Les gouvernements se sont récemment engagés à enrayer l’érosion de la biodiversité. Dans ce contexte, la compensation écologique est apparue comme une réponse politique en permettant, en principe, de répondre à l’exigence de conciliation de deux intérêts souvent antagonistes : le développement économique et la conservation de la biodiversité. L’objectif de ce travail de thèse est d’analyser si la compensation écologique peut accomplir cette promesse. J’envisage cette problématique avec trois angles d’analyse complémentaires et de façon interdisciplinaire en mobilisant les apports de l'économie et de l'écologie. Premièrement, dans une approche théorique, je pose la question de la compatibilité du principe de la compensation avec son objectif de conservation de la biodiversité. Je pose ensuite la question de la possibilité d’atteindre l’objectif d’absence de perte nette de biodiversité dans la mise en œuvre de la compensation. Pour cela, j’étudie empiriquement deux mécanismes de compensation au travers de deux cas d’étude français : une banque de compensation, et la contractualisation agro-environnementale. J’utilise principalement les outils de l’économie néo-institutionnelle pour analyser l’efficacité de ces mécanismes pour la réalisation des objectifs écologiques de la compensation. Au travers d'une approche épistémologique, ma troisième interrogation porte sur le rôle des dynamiques politiques dans la diffusion et dans la promotion de la compensation écologique dans la communauté scientifique. L’analyse théorique met en évidence des limites intrinsèques au principe de la compensation pour atteindre ses objectifs de conservation de la biodiversité, notamment au regard de l’impossibilité d’adopter une approche écologique complexe de la biodiversité dans le processus de la compensation. L’étude empirique montre que les modes d’organisation de la compensation comportent également des limites qui obligent à des compromis susceptibles de remettre en cause l’atteinte des objectifs écologiques de la compensation. Ces résultats mettent en évidence le rôle et l’importance des institutions dans la mise en œuvre des compensations, notamment pour limiter l’apparition de comportements opportunistes, responsables des principaux problèmes d’efficacité identifiés. Enfin, l’analyse épistémologique révèle que le développement et la promotion de la compensation écologique répond à un agenda politique principalement porté par les politiques anglo-saxonnes et certains acteurs de conservation. Ainsi, la compensation écologique n’est pas un objet neutre car elle sert à la diffusion d’une certaine idéologie sur la pratique de la conservation de la biodiversité dans le sillage du développement durable et de l’économie verte. Pour conclure, ce travail permet de souligner que la conciliation des intérêts économiques et écologiques constitue une problématique complexe dont la voie du consensus ne semble pas permettre de répondre aux enjeux d’érosion de la biodiversité. La compensation offre en somme une occasion de penser les conditions de possibilités et d’impossibilités de la protection de la nature aujourd’hui. / Governments have recently pledged to halt the loss of biodiversity. In this context, biodiversity offsetting (BO) appeared as a political response by allowing, in principle, to reconcile two often conflicting interests: economic development and biodiversity conservation. The objective of this work is to analyse whether BO can fulfil that promise. I am considering this issue from an interdisciplinary perspective by mobilizing the contributions of economy and ecology and using three complementary approaches. First, in a theoretical perspective, I ask the question of the compatibility of the offsetting principle with its biodiversity conservation goal. Second, in an empirical approach, I investigate the strengths and limits of using BO mechanisms in conservation policies, particularly two specific mechanisms analysed through two French case-studies: habitat bank and agri-environmental contracts. I mainly use the new institutional economics framework to analyse the effectiveness of these mechanisms for achieving the environmental objectives of BO. Finally, I adopt an epistemological approach to question the role of political dynamics in the diffusion and the promotion of BO in the scientific community. The results of the theoretical analysis highlights the inherent limits to the BO principle to achieve its conservation goals, especially with regard to the impossibility to adopt a complex ecological approach to biodiversity in the process of BO. My empirical study shows that the mechanisms of BO also have limitations that force compromises likely to jeopardize the achievement of environmental objectives of BO. These outcomes highlight the role and the importance of institutions in the implementation of BO, especially to provide clear and precise rules in order to limit the emergence of opportunistic behaviours, responsible for the major problems identified. Finally, my epistemological analysis shows that the development and the promotion of BO actually respond to a political agenda driven by the Anglo-Saxon policies and some conservation stakeholders. Overall my work emphasizes that BO is not a neutral object as it serves to spread a certain ideology on the practice of biodiversity conservation through the lens of sustainable development and green economy. Finally, this work allows stressing that reconciling economic and conservation interests is a complex problem that cannot be solved by using idealized consensus. Rather, the concept of BO offers an opportunity to think about the conditions of possibilities and impossibilities of the protection of nature today.

