La phénologie de la reproduction a des conséquences majeures sur la valeur sélective, et témoigne de la flexibilité des individus à répondre aux conditions environnementales, en fonction de leur état physiologique. Les mécanismes proximaux sous-jacents restent cependant très peu connus. Ce doctorat vise à explorer les processus hormonaux impliqués dans l'ajustement de la date de ponte chez deux oiseaux marins polaires, la mouette tridactyle et le pétrel des neiges. Dans un premier temps, une contrainte nutritionnelle en période prénuptiale nous a permis d'associer une année tardive à une élévation des taux de corticostérone (hormone de stress) et à une diminution des taux de LH (hormone lutéinisante, déclencheur principal de la reproduction). Par ailleurs, un retard expérimental de la reproduction provoque une sensibilité accrue au stress, un déclin de la motivation parentale et un échec reproducteur. Grâce à des approches descriptives et expérimentales, nous avons ensuite pu identifier le rôle de la corticostérone sur l'ajustement individuel des dates de ponte et sur l'abstention de la reproduction, via l'inhibition de la sécrétion de LH. Ce mode d'action fonctionnelle est toutefois à nuancer entre mâles et femelles et entre espèces étudiées. Enfin, sachant que les très jeunes et les très vieux oiseaux pondent tard dans la saison, voire s'abstiennent de se reproduire, nous avons décrit les effets de l'âge (7-45 ans) et de la sénescence sur la dynamique de la corticostérone et de la LH. À la lumière de ces résultats, nous discutons de la possible orchestration hormonale de la phénologie, au carrefour entre le stress environnemental et l'état individuel, dans le cadre théorique des stratégies évolutives.

Nous avons élaboré une nouvelle théorie dynamique des satellites galiléens ajustée aux observations. Un programme numérique a été développé afin de pouvoir simuler le mouvement des satellites. Nous avons ainsi évalué une grande quantité de perturbations généralement négligées, et ainsi grandement amélioré la modélisation du système. La solution numérique a ensuite été ajustée à plusieurs types d'observations (photographiques, CCD et phénomènes mutuels) entre les années 1891 et 2002. Un total de plus de 2000 observations a été utilisé, dont les observations des campagnes PHEMU de 1985 et 1991. <br />Une analyse en fréquence a finalement été effectuée dans la perspective d'obtenir une représentation sous forme analytique du système. Une méthode de filtrage pour séparer les courtes périodes des longues périodes a été développée pour résoudre des difficultés techniques (longueur d'échantillonnage, longues périodes solaires).<br />Notre théorie a aujourd'hui une fidélité de représentation de quelques dizaines de kilomètres sur un siècle, et reste définie sur plus de 1500 ans.

L'aboutissement, au XIXe s., des vastes campagnes de stabilisation du littoral français a pour effet de rendre disponibles des terrains constructibles à proximité des plages, au moment où la vogue des stations balnéaires leur révèle une nouvelle utilité. Implantées sur des terrains propices à une table rase, et organisées pour optimiser la relation avec la plage, ces stations sont construites par centaines sur un plan d'urbanisme en forme de quadrillage qui tend à être toujours le même. Conçue comme une ville-parc de bord de mer, Sables-d'Or-les-Pins fait partie des rares exceptions. Etablie dans un jeu complexe de relations avec le territoire de son implantation, elle est l'œuvre d'un entrepreneur original associé à deux paysagistes qui conçoivent leur projet comme une nouvelle organisation du territoire. L'hypothèse que l'on veut vérifier est que la mise en œuvre d'un savoir-faire et d'une sensibilité de paysagiste, peut contribuer à la construction durable d'une identité territoriale.

Un pulsar est une étoile à neutrons en rotation rapide et dotée d'un fort champ magnétique qui peut se manifester en émettant sur tout le spectre électromagnétique. Dans cette thèse, je m'intéresse au rayonnement radio produit par l'étoile. Je commence ainsi par décrire l'instrumentation de dédispersion cohérente à base de GPUs installée au Radiotélescope de Nançay avec deux autres modes d'observation que j'ai développés : un mode pour la recherche de nouveaux pulsar et un mode spectromètre. Une autre partie de ce travail détaille le retraitement en cours du sondage Foster fait à la fin des années 90 à Nançay ainsi que de nouvelles observations ciblées, sur des candidats HESS notamment. Je présente ensuite les résultats obtenus sur les pulsars relativistes J0737-3039A et J1906+0746 avec respectivement des tests de la Relativité Générale et la mesure de la précession géodétique. Des données de polarimétrie ont ainsi permis de déterminer la géométrie du système de PSR J1906+0746. Enfin, je termine par l'analyse des temps d'arrivées de 20 pulsars millisecondes observés à Nançay dans le cadre de l'EPTA, une collaboration européenne pour un réseau de chronométrage pulsar avec pour objectif la détection d'un fond d'ondes gravitationnelles, possible d'ici 5 à 10 ans.

