 50°C revealed an important role of the temperature, particularly for SLS. Creep tests in variable climate illustrated the sensibility of connections to the temperature and humidity variations. The stiffness and stress distribution in multiple-rod connections were investigated. First, a 3D model was developed to observe the influence of the wood orthotropy on the stiffness and stress distribution in a connection with a single rod. Then, the model was extended to multiple-rod connections to simulate different loads and boundary conditions. Finally, a prototype of a connection with multiple glued-in rods was tested.

La technique des goujons collés dans les structures bois allie performances mécaniques et esthétisme. Elle répond au besoin de conservation du bâti pour le domaine de la rénovation et au besoin d’assemblages de plus en plus rigides et résistants en construction neuve avec l’avènement des structures bois de grandes ampleurs et l’arrivée de nouveaux produits tels que le bois lamellé croisé (CLT). De nombreuses études de caractérisation mécanique ont été menées au cours de ces 35 dernières années. L’enquête menée auprès des professionnels et experts en vue de l’introduction de cette technique dans l’Eurocode 5 a néanmoins révélé des attentes et lacunes particulières vis-à-vis des connaissances sur le comportement des assemblages multi-tiges, le choix des adhésifs, le comportement à long terme du collage et les techniques de contrôle qualité. Les travaux de cette thèse, menés en collaboration entre l’université de Bordeaux et l’Université Laval (Québec, Canada), ont pour objectif d’apporter des réponses sur le comportement mécanique des adhésifs, et assemblages sous sollicitation thermique et d’initier les développements sur le comportement à long terme et les assemblages multi-tiges. Les principaux résultats sont issus de travaux expérimentaux et numériques valorisés sous la forme d’articles scientifiques. Les essais mécaniques dynamiques menés sur une colle polyuréthane (PUR) et une résine époxy (EPX) entre 30°C et 120°C mettent en avant des différences importantes de raideur et de dégradations entre les deux adhésifs. Exposés à la chaleur, les assemblages sont eux aussi affectés avec des pertes de raideur et de résistance dès 40°C, en amont de la température de transition vitreuse et de la dégradation des adhésifs. Amené à suivre le régime de température extérieur, l’assemblage doit par sa conception être isolé afin de prévenir les risques aux états limites de service (ELS) et aux états limites ultimes (ELU). Très peu de données sont disponibles dans la littérature sur le comportement à long terme des assemblages goujons collés. L’étude du fluage ajoute une dimension temporelle aux problématiques de raideur. La base de données expérimentales collectée dans ces travaux repose sur 12 campagnes d’essais de 1 à 2 mois en conditions climatiques régulées en température et humidité relative, ou variables (service classe 1). Chargement et climat influent sur le glissement, mais aussi sur la durée de vie. Si des disparités sont présentes entre EPX et PUR, les études menées à 20°C et 50°C révèlent à nouveau l’importance de prendre en considération la température, notamment aux ELS. L’étude en régime variable illustre de son côté la sensibilité du système aux variations de température et d’humidité. L’étude de la répartition des efforts en fonction de la raideur des goujons est choisie comme fil conducteur pour investiguer le passage vers des éléments multi-tiges. Un modèle 3D mono-tige aux éléments finis est tout d’abord développé pour prendre en compte l’orthotropie du bois et regarder l’influence du centre de moelle jusqu’à présent négligée. Par la suite ce modèle est étendu aux configurations multi-tiges afin de simuler différentes configurations d’essais. Un prototype d’essai de caractérisation mécanique des assemblages multi-tiges est finalement présenté<br>Glued-in rods have successfully been used for connections or reinforcement of timber structures. With the development of tall and large timber buildings and new products such as Cross Laminated Timber (CLT), there is an increasing need for connections that provide high stiffness and strength. Timber connections using glued in rods have a general aesthetic appeal, and take advantage of the structural adhesives that provide a high stiffness and load capacity. During the last 30 years, multiple applications have been developed for renovation and new construction. In parallel, numerous investigations have characterized the mechanical performance of these connections, but harmonized design rules are not available. A lack of knowledge on the multiple-rod connections, on the choice of adhesives, on long-term effects and on the control of quality is identified by a recent study and must be investigated before a new submission to Eurocode 5. This thesis is performed in the framework of collaboration between Université de Bordeaux (France) and Université Laval (Canada). Objectives are focused on the mechanical performance of adhesives and glued-in rod connections under