La maladie de Parkinson induit des troubles locomoteurs complexes et variés. Des troubles spécifiques de la marche tels que le " freezing " peuvent survenir ponctuellement. Afin d'améliorer l'accompagnement de ces patients, il est nécessaire d'améliorer notre compréhension de ces situations. Cette thèse vise à caractériser l'activité locomotrice des patients parkinsoniens en situation réelle. Un travail interdisciplinaire a été mené, fondé sur une approche écologique. Quatorze patients ont été suivis. La méthode déployée intégrait le recueil de marqueurs biomécaniques et physiologiques, de l'expérience vécue ainsi que des observations directes. La description de leur expérience a révélé une perception sensori-motrice altérée et une organisation du comportement locomoteur spécifique à l'environnement. Les analyses montrent un schéma d'activation musculaire spécifique, avec notamment une prolongation générale de l'activité des muscles pendant la phase d'appui simple et une augmentation de cocontraction lorsque le pied est en contact au sol. Les résultats de cette analyse intégrée du comportement moteur ont permis de caractériser une typologie de cinq marches et de trois types de " freezing ". De plus, ces observations ont mis en valeur des stratégies utilisé par des patients ainsi qu'un mécanisme d'ajustement neuromusculaire pour augmenter la stabilité de la marche. A long terme, ce travail devrait favoriser 1) la compréhension des bases neurologiques des troubles de la marche ; 2) la prise en charge des patients parkinsoniens ; 3) l'identification des biomarqueurs de la stabilité de la marche ; 4) la spécification des systèmes embarqués du suivi de la marche. / Patients with Parkinson’s disease (PD) experience complex locomotor disturbances. Their walking abilities can be highly variable and specific problems such as freezing of gait may arise during daily life activity. A greater understanding of such difficulties is required in order to develop new therapeutic strategies. This thesis examines the emergence of PD gait patterns during everyday situations. To this end, this study used an interdisciplinary approach drawing upon ecological and embodied perspectives of human activity. The investigation focused upon fourteen PD patients. Data collection methods combined interviews, direct observations and onboard measures of physiological and biomechanical performance. This research identified important changes in patient sensorimotor perception during gait and specific principles regarding the organisation of their movements with respect to the environment. Analysis revealed characteristic changes to lower limb muscle activation patterns, most notably the prolongation of muscle activity during the mid-stance phase; and an increase in cocontraction of agonist-antagonist muscles across the ankle and knee whilst the leg was in contact with the ground. This integrated approach enabled the characterisation of five walking patterns and three types of freezing. These results highlighted patient self-management strategies, and indicated the role of neuromuscular mechanisms for increasing gait stability. Ultimately, these findings may assist to 1) understand the neurological bases of gait dysfunction; 2) enhance PD patient care; 3) identify biomarkers for gait stability and; 4) support the development of ambulatory monitoring technologies.