Les crues éclair (i.e. crues soudaines provoquées par des événements pluvieux orageux) constituent sans aucun doute le risque naturel le plus destructeur en France. Malgré la menace qu'elles représentent et les nombreuses questions qu'elles suscitent, elles n'ont pas fait l'objet par le passé d'études systématiques. L'état des connaissances est actuellement loin d'être à la hauteur des enjeux exposés à ces crues et des ambitions désormais achées par les pouvoirs publics en matière de prévention. Dans la première partie de ce document, une méthodologie d'analyse hydrologique post-événementielle a été mise au point et testée sur cinq études de cas. Outre l'exploitation classique des données pluviographiques et RADAR et l'estimation des débits de pointes de crues à partir des niveaux d'eau atteints, les informations concernant l'évolution temporelle des hauteurs d'eau et des débits correspondants ont été collectées auprès des témoins oculaires. Les premiers résultats obtenus sont encourageants et relativement inattendus : a) les bassins versants réagissent avec retard aux épisodes de pluies intenses, b) les volumes d'eau de pluie retenus sur les bassins et ne participant pas à la crue sont importants (de 150 à 200 millimètres dans les études de cas traitées), c) le type d'occupation des sols ne semble pas jouer un rôle déterminant sur la réponse hydrologique des bassins versants. La seconde partie de la thèse est consacrée à l'analyse théorique des lois de probabilité des débits de pointes de crues. Les possibilités ouvertes par l'approche qualiée de semi-déterministe, consistant à coupler un modèle mathématique de genèse aléatoire de séries pluviographiques et un modèle pluie-débit sont explorées. Il apparaît que, compte tenu des propriétés de la relation pluie-débit, les distributions des débits pointes de crues (DDPC) n'appartiennent probablement à aucun des trois types de lois des valeurs extrêmes. Elles sont asymptotiquement contrôlées par la distribution des intensités moyennes maximales des événements pluvieux, mesurées sur une durée caractéristique du bassin versant. La forme des DDPC dans la gamme des périodes de retour intermédiaires - typiquement 10 à 100 ans - dépend du modèle pluie-débit utilisé. Certaines hypothèses, réalistes au regard des retours d'expériences, conduisent à des distributions multi-modales, dont le gradient local très élevé sur papier de Gumbel peut largement dépasser le Gradex des pluies sur une plage limitée de périodes de retour.

L'imageur de Fresnel est un instrument focalisation diffractive qui est développé pour l'observation astrophysique depuis l'espace. Il est a longue focale, et de ce fait requiert le vol en formation. Pendant ma thèse, le concept a été étudié avec des prototypes au sol et validé en mesurant la qualité des images obtenues et les fonctionnalités de l'instrument. Depuis 2007, un prototype diffractif d'imageur de Fresnel de génération 2 a été conu, il a été mis au point en 2009, et fonctionne en parallèle sur un tube de lunette long de 18 mètres. Plusieurs grilles de Fresnel carrées de 200x200 mm ont été construites, testées au sol par l'observation de cibles astrophysiques, et améliorées pour tendre vers la qualité requise pour des applications depuis l'espace avec des grilles grande taille 4m ou plus. Des observations sont faites à Nice depuis juin 2009 avec un prototype de 200x200 mm d'ouverture, et 18 m de focale. Elles montrent que le concept fonctionne en conditions réelles. Les données acquises et les images obtenues démontrent la fonctionnalité et la qualité de cet imageur de Fresnel. La première partie de la thèse présente le principe de focalisation diffractive utilisé dans l'imageur de Fresnel, la formation des images, et le détail de sa conception : les caractéristiques des différents composants optiques du système et leurs performances nominales. La deuxième partie décrit les essais faits pour valider le concept et pour démontrer la formation des images à haute dynamique, les résultats d'observations, et l'optimisation du prototype au sol. La troisième et dernière partie propose une mission spatiale, et sa configuration pour l'observation depuis l'espace. Une cible telle qu'un disque d'accrétion autour d'une étoile jeune est prise comme cas d'étude pour la mission spatiale d'un imageur de Fresnel avec une ouverture de 20_20 m, ouvrant de nouveaux domaines de l'astrophysique dans l'ultraviolet.

