Cette thèse a pour but d’étudier l’évolution morpho-structurale et magmatique des marges distales pauvres en magma ainsi que leur réactivation. Cette étude est focalisée sur les marges fossiles distales de la Téthys Alpine. L’étude de la réactivation de ces domaines (l’Err et la Platta, Suisse) montre que les chevauchements alpins réactivent principalement d’anciennes structures de rift. L’Err peut ainsi être restaurée et correspond à un ancien domaine de croute hyper-amincie caractérisé par un système de failles de détachement qui évolue en séquence et conduit à la rupture continentale et à l’exhumation du manteau. La Platta correspond à un domaine de manteau sous continental exhumé associé à une augmentation des additions magmatiques syn-tectoniques dans les parties distales. Ce domaine est interprété comme la relique d’une structure en dôme coiffée par une faille de détachement et recoupée par des failles normales favorisant la mise en place de magma et de fluides. L’approche utilisée a permis de mieux contraindre l’architecture d’une marge distale pauvre en magma et de discuter les processus de formation et de la réactivation des limites de plaque. / The aim of this study is to investigate the morpho-structural and magmatic evolution of magma-poor distal rifted margins, as well as their reactivation. This study is focused on the fossil distal margins of the Alpine Tethys. The study of the reactivation of these domains, (Err and Platta, Switzerland) shows that alpine thrusts principally reworked former rift structures. The Err nappe can be restored as a hyper-extended domain characterized by a system of detachment faults with a complex architecture evolving in-sequence and leads to the continental crust separation and the exhumation of mantle. The Platta nappe corresponds to a subcontinental exhumed mantle domain associated to an increase of syn-tectonic magmatic additions oceanwards. The distal domain is interpreted as the relic of a dome-shaped structure capped by a detachment fault and crosscut by latter normal faults facilitating the emplacement of basalts and fluid circulations. The approach developed in this thesis enabled a better understanding of one distal and ultra-distal magma-poor rifted margin, as well as to discuss processes related to the formation and reactivation of plate boundaries.

L’objectif principal de cette thèse a été d’établir une histoire précise des interactions sociétés-environnement durant le dernier millénaire dans deux zones de moyenne montagne, territoires particulièrement sensibles aux aléas naturels ainsi qu’aux évènements politiques, économiques et sociaux à travers un jeu de données multiples issues de différentes disciplines. L’étude de deux séquences sédimentaires lacustres de sites jurassien et alpin, grâce à l’outil palynologique - grains de pollen, spores et microfossiles non-polliniques -, particulièrement développé ici avec la haute-résolution, croisé avec l’étude des données historiques et archivistiques nous a permis, en plus de fournir un corpus complémentaire, de tester une approche comparative (données polliniques vs données cadastrales). Au lac de Remoray (Doubs, massif jurassien, 850 m d’altitude), l’étude a précisé le schéma du processus d’occupation de cette partie de la haute vallée du Doubs. Les données du haut Moyen Âge illustrent une fois de plus que l’idée qu’un désert forestier précédant l’arrivée des moines défricheurs est à nuancer. L’installation des communautés religieuses durant les XIème-XIIIème siècles, et l’influence des pouvoirs seigneuriaux sur cette zone stratégique, semblent toutefois l’étape clef dans la mise en place d’un peuplement durable. Les activités économiques se diversifient et prennent leur essor durant les siècles suivants bien que certaines périodes soient marquées de crises socio-politiques et traversées par les effets, plus ou moins ressentis, du Petit Âge Glaciaire. Il faudra attendre la transition XIXème-XXème siècle pour que les paysages sylvo-pastoraux que nous connaissons actuellement se mettent en place. Situé un peu plus au sud (Savoie, massif de la Chartreuse), notre second site d’étude trouve son origine dans ce qui donne à la montagne une autre identité : les risques naturels. Le site est le témoignage d’une zone dévastée en 1248 de notre ère par un immense glissement de terrain suite à la chute d’une partie du Mont Granier (1933 m d’altitude). Cet évènement, privant une partie de la vallée de cinq paroisses et d’un millier d’habitants, a engendré rapidement un nouveau territoire, aussi bien topographique, végétal que socio-économique. L’observation particulière des sédiments du lac Saint-André formé post-éboulement a offert l’occasion de suivre pas à pas cette reconquête végétale et humaine, appuyé par les approches géologiques, géographiques, archéologiques et