Ce travail représente une contribution originale à la méthodologie pour le développement de modèles écosystémiques ainsi qu'une première tentative d'une modélisation end-to-end (E2E) de l'écosystème du Courant de Humboldt Nord (ECHN). L'objectif principal du modèle développé dans cette thèse est de construire un outil de gestion écosystémique et d'aide à la décision; raison pour laquelle la crédibilité du modèle est essentielle, laquelle peut-être établie par confrontation aux données. En outre, le ECHN présente une grande variabilité climatique et océanographique à différentes échelles, la source principale de variation inter-annuelle étant l'interruption du cycle d'upwelling saisonnier par l'Oscillation Australe du phénomène El Niño qui a un effet direct sur la survie larvaire et le succès de recrutement des poissons. La pêche peut aussi être fortement variable, en fonction de l'abondance et de l'accessibilité des principales ressources halieutiques. Ce contexte amène deux questions méthodologiques principales que nous explorons dans cette thèse à travers le développement d'un modèle E2E qui couple le modèle OSMOSE, pour la partie haut niveau trophique, au modèle ROMS-PISCES, pour les parties hydrodynamique et biogéochimie:(i) Comment calibrer un modèle écosystémique à partir de séries temporelles de données? (ii) Comment inclure l'impact de la variabilité inter-annuelle de l'environnement et de la pêche? En premier lieu, cette thèse met en évidence plusieurs problèmes liés à la confrontation de modèles écosystémiques complexes aux données et propose une méthodologie pour une calibration séquentielle en plusieurs phases des modèles écosystémiques. Nous proposons deux critères pour classer les paramètres d'un modèle: la dépendance au modèle et la variabilité temporelle des paramètres. A partir de ces critères, et en tenant compte de l'existence d'estimations initiales, on énonce des règles qui permettent de déterminer quels paramètres doivent être estimés, et dans quel ordre, dans le processus de calibration séquentiel. De plus, un nouvel Algorithme Évolutionnaire, conçu pour la calibration de modèles stochastiques et optimisé pour l'estimation du maximum de vraisemblance, a été développé et utilisé pour la calibration du modèle OSMOSE avec des séries temporelles de données.La variabilité environnementale est explicite dans le modèle: le modèle ROMS-PISCES force le modèle OSMOSE et propage les effets bottom-up potentiels dans le réseau trophique à travers les interactions trophiques entre plancton et poisson d'une part, et les changements dans la distribution spatiale du poisson d'autre part. Cette dynamique spatiale des poissons est prise en compte par l'utilisation de modèles de distribution des espèces de type présence/absence, qui sont en général évalués grâce à une matrice de confusion et les indicateurs statistiques qui lui sont associés. Toutefois, quand on considère la prédiction d'un habitat au cours du temps, la variabilité de la distribution spatiale des habitats peut être résumée de manière complémentaire et validée en utilisant les patrons émergents de la forme des distributions spatiales. Nous avons modélisé l'habitat potentiel des principales espèces du ECHN en utilisant plusieurs sources d'information (pêches commerciales, campagnes scientifiques et suivi satellite des navires de pêche) conjointement aux données environnementales issues d'observations satellites et in-situ, de 1992 à 2008. L'habitat potentiel est estimé sur cette période d'étude avec une résolution mensuelle, et le modèle est validé à partir d'informations du système, en utilisant une approche pattern-oriented.Le modèle écosystémique E2E ROMS-PISCES-OSMOSE pour le ECHN est calibré en une approche par maximum de vraisemblance pour ajuster des séries temporelles mensuelles de 1992 à 2008. En conclusion,quelques applications potentielles du modèle pour la gestion des pêches sont présentées et nous discutons leurs limitations et les perspectives. / This work represents an original contribution to the methodology for ecosystem models' development as well as the first attempt of an end-to-end (E2E) model for the Northern Humboldt Current Ecosystem (NHCE). The main