elevated temperature, on the development of creep tests and the investigations of multiple-rod connections. This study combines experimental and finite element modelling results, which are presented in the form of scientific articles. A Dynamic Mechanical Analysis (DMA) on one polyurethane (PUR) and one epoxy (EPX) adhesives followed by static tensile tests on the connections with small-diameter steel glued-in rods have been conducted at different temperatures. High differences in stiffness are observed between the two adhesives. Glued-in rod connections with the EPX and PUR adhesives demonstrate significant losses of stiffness and resistance beyond 40°C, before the glass transition temperature of the adhesive. Following the outside temperature, connections must be insulated to prevent excessive slip and risk of failure at the Serviceability Limits State (SLS) and at the Ultimate Limit States (ULS). Few data on the long-term effects are available in the literature. In this work, 12 campaigns of creep tests, adding time effects to previous work, have been performed. Glued-in rod connections were tested during one to two months in a conditioning room where temperature and relative humidity were controlled or in a room with a variable climate representative of service class 1. Disparities were observed between EXP and PUR. Creep tests conducted at 20°C and 50°C revealed an important role of the temperature, particularly for SLS. Creep tests in variable climate illustrated the sensibility of connections to the temperature and humidity variations. The stiffness and stress distribution in multiple-rod connections were investigated. First, a 3D model was developed to observe the influence of the wood orthotropy on the stiffness and stress distribution in a connection with a single rod. Then, the model was extended to multiple-rod connections to simulate different loads and boundary conditions. Finally, a prototype of a connection with multiple glued-in rods was tested

Les effets combinés des phénomènes de sorption, de retrait, et de fluage agissent directement sur l'état de service des ouvrages du génie civil exposés à des variations climatiques. La sous-estimation de ces interactions peut induire des déformations excessives et des redistributions de contraintes affectant la durabilité des structures, notamment celles de grandes dimensions. La nécessité de sécuriser ces structures sur le long terme implique la maîtrise qualitative et quantitative des effets différés induits par les sollicitations hydromécaniques. L'objectif de ce travail consiste à développer un outil numérique capable d'apporter une estimation fiable au comportement différé des structures en bois, en béton ou plus généralement en multi-matériaux<br>The long term serviceability of timber and concrete structures subjected to moisture variations is influenced by many coupled hydromechanical phenomena. The underestimation of the induced time-dependent effects may cause large deflections, stress redistributions, cracks or even delayed failure. Improving structures durability goes through an accurate prediction of delayed strains. The objective of this work is to develop an efficient numerical tool able to describe shrinkage, creep and time dependent failure of wood, concrete and composite structures

Dans les pays du Sud ruraux et à faibles revenus, la vulnérabilité des zones agricoles pluviales, face à la variabilité pluviométrique, nécessite de trouver des solutions efficaces pour limiter les effets des aléas climatiques sur les récoltes. La prévision des caractéristiques des saisons des pluies quelque temps avant leur démarrage devrait aider à l’établissement de stratégies agricoles d’adaptation aux aléas pluviométriques. C’est à cet objectif que s’attache ce travail, appliqué à l’Afrique de l’Est (Kenya et nord de la Tanzanie), et articulé en 3 parties :- Définir et comprendre le comportement des descripteurs intra saisonniers (DIS) qui feront l’objet de l’étude de prévisibilité. Un travail spécifique a permis le développement d’une nouvelle approche méthodologique dans la manière de définir les démarrages (DSP) et fins (FSP) de saisons des pluies à l’échelle régionale. Cette approche basée sur une analyse multivariée, permet de s’affranchir des choix subjectifs de seuils pluviométriques imposés par les définitions communément utilisée en agro-climatologie. Une analyse de cohérence spatiale à l’échelle inter annuelle montre que, pour les deux saisons des pluies (long rains et short rains), le cumul saisonnier et le nombre de jours de pluie présentent une forte cohérence spatiale, tandis qu’elle est plus modérée pour le démarrage et fin des saisons et faible pour l’intensité quotidienne moyenne.