Le but de cette thèse est d'exploiter au mieux les résultats du traitement des données sismiques en profondeur pour réaliser une simulation géostatistique de l'impédance acoustique. La base de la prospection géophysique est la sismique réflexion, une méthode qui fournit les coefficients de réflexion des interfaces géologiques. Ces coefficients fournissent des informations sur la structure du sous-sol et permettent d'estimer les propriétés pétro-acoustiques de chacune des couches géologiques. Nous utilisons une méthode d'imagerie (la migration) qui permet d'obtenir des données sismiques migrées en profondeur, dont les variations de réflectivité selon l'angle sont conservées. L'analyse de ces variations est alors effectuée sur les panneaux Iso-X le long de trajectoires définies par la variation de la réflectivité avec l'angle d'incidence. Ces trajectoires permettent d'obtenir une première interprétation structurale (le squelette) à laquelle sont associés des attributs tels l'intercept et le gradient. Un pointé sur ces deux squelettes complémentaires permet de délimiter des couches dans lesquelles la simulation sera effectuée. Après avoir interprété sur les sections sismiques et d'autres attributs des éventuelles anomalies en hydrocarbures, nous proposons de contraindre localement la simulation géostatistique pour reproduire ces anomalies. Pour cela, nous nous servons du lien qui existe entre l'impédance acoustique et l'intercept. Nous obtenons finalement une section en impédance acoustique en profondeur, valable sur la globalité de la section étudiée, et qui tient compte des anomalies d'hydrocarbures importantes pour l'éventuelle exploration et production du réservoir.

Les datations des paléosurfaces continentales constituent des points d'ancrage majeurs pour contraindre l'évolution géodynamique d'une région. Le paléomagnétisme s'avère être une méthode adaptée pour dater les paléoaltérations continentales ferrugineuses. Les datations des formations rouges "sidérolithiques" du Massif central indiquent des âges s'échelonnant entre 160 Ma (Jurassique supérieur) dans le bassin de Naussac et 140 Ma (Crétacé inférieur) dans le Lembron. Sur la bordure Sud-Est du bassin de Paris, un niveau hématitique, à la base des argiles de Myennes, a fourni un âge sub-récent (0-3 Ma) qui pourrait souligner l'entaille des paysages actuels. Sur le socle cristallin du Massif central et du Morvan la datation des faciès albitisés a fourni un âge triasique soulignant l'origine superficielle de ces faciès. L'ancrage spatio-temporel des paléoaltérations et des paléosurfaces permet de préciser des traits majeurs de l'évolution géodynamique du Massif Central. Sur de vastes régions les paléosurfaces du Trias, du Jurassique terminal et du Tertiaire sont confondues. Il n'y a donc pas eu d'érosion conséquente du socle entre le Trias et la période actuelle, puisque la paléosurface albitisée au Trias est encore présente sur de très grandes surfaces du massif. Les datations du Jurassique supérieur/Crétacé inférieur des paléoaltérations "sidérolithiques" soulignent que le Massif Central ne présentait pas de couverture sédimentaire à cette époque. La reconnaissance et la datation de ces paléosurfaces continentales témoignent de longues périodes de continentalisation du socle et de la relative stabilité du Massif Central tout au long du Mésozoïque.