purpose of the developed model is to build a tool for ecosystem-based management and decision making, reason why the credibility of the model is essential, and this can be assessed through confrontation to data. Additionally, the NHCE exhibits a high climatic and oceanographic variability at several scales, the major source of interannual variability being the interruption of the upwelling seasonality by the El Nino Southern Oscillation, which has direct effects on larval survival and fish recruitment success. Fishing activity can also be highly variable, depending on the abundance and accessibility of the main fishery resources. This context brings the two main methodological questions addressed in this thesis, through the development of an end-to-end model coupling the high trophic level model OSMOSE to the hydrodynamics and biogeochemical model ROMS-PISCES: i) how to calibrate ecosystem models using time series data and ii) how to incorporate the impact of the interannual variability of the environment and fishing.First, this thesis highlights some issues related to the confrontation of complex ecosystem models to data and proposes a methodology for a sequential multi-phases calibration of ecosystem models. We propose two criteria to classify the parameters of a model: the model dependency and the time variability of the parameters. Then, these criteria along with the availability of approximate initial estimates are used as decision rules to determine which parameters need to be estimated, and their precedence order in the sequential calibration process. Additionally, a new Evolutionary Algorithm designed for the calibration of stochastic models (e.g Individual Based Model) and optimized for maximum likelihood estimation has been developed and applied to the calibration of the OSMOSE model to data time series.The environmental variability is explicit in the model: the ROMS-PISCES model forces the OSMOSE model and drives potential bottom-up effects up the foodweb through plankton and fish trophic interactions, as well as through changes in the spatial distribution of fish. The latter effect was taken into account using presence/absence species distribution models which are traditionally assessed through a confusion matrix and the statistical metrics associated to it. However, when considering the prediction of the habitat against time, the variability in the spatial distribution of the habitat can be summarized and validated using the emerging patterns from the shape of the spatial distributions. We modeled the potential habitat of the main species of the Humboldt Current Ecosystem using several sources of information (fisheries, scientific surveys and satellite monitoring of vessels) jointly with environmental data from remote sensing and in situ observations, from 1992 to 2008. The potential habitat was predicted over the study period with monthly resolution, and the model was validated using quantitative and qualitative information of the system using a pattern oriented approach.The final ROMS-PISCES-OSMOSE E2E ecosystem model for the NHCE was calibrated using our evolutionary algorithm and a likelihood approach to fit monthly time series data of landings, abundance indices and catch at length distributions from 1992 to 2008. To conclude, some applications of the model for fishery management are presented and their limitations and perspectives discussed.

En Nouvelle-Calédonie, les sols développés sur roches ultramafiques (5.500 km2) sont constitués à plus de 65% d'oxy-hydroxyde de fer, ils présentent des teneurs très faibles en azote et en phosphore (1/10 à 1/100 des teneurs moyennes), de surcroît ils sont déséquilibrés pour le rapport Ca/Mg et contiennent des concentrations très élevées en métaux lourds (nickel, manganèse, cobalt, chrome). L'exploitation à ciel ouvert du nickel sur ces sols associés à des écosystèmes particulièrement originaux et diversifiés doit prendre en considération à la fois les intérêts économiques et les préoccupations écologiques. Des espèces endémiques pionnières des sols ultramafiques ou cicatricielles des sites miniers dégradés ont été identifiées. Parmi ces espèces, plusieurs espèces de Costularia (Cyperaceae) sont préconisées pour la revégétalisation des sites miniers après exploitation. Les itinéraires techniques de restauration écologique des sites miniers requièrent une approche pluridisciplinaire intégrant des données pédologiques, physiologiques et microbiologiques des écosystèmes des maquis miniers. L'analyse des relations sols/plantes sur une toposéquence comprenant différents types de maquis a permis de mettre en évidence une relation directe entre les concentrations du sol en éléments disponibles et la diversité et l'organisation des espèces, notamment pour ce qui concerne la structuration de la strate herbacée. Ce travail couplé à la mise en place par la société SIRAS Pacifique d'un champ semencier expérimental de Cyperaceae a permis de montrer que la croissance de Costularia comosa répond positivement à la fertilisation azotée et phosphatée. L'expérimentation a permis également de souligner que la vigueur, la vitesse de développement, le taux de mycorhization et la fructification des plants sont stimulés par des doses modérées de ces éléments. D'autres travaux réalisés ont apporté un approfondissement de nos connaissances sur le rôle des microorganismes associés aux racines des Costularia. Ainsi, nous avons montré que neuf espèces pionnières de Cyperaceae étudiées in situ, développent des symbioses mycorhiziennes arbusculaires. Une expérience de mycorhization contrôlée de Costularia comosa a permis de montrer que la mycorhization par Glomus etunicatum est fonctionnelle, avec une augmentation de la biomasse des plants 2,8 fois supérieure au témoin. De plus, la mycorhization réduit la concentration en nickel dans la plante, suggérant un rôle barrière du champignon mycorhizien vis-à-vis du nickel. Dans cette étude, nous présentons également une description des populations bactériennes aérobies, hétérotrophes et résistantes au nickel, isolées des racines de deux espèces de Costularia inféodées aux maquis. Ces populations bactériennes sont de faible densité et dominées par les Protéobactéries. Certaines des souches isolées présentent une tolérance à 15 mM de nickel soluble et la capacité de solubiliser les phosphates. L'avancement apporté dans les connaissances concernant la nutrition minérale des Cyperaceae et le rôle des microorganismes qui leur sont associés permet d'envisager la mise en place en routine de champs semenciers productifs et l'utilisation des microorganismes associés aux Costularia dans les itinéraires techniques de restauration écologique pour en améliorer la réussite.

L'histoire de l'agriculture est très liée à celle de l'Homme et surtout à l'évolution des populations. La modernisation de l'agriculture s'est fortement répercutée sur son environnement écologique avec une pollution de plus en plus croissante (surtout à partir des années 1970).<br />Aujourd'hui, avec l'alternative du développement durable, la réflexion autour des problématiques liées à l'environnement sont omniprésentes et interpellent l'agriculture sur les questions relatives à l'eau, l'air, le sol, la biodiversité.<br />Cette recherche, qui est basée sur plusieurs théories, reste essentiellement centrée sur la théorie des parties prenantes, qui invite tous les acteurs (agriculteurs, consommateurs, Etat, collectivités locales...) à participer à cette évolution vers une agriculture multifonctionnelle et durable.<br />L'interrogation fondamentale est : l'agriculture durable est-elle aussi voire plus performante que l'agriculture conventionnelle ?<br />La recherche s'est appuyée sur des agriculteurs qui ont choisi de mettre en place des mesures en faveur de l'environnement dans un contrat territorial d'exploitation (entre 2000 et 2002). L'engagement, pour cinq ans, est un exemple concret d'agriculture durable. Il a servi de support pour cette thèse pour analyser la stratégie des agriculteurs dans cet enjeu d'agriculture durable, d'autant plus que ce contrat était une innovation en la matière.<br />La méthodologie consiste, à partir d'un questionnaire, a étudier les motivations qui ont conduit les agriculteurs à signer un contrat. En parallèle, une base de données sur les informations économiques et financières de ces exploitations, a été exploitée.