- Analyser la prévisibilité des DIS aux 2 échelles spatiales régionale et locale en s’appuyant sur les simulations numériques du modèle climatique global ECHAM 4.5. Les précipitations quotidiennes simulées par le modèle, même après correction des biais, ne permettent pas d’appréhender correctement la variabilité interannuelle des DIS. Une spécification de la variabilité des DSP et FSP menée par le biais de modèles statistiques construits à partir d’indices climatiques observés, présuppose une prévisibilité modérée des deux descripteurs à l’échelle locale (régionale), et cela quelle que soit la saison. Le développement de modèles statistico-dynamiques à partir des champs de vents simulés par ECHAM 4.5, en mode forcé par les températures marines observées d’une part et prévues d’autre part, montre également des performances faibles localement et régionalement. - Explorer la manière dont la variabilité spatio-temporelle des paramètres climatiques et environnementaux module la variabilité des rendements de sorgho. Ces rendements sont simulés par le modèle agronomique SARRA-H à partir de données climatiques observées (1973-2001) dans 3 stations localisées à différentes altitudes le long des pentes orientales du Mt Kenya. Le cumul précipité et la durée de la saison expliquent une part importante de la variabilité des rendements. D’autres variables apparaissent comme jouant un rôle non négligeable ; le nombre de jours de pluies, l’intensité quotidienne moyenne ou encore certains DIS relatifs à l’organisation temporelle des pluies au sein d’une saison en font partie. L’influence des autres variables météorologiques est seulement visible pour les ‘long rains’ avec une covariation négative entre les rendements et les températures maximales ou, le rayonnement global. La date de semis semble jouer un rôle dans la modulation des rendements pour les stations de haute et moyenne altitudes, mais avec des différences notables entre les deux saisons des pluies<br>In Southern countries with rural low income populations, the vulnerability of rainfed agriculture to rainfall variability requires effective solutions to mitigate the effects of climatic hazards on crops. Predicting the characteristics of rainy seasons some time before they start should help the establishment of agricultural adaptation strategies to rainfall hazards. This is the objective of the present study, focused on East Africa (Kenya and northern Tanzania), and divided in three parts:- Define and document intra-seasonal descriptors (ISD) that will be considered in the predictability study. A new methodological approach has been developed in order to define the onset date (ORS) and the cessation date (CRS) of the rainy seasons at the regional level. Based on a multivariate analysis, it eliminates the subjective choice of rainfall thresholds imposed by the definitions commonly used in agroclimatology. An analysis of spatial coherence at interannual time-scale shows that for the two rainy seasons ("long rains" and "short rains"), the seasonal amount and the number of rainy days have a high spatial coherence, while it is medium for the onset and cessation dates and low for the average daily rainfall intensity.- Analyze the predictability of the ISD at both regional and local scales based on numerical simulations from the global climate model ECHAM 4.5. Daily precipitation simulated by the model, even after bias correction, do not correctly capture the IDS interannual variability. A specification of the ORS and CRS variability using statistical models applied to observed climate indices, suggests quite a low predictability of the descriptors at the local (regional) scale, regardless of the season. The development of statistical-dynamical models from wind fields simulated by ECHAM 4.5, in experiments forced by either observed or predicted sea temperatures, also shows quite poor skills locally and regionally.- Explore how the space-time variability of climatic and environmental factors modulate the variations of sorghum yields. Crop yields are simulated by the agronomic model SARRA-H using observed climate data (1973-2001) at three stations located at different elevations along the eastern slopes of Mt Kenya. The seasonal rainfall accumulation and the duration of the season account for a large part of the yields variability. Other rainfall variables also play a significant role, among which the number of rainy days, the average daily intensity and some ISD related to the temporal organization of rainfall within the season. The influence of other meteorological variables is only found during the long rains, in the form of a negative correlation between yields and both maximum temperature and global radiation. Sowing dates seem to play a role in modulating yields for high and medium altitude stations, but with notable differences between the two rainy seasons

Un modèle d'analyse et la cartographie automatique de variables climatiques prenant en compte les effets du relief a été développée. Baptisé Aurelhy, il a été plus particulièrement valide sur les températures et les précipitations, et permet de connaître la valeur de ces paramètres avec une précision de l'ordre de 1 c et 15%. Par la suite, le modèle a été utilisé pour l'étude des potentialités agroclimatiques de productions fourragères en Basse-Normandie<br>An analysis and automatic cartography model of climatic variables taking the relief's effects into account has been developed. Named aurelhy, it has been especially validated with temperatures and precipitations with a precision of about 1 c and 15%. Next, this model has been used to study the agroclimatic potentialities of the fodder crops in Basse-Normandie