historiques qui animent la recherche de façon récurrente. Les résultats obtenus témoignent d’une période de recolonisation végétale suivie d’une reconquête agro-pastorale relativement rapide, avec comme particularité la mise en place d’un territoire viticole. L’enregistrement sédimentaire particulier de ce lac a permis de suivre, en plus des indices d’une agriculture vivrière variée jusqu’au début du XXème siècle, le témoignage pollinique particulier de la vigne qui deviendra petit à petit une monoculture. / The main objective of this thesis was to establish a precise story of the interaction between societies and environment during the last millennium, in two zones of middle mountain area, which are particularly sensitive to the natural hazards as well as to the political, economic and social events, through a set of multiple data. The high-resolution study of two lacustrine sediment cores in two Jura and alpine sites, thanks to the palynological tool - pollen grains, spores and non-pollen palynomorphs - and the study of the historical and archival data allowed us, besides supplying a complementary corpus, to test a comparative approach (pollen vs cadastral data). At Lake Remoray (Doubs, Jura massif, 850 m asl.), the study specified the settlement process. The data of the Early Middle Ages, illustrate one more time that the idea that a forest desert preceding the arrival of the monks land-clearers is to be revised. The installation of religious communities during the XI-XIIIth centuries and the influence of the seigniorial powers in this strategic zone seem however the key stage in the implementation of a sustainable settlement. Economic activities diversify and take their development during the next centuries although certain periods are marked with sociopolitical crises and cross effects, more or less felt, of Little Ice Age. It will be necessary to wait for the XIX-XXth century transition to see the development of the recent silvo-pastoral landscape. Our second site of study finds its origin in what gives to the mountain another identity: the natural risks. The site is the testimony of a zone destroyed in 1248 AD by an immense landslide further to the fall of a part of the Mount Granier (Savoy, massif of the Chartreuse ; 1933 m asl.). This event, depriving the valley of five parishes and a thousand inhabitants quickly engendered a new territory, in terms of topographic, vegetal as well as socioeconomic aspect. The particular observation Lake Saint André lacustrine sequence, formed post-collapse, offered the opportunity to follow step by step this vegetal and human recovery, supported by the geological, geographical, archaeological and historic approaches which liven up the research in a recurring way. The results show of a period of vegetal recolonisation followed by a relatively fast agro-pastoral recovery with, as peculiarity, the implementation of a wine-making territory. The sedimentary recording of this lake allowed following, besides the indications of a varied food-producing farming till the beginning of the XXth century, the particular pollen testimony of the vineyard which will gradually become a monoculture.

Les interactions climat-environnement sont susceptibles d’être profondément modifiées du fait du changement climatique observé au cours des dernières décennies, et de celui prévu pour le moyen terme. Dans cette thèse, deux Zones Ateliers du CNRS (ZA Alpes et ZA Armorique), espaces spécifiques pour l’analyse des relations Hommes-Milieux, sont privilégiées pour une étude d’impact des variations climatiques sur certains facteurs de l’environnement végétal. L’objectif de cette thèse est de déterminer la variabilité spatio-temporelle du climat et de la phénologie afin de pouvoir tester la reproductibilité de l’influence du premier facteur sur le second, en caractérisant certains comportements soumis aux principales contraintes climatiques.L’analyse de séries stationelles et des réanalyses issues de Météo-France s’effectue par le biais de méthodes statistiques pour isoler les principales tendances, ruptures et modes de variabilité spatio-temporelle observés sur deux variables climatiques (température et cumuls pluviométriques) sur la période contemporaine (1959-2009). Cette dernière permet de mettre en avant une rupture thermique significative pour l’année 1987 avec une augmentation (plus marquée en Armorique) de l’ordre de 1°C. Les précipitations montrent une modification de leur mode de variabilité interannuelle, avec un allongement des alternances de périodes sèches et humides passant de 6-8 ans après les années1990, contre 2-4 ans avant. Leurs influences sur la végétation sont suivies grâce à l’étude de la phénologie saisonnière de la principale formation végétale naturelle présente dans les deux ZA, soit les espaces forestiers caduques.Des données