L'objectif de ce travail était d'étudier la niche écologique et la croissance du sapin (Abies alba Mill.) dans les Vosges (Nord-est de la France) en fonction des conditions de milieu et de la compétition inter-spécifique. L'étude de la niche écologique a été réalisée à partir de 325 relevés phytoécologiques issus de la base de données EcoPlant. L'étude de la croissance a été effectuée avec 143 placettes réalisées dans le cadre de ce travail à partir d'un plan d'échantillonnage stratifié selon la composition du peuplement, l'altitude et le niveau trophique du sol. Les sapinières pures ou mélangées sélectionnées pour l'étude de la croissance sont adultes, régulières en âge et les essences associées au sapin sont Fagus sylvatica, Picea abies, Pinus sylvestris, Quercus petraea et Acer pseudoplatanus. La mesure de variables dendrométriques, climatiques et édaphiques ainsi que le prélèvement des carottes de 3 arbres de chaque essence ont été effectués sur chaque placette. Les analyses des carottes ont été réalisées selon les méthodes classiques de la dendrochronologie. L'indice de fertilité et un indice radial traduisant respectivement la croissance en hauteur dominante et la croissance radiale moyenne du sapin ont été calculés. La distribution des essences du Massif Vosgien est déterminée par un gradient nutritionnel (taux de saturation, rapport C/N) et par un gradient hydrique (bilan hydrique estival). La niche écologique du sapin à basse altitude recouvre celles de Quercus petraea, de Pinus sylvestris dans les milieux acides et de Carpinus betulus dans les milieux riches chimiquement. A altitude élevée, la niche du sapin recouvre celle de Picea abies dans les milieux acides et celle de Acer pseudoplatanus en milieu eutrophe. Fagus sylvatica est présent dans tous les milieux favorables au sapin. La relation milieu-croissance n'est pas identique selon qu'il s'agit de la croissance en hauteur ou de la radiale. La première est fortement corrélée aux effets climatiques (altitude, exposition, températures hivernales) et nutritifs (acidité, toxicité aluminique, azote). Le bilan hydrique de printemps et les apports en eau liés à la topographie sont en outre significatifs à basse altitude. Pour la croissance radiale, l'effet des facteurs climatiques est faible à nul, tandis que l'effet de la réserve utile et de la topographie devient important. Les effets de la composition spécifique sont significatifs et différenciés : il existe un effet stimulant des forts stocks sur pied en résineux sur la croissance en hauteur du sapin, tandis que la croissance radiale est détériorée en présence de Picea abies. Ce résultat suggère d'importants effets de compétition pour la lumière qui entraînent chez le sapin une délocalisation de la croissance secondaire vers la croissance primaire. Les déterminismes écologiques différenciés entre les deux dimensions de la croissance ont pour conséquence un changement de forme des individus avec les conditions environnementales, et conduisent à invalider la Loi de Eichhorn. L'analyse de la croissance radiale au cours du XXème siècle montre que l'effet de la nutrition azotée est très significatif au début du siècle, mais ne l'est plus à la fin. L'eutrophisation à long terme des milieux pourrait expliquer la disparition de l'effet limitant de l'azote sur la croissance du sapin dans les forêts tempérées.

La gestion des milieux océaniques et côtiers nécessite des prédictions à court terme de leurs caractéristiques physiques et écologiques. Le succès des méthodes d'Assimilation de Données (AD) en météorologie montre que les données in-situ peuvent être incorporées dans des modèles dynamiques pour en améliorer les prédictions. <br /><p><br />Ce travail se focalise sur l'AD séquentielle (ADS), dérivée de la théorie de l'estimation statistique, en particulier le filtre de Kalman. Les obstacles auxquels se heurte l'application du filtre de Kalman aux systèmes océanographiques sont de deux sortes :<ul> <br /><li>des obstacles théoriques du fait de la non-linéarité des équations décrivant la dynamique physique et écologique du système alors que le filtre de Kalman est optimal pour des systèmes linéaires,<br /><li>des obstacles pratiques car les systèmes tridimensionnels sont discrétisés à haute résolution pour décrire précisément leur dynamique. On obtient des espaces d'état de l'ordre du million de paramètres, ce qui rend la méthode encombrante du point de vue de l'espace mémoire et des temps de calcul requis, cruciaux pour des applications en prédiction opérationnelle.</ul><br /><p><br />Dans le cas général il n'existe pas encore de solution qui réponde à ces deux exigences, mais des approximations classiques issues du filtre de Kalman sont utilisées, soit par un développement limité (Extended Kalman Filter EKF) soit par une méthode de Monte Carlo (Ensemble Kalman Filter EnKF). Puisque le filtre de Kalman et ses extensions EKF et EnKF utilisent une estimation linéaire pour la correction des résultats du modèle, formellement équivalente à un krigeage à moyenne connue, des modifications inspirées de la géostatistique sont proposées pour tenir compte des biais et des non linéarités. <br /><p><br />Deux méthodes courantes en ADS océanographique, le filtre de Kalman RRSQRT (déduit de l'EKF par approximation en valeurs propres dominantes) et l'EnKF, sont comparées dans un cas fictif de modèle écologique 1-D d'une colonne d'eau. Le filtre de Kalman RRSQRT est ensuite appliqué à l'ADS de hauteurs d'eau de la lagune de l'Oder dans le modèle hydrodynamique TRIM3D. L'estimation est améliorée en utilisant seulement trois stations et les temps d'initialisation du modèle sont considérablement réduits. Enfin, l'EnKF est appliqué à l'assimilation conjointe de hauteurs d'eau (5 stations) et de données de salinité (2 stations) de la lagune de l'Oder dans TRIM3D. Les difficultés liées à l'application de l'ADS aux modèles d'advection-diffusion sont mises en évidence.