Face au contexte de contamination générale des grandes masses d'eau par les produits phytosanitaires et de la dégradation toujours croissante de leur qualité en France, et dans un contexte régional de pollution de la nappe du fossé rhénan et de l'identification de la zone du piémont alsacien comme une source non négligeable de contamination, des bassins versant observatoires ont été mis en place pour suivre le transfert de pesticides dans ces zones identifiées comme sensibles. C'est à travers l'évolution des concentrations à l'exutoire des bassins que l'état de la contamination est défini et sert de base à la mise en place et à l'évaluation d'actions visant à réduire les transferts de produits phytosanitaires. Mais la stratégie d'observation de cette évolution conditionne la représentation que l'on se fait du problème et par là influence l'efficacité des actions mises en oeuvre. Or, dans un contexte semi-opérationnel, la contrainte économique liée au coût de l'analyse des pesticides est une contrainte majeure qui occulte la prise en compte de l'objectif dans la définition de stratégies de mesure : le faible nombre d'analyses est souvent recherché avant tout, au détriment de la représentativité des mesures. Nous proposons donc, à la lumière des connaissances actuelles sur les processus dominants dans le transfert des pesticides à l'exutoire de sous-bassins agricoles et en se plaçant dans un cadre semi-opérationnel, de répondre à la question suivante : peut-on définir des stratégies de mesure des concentrations en produits phytosanitaires à l'exutoire d'un bassin permettant une représentation non biaisée de la pollution des eaux à moindre frais, c'est-à-dire avec un minimum d'analyses ? Nous utilisons les informations fournies par deux modèles de transfert, adaptés aux données disponibles sur le terrain pour leur paramétrisation, ainsi que l'analyse des incertitudes de modélisation, pour définir deux stratégies d'échantillonnage, adaptées respectivement à une approche globale et distribuée du système, qui permettent de reproduire un chemogramme de référence à l'exutoire du bassin à partir du petit nombre de mesures de concentrations proposé par nos stratégies, en supposant les modèles parfaits. Dans l'état actuel, la méthode n'est pas directement applicable à des cas réels avec les versions de modèles utilisées, conformes à nos exigences scientifiques et à nos contraintes socio-économiques. Ces stratégies à visée opérationnelle doivent donc être utilisées avec des modèles plus performants comme interpolateurs des concentrations mesurées, nécessitant par ailleurs des efforts de paramétrisation non supérieurs aux coûts (argent, temps) consentis pour le suivi des transferts lui-même dans un cadre semiopérationnel. Actuellement ces modèles n'existent pas et la levée de ce verrou constitue une des perspectives, majeure, pour l'aboutissement de la construction de stratégies opérationnelles, que cette étude a fortement contribué à préparer.

Le devenir des métaux dans les sols agricoles est d'un intérêt majeur si l'on veut maîtriser les risques pour l'environnement et pour les hommes. Un paramètre clé dans la prévision du devenir des métaux est la connaissance de leur spéciation (i.e. leur forme chimique et leur répartition entre les différentes phases réactives du sol). Cependant, cette spéciation est difficile à établir dans les milieux complexes comme le sol. Des modèles ont été développés pour prévoir cette spéciation. Dans ces modèles, la réactivité des Matières Organiques du Sol (MOS) est assimilée à celle de molécules modèles telles que les Substances Humiques (SH). Or les substances humiques ne sont pas représentatives de la diversité des fractions organiques dans les sols identifiées comme porteuses de métaux. De ce fait, pour prévoir à long terme le devenir des métaux dans les sols, il est nécessaire d'améliorer la prise en compte des MOS dans les modèles et d'y intégrer des fractions organiques autres que les SH. Pour atteindre cet objectif, on a étudié la réactivité avec le cuivre de quatre fractions des MOS susceptibles d'interagir avec les métaux dans les sols : les bactéries, les Matières Organiques Particulaires (MOP), la matière organique liée à la matrice minérale et les Matières Organiques Dissoutes (MOD). Ces différentes fractions organiques ont été isolées à l'aide d'extractions physiques ou chimiques pour trois échantillons de sol qui diffèrent par leur statut organique suite à des amendements organiques effectués pendant une quinzaine d'années, et leur réactivité a été étudiée par potentiométrie. La modélisation des données obtenues a permis de hiérarchiser et de quantifier la réactivité de ces différentes fractions des MOS, et d'introduire ces données de réactivité dans le programme de prévision de spéciation ECOSAT. Trois scénarios de prise en compte des MOS ont été utilisés pour prévoir la spéciation du cuivre : 1) réactivité des MOS décrite avec la base de donnée générique interne au programme ECOSAT 2) réactivité des MOS décrite en contraignant les teneurs en sites réactifs par la CEC du sol 3) réactivité des MOS décrite par la somme des réactivités des différentes fractions étudiées. Ces différents scénarios ont été testés et validés à l'aide de données expérimentales (fractionnements granulo-densimétriques, extractions séquentielles, cuivre dissous) sur les mêmes échantillons de sol avant ou après un ajout de cuivre.