bioclimatiques issues de l’Observatoire des Saisons ainsi que des traitements analytiques à partir de données issues de la télédétection satellitaire (SPOT-VGT et MODIS) permettent de mieux définir la variabilité spatio-temporelle de la phénologie forestière alpine et armoricaine. Un essai de modélisation statistique des liens climat-phénologie est ensuite proposé par le biais d’un modèle degré-jour, calibré et validé avec l’aide des données insitutionnelles et issues de la télédétection. Le forçage final est réalisé avec des données de prévisions climatiques obtenues parle modèle ALADIN sur une période temporelle proche (2021-2050), montrant une certaine modification des paramètres climatiques, comme une augmentation de la température d’environ 1°C et une diminution des précipitation de l’ordre de 100 mm en Armorique. Les résultats provenant de la modélisation statistique permettent d’observer une avancée des stades de feuillaison pour les deux zones d’études en fonction de conditions bioclimatiques potentielles attendues dans les deux espaces d’étude. Néanmoins, ces résultats soulèvent aussi la question des rétroactions dynamiques entre la végétation et le climat, analyses non abordées dans cette thèse. / Climate change occuring during last decade will deeply modify climate and environnemental interaction. Inthis PhD, two sites of European Lon-Term Ecosystem Research Network (French Alps and Britany), specializedin human/nature relationships and environnmental studies were selected for analyzing phenological impact withclimate change constraint. The aim of this work is to determine the spatio-temporal variability of climate andphenology over both sites and to predict the response of forestry phenology under climate change constraint.Meteorological spatio-temporal variability is explained from Météo-France time series analyses and also withclimate reanalysis on the 1959-2009 period. Temperature and precipitation appeared to be best climatologicalvariable to discrimine the impact on vegetation. Since 1987, a significant temperature increase of about 1°C appears(less in the Alps and more in Armorics). Precipitation temporal variability appeared to change near year 1990with a quasi-biennial periods before and with a 6-8 year period after 1990. Phenology is used to monitor naturalforestry dynamics and the feedback on climate on vegetation. Bioclimatics data from « Observatoire des Saisons »and determined from remote sensing data (SPOT-VGT and MODIS datasets) are used to follow spatio-temporalvariability of the phenology. Relationships between climate and phenology are determined by statistical modelisation(degree-day model). SAFRAN-France data and phenological remote sensing data are combined to calibrate and tovalidate of the model in present time. Climate forecast from ALADIN model are used to execute the model on afutur period (2021-2050) with an thermal increase condition of around 1°C and a diminution of precipitation inArmorics (100 mm). Degree-day model predict an advance of growth phase over both site according to climateforcing.

Les lieux de culte antiques constituent des observatoires privilégiés des évolutions que connaissent les communautés. Ils sont le lieu où s'établit de manière privilégiée la communication entre la communauté et ses dieux. Ils font souvent l'objet d'un investissement financier et symbolique important et contribuent à exprimer l'identité de la communauté qui s'y rassemble. Ce travail de thèse s'intéresse au rôle joué par les lieux de culte de la Transpadane occidentale et centrale, dans l'organisation du territoire des peuples puis des cités de la plaine padane et des vallées alpines. L'intégration de la région dans l'Italie romaine fut très progressive et fut l'objet de plusieurs expérimentations administratives. Après avoir été alliés à Rome par la signature de traités, les habitants de la région reçurent en 89 av. J-C. le droit latin et furent organisés sous forme de colonies. Puis, en 49 av. J-C., Je droit romain leur fut concédé. Sous Auguste, les vallées alpines conquises furent rattachées à l'Italie selon le régime de l'« adtributio ». Ces changements de statut modifièrent en profondeur l'organisation politique et territoriale des peuples intégrés. En s'appuyant sur un recensement des lieux de culte connus par la documentation littéraire, épigraphique et archéologique, ce travail cherche d'une part à expliquer leurs évolutions - leur mise en place, leur abandon et leurs transformations - dans le contexte de la conquête et de la mise en place du cadre administratif romain, et d'autre part à montrer comment, à travers une telle étude, on peut écrire l'histoire des territoires et des communautés de la plaine du Pô et des vallées alpines. / The study of ancient cult places affords remarkable insights into the evolutions that shape the