Dans l'espace montagnard européen, l'activité pastorale diminue inexorablement. La succession post-culturale modifie la structure et le fonctionnement de la végétation, dérivant tant dans son contenu que dans son expression, d'une utilisation traditionnelle. L'aménagement de ces territoires en constante mutation doit éviter de remettre en cause leur persistance taxonomique et écologique. L'objectif de ce travail consiste à relever ce défi à l'échelle d'un écocomplexe. Le bassin versant du Petit Buëch (Hautes-Alpes, 57 km²) haut lieu de l'endémisme français inscrit dans un site Natura 2000 a servi de base à la calibration et à la validation des modèles proposés. L'utilisation conjointe de la statistique et de la géomatique a offert des outils performants pour échantillonner, analyser et modéliser spatialement les espèces et les habitats de ce secteur. L'ensemble de ces travaux a permis, outre les aspects méthodologiques novateurs, de fournir des modèles prédictifs spatialisés d'espèce protégée, d'habitats naturels et de leurs richesses floristiques, validés pour la partie sud du massif du Dévoluy (Hautes-Alpes). Véritables outils d'aide à la décision, ces modèles permettent de gérer ces espaces naturels sensibles (17% de la flore française) dans un contexte de déprise pastorale constante.

Les hauts de falaises littorales atlantiques présentent des végétations originales de pelouses aérohalines et de landes littorales adaptées aux fortes contraintes écologiques. Depuis la fin de la seconde guerre mondiale, le développement de nouvelles activités anthropiques, dont le tourisme, a provoqué la dégradation de ces habitats à forte valeur patrimoniale. De nombreux projets de restauration ont été lancés depuis les années 1990, fondés majoritairement sur la recolonisation spontanée de la végétation par mise en défens des zones dégradées, et complétés ponctuellement par des méthodes plus actives de génie écologique. Ce travail apporte des connaissances scientifiques pour évaluer et améliorer ces opérations de restauration et constitue une contribution à la discipline de l'écologie de la restauration. L'analyse de données diachroniques de points-contacts disponibles à long terme sur plusieurs sites en cours de recolonisation démontre que la restauration fondée sur la succession de la végétation est une méthode efficace à court ou à moyen terme. Plusieurs trajectoires de restauration sont mises en évidence selon le niveau d'exposition ou de dégradation initiale. L'utilisation du modèle des matrices des transitions permet de décrire la succession de manière probabiliste et de mettre en évidence les potentialités de prédiction de la dynamique végétale, montrant la difficulté de réaliser des prévisions à partir des premières années de succession. Plusieurs facteurs abiotiques et biotiques sont étudiés afin de déterminer leur implication sur le fonctionnement des végétations et sur leur capacité de résilience. La complexité de la topographie, combinée à la fluctuation des directions du vent, apparaissent responsables de fortes variations locales des gradients de contraintes qui doivent être prises en compte lors des projets de restauration, avec un rôle prédominant du dépôt de sel sur la nature de la végétation potentielle. L'étude de l'évolution de la végétation, de la banque de graines et du sol, en fonction du niveau de dégradation, met en évidence des seuils de dégradation biotique et abiotique. Les dégradations importantes provoquent la disparition des espèces cibles de la banque de graines, remplacées par des espèces pionnières tolérantes aux perturbations qui colonisent rapidement le sol nu