Les générateurs stochastiques de temps sont des modèles numériques capables de générer des séquences de données climatiques de longueur souhaitée avec des propriétés statistiques similaires aux données observées. Ces modèles sont de plus en plus utilisés en sciences du climat, hydrologie, agronomie. Cependant, peu de générateurs permettent de simuler plusieurs variables, dont les précipitations, en différents sites d’une région. Dans cette thèse, nous proposons un modèle original de générateur stochastique basé sur un champ gaussien multivarié spatio-temporel. Un premier travail méthodologique a été nécessaire pour développer un modèle de covariance croisée entièrement non séparable adapté à la nature spatio-temporelle multivariée des données étudiées. Cette covariance croisée est une généralisation au cas multivarié du modèle non séparable spatio-temporel de Gneiting dans le cas de la famille de Matérn. La démonstration de la validité du modèle et l’estimation de ses paramètres par maximum de vraisemblance par paires pondérées sont présentées. Une application sur des données climatiques démontre l’intérêt de ce nouveau modèle vis-à-vis des modèles existants. Le champ gaussien multivarié permet la modélisation des résidus des variables climatiques (hors précipitation). Les résidus sont obtenus après normalisation des variables par des moyennes et écarts-types saisonniers, eux-mêmes modélisés par des fonctions sinusoïdales. L’intégration des précipitations dans le générateur stochastique nécessite la transformation d’une composante du champ gaussien par une fonction d’anamorphose. Cette fonction d’anamorphose permet de gérer à la fois l’occurrence et l’intensité des précipitations. La composante correspondante du champ gaussien correspond ainsi à un potentiel de pluie, corrélé aux autres variables par la fonction de covariance croisée développée dans cette thèse. Notre générateur stochastique de temps a été testé sur un ensemble de 18 stations réparties en zone à climat méditerranéen (ou proche) en France. La simulation conditionnelle et non conditionnelle de variables climatiques journalières (températures minimales et maximales, vitesse moyenne du vent, rayonnement solaire et précipitation) pour ces 18 stations soulignent les bons résultats de notre modèle pour un certain nombre de statistiques<br>Stochastic weather generators are numerical models able to simulate sequences of weather data with similar statistical properties than observed data. However, few of them are able to simulate several variables (with precipitation) at different sites from one region. In this thesis, we propose an original model of stochastic generator based on a spatio-temporal multivariate Gaussian random field. A first methodological work was needed to develop a completely non separable cross-covariance function suitable for the spatio-temporal multivariate nature of studied data. This cross-covariance function is a generalization to the multivariate case of spatio-temporal non-separable Gneiting covariance in the case of the family of Matérn. The proof of the validity of the model and the estimation of its parameters by weighted pairwise maximum likelihood are presented. An application on weather data shows the interest of this new model compared with existing models. The multivariate Gaussian random field allows the modeling of weather variables residuals (excluding precipitation). Residuals are obtained after normalization of variables by seasonal means and standard deviations, themselves modeled by sinusoidal functions. The integration of precipitation in the stochastic generator requires the transformation of a component of the Gaussian random field by an anamorphosis function. This anamorphosis function can manage both the occurrence and intensity of precipitation. The corresponding component of the Gaussian random field corresponds to a rain potential, correlated with other variables by the cross-covariance function developed in this thesis. Our stochastic weather generator was tested on a set of 18 stations distributed over the Mediterranean area (or close) in France. The conditional and non-conditional simulation of daily weather variables (maximum and minimum temperature, average wind speed, solar radiation and precipitation) for these 18 stations show good result for a number of statistics

La séquence paraglaciaire constitue une crise d’érosion temporelle majeure dans l’évolution des milieux lors des phases de réchauffements climatiques qui se caractérise par la décohésion des parois (glissements) et le ruissellement à l’origine de formes d’incision et d’accumulation. L’approche systémique en cascade permet de quantifier les transferts sédimentaires en insistant sur la variabilité des réponses paraglaciaires en fonction de variables externes (lithologies, tectoniques, domaines climatiques).