dès l'arrêt de la perturbation. Les caractéristiques intrinsèques des sols de pelouse aérohaline et de lande induisent différentes réponses des paramètres édaphiques à la dégradation, le taux de carbone organique et le taux d'humidité sont des indicateurs pertinents pour évaluer le niveau de dégradation des sols. Les méthodes de restauration active les plus efficaces agissent sur les filtres biotique et abiotique environnementaux modifiés par la perturbation anthropique. Les expériences réalisées sur les modalités les plus communément utilisées pour la restauration de ces végétations montrent que l'apport de litière est la méthode la plus performante, avec le géotextile et l'apport de produit de fauche. Ces méthodes montrent une efficacité moindre en situation exposée, confirmant l'effet limitant des contraintes sur la restauration de la végétation. Les résultats de ce travail apportent de nombreux éléments permettant de mieux cerner la structure et le fonctionnement de ces écosystèmes et fournissent un cadre scientifique pour l'amélioration des opérations de restauration écologique.

Le contrôle de l'érosion et la rétention de sédiments comptent parmi les services les plus importants rendus par la végétation, mais ces fonctions sont de moins en moins bien remplies dans de nombreux milieux. Dans les Alpes du Sud françaises, de vastes affleurements marneux sont soumis à une érosion hydrique intense qui provoque chaque année la perte de quantités considérables de sol et menace les biens et les personnes en aval des bassins versants. Face à la dégradation des milieux, de nombreuses opérations de restauration écologique sont menées afin de rétablir les fonctions des écosystèmes et d'assurer un contrôle durable de l'érosion. Depuis une dizaine d'années, le rôle des traits fonctionnels dans le fonctionnement des écosystèmes fait l'objet d'un questionnement important en écologie et motive de nombreuses recherches. Les traits fonctionnels déterminent à la fois la réponse des espèces végétales aux contraintes environnementales et leur effet sur les processus des écosystèmes. Ils permettent également la généralisation et la modélisation des résultats pour une plus grande valeur opérationnelle. Ce travail de thèse s'inscrit dans ce contexte. Il a pour objectif de mieux comprendre les relations entre les traits fonctionnels des plantes et, d'une part leur réponse aux contraintes érosives, d'autre part, leur effet de protection contre l'érosion. La résistance des espèces végétales au déracinement et à l'ensevelissement lors d'épisodes érosifs intenses ainsi que leurs fonctions de stabilisation des sols et de piégeage des sédiments ont ainsi été étudiées sur des espèces herbacées et ligneuses dans leurs premiers stades de développement. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence les traits fonctionnels principaux qui influencent la réponse et l'effet des espèces à/sur l'érosion. Ainsi, des traits décrivant la morphologie du système racinaire, tels que le pourcentage de racines fines, ont pu être reliés à la résistance au déracinement et à la fixation des sols, alors que la forme de croissance et des traits décrivant la morphologie aérienne sont apparus déterminants respectivement dans la résistance à l'ensevelissement sous des sédiments et leur piégeage. Ce travail contribue à approfondir les connaissances en écologie de la restauration appliquée aux milieux érodés de montagne et à améliorer les outils de gestion. En particulier, les résultats peuvent être utilisés pour le diagnostic de la vulnérabilité des milieux à l'érosion ou pour prévoir le succès des opérations de restauration.