communities using and managing them. Since these are the places where the community and its gods communicate and since that function distinguishes cult places from other parts of the territory, they often are the objects of important investments, both financial and symbolic. They, in turn, become an expression of the identity of the community that gathers there. Cult places are distinct from other space-structuring elements because they manifest, within a certain region, the presence of a given group and help to define this group's territory. This dissertation studies the role of Cisalpine cult places - of Western and Central Transpadana to be exact- in the territorial organization of the peoples then cities, of the plain of Padania and the alpine valleys. The chosen period begins with the start of the Roman domination in the region, at the beginning of the 2nd century B.C., and ends in the 3rd century A.D., when the epigraphic evidences become scarce. The length of this period answers the need for a dyachronic study of the relationships between territory and cult places. The integration of the region in Roman Italy was indeed a slow one and was marked by several administrative experiments. The region's inhabitants first signed treaties of alliance with Rome. They received Latin Rights in 89 B.C. and were reorganized into colonies, before receiving Roman Rights, in 49 B.C.. The alpine valleys were conquered under Augustus and incorporated within Italy as adtributi. These changes in status implied a deep political and territorial reorganisation for the locals. Based on an inventory and study of the cult places known from literary, epigraphic and archaeological evidences, this dissertation aims, on the one hand, to explain their evolution - creation, abandon and transformations- within the context of the Roman conquest and imposition of the Roman administrative structure, and, on the other hand, to show how, through such a study, one can write the story of the territories and communities of Padania and the alpine valleys.

La réduction du volume des glaciers et la fusion printanière plus précoce de la neige causée par le réchauffement climatique provoquent des variations du cycle hydrologique à la fois pour les têtes de bassin versant, mais aussi pour les zones situées plus à l’aval. Afin de prédire correctement l’amplitude des changements possibles futurs et d’envisager une gestion adaptée, une bonne connaissance de l’interaction entre les glaciers, le climat et les écoulements hydriques est nécessaire. L’objectif de cette étude est d’évaluer l’effet de la variabilité climatique sur le fonctionnement hydro-glaciologique et ses conséquences sur la disponibilité de l’eau du bassin versant de l’Arve (Alpes françaises) depuis 1960. Ce bassin s’étend sur une surface de 1958 km2 et est composé de cinq bassins versants emboités (Arveyron d’Argentière, Arveyron de la Mer de Glace, Arve au Pont des Favrands, à Sallanches and au Bout du Monde), tous influencés par la fusion glaciaire et nivale mais dans différentes proportions étant donnée la large gamme d’extension de couverture glaciaire s’étalant de 5 á 53%. Ce travail est basé sur des longs jeux de données glaciologiques, météorologiques, hydrologiques et de couverture de neige qui sont issues soit de mesures ponctuelles dans l’espace soit de données obtenues par télédétection.L’analyse des tendances a été réalisée sur des données hydrologiques et météorologiques des cinq bassins versants emboités. Pour cela, le cycle saisonnier du débit est ajusté en utilisant une fonction mathématique de type “modèle à pic asymétrique”. Les changements observés des débits ont été reliés aux variables météorologiques ainsi que à l’évolution de la couverture glaciaire. Les résultats indiquent un comportement contrasté entre les bassins versants selon les taux d’englacements, avec une tendance croissante des valeurs de débit dans les bassins versants fortement englacés (couverture de glacier >30%) et une décroissante pour les moins englacés. La sensibilité du cycle hydrologique au changement climatique futur a été évaluée. Pour le milieu du 21e siècle, on prévoit que le volume annuel écoulé serait réduit de 16% pour l’Arveyron d’Argentière et de 31% pour l’Arveyron de la Mer de Glace. Pour la période estivale, la quantification détaillée de chaque terme de l’équation du bilan hydrologique, ainsi que leurs incertitudes, sur les bassins versants de l’Arveyron d’Argentière et de l’Arveyron de la Mer de Glace-Leschaux a permis de souligner l’importance des transferts d’eau souterraine pour représenter et prédire le comportement hydro-glaciologique d’un bassin versant donné. Deux model d’écoulement distribués de type degré-jour couples à un modèle de routage hydrologique à réservoir linéaire ont était utilisé sur le bassin versant de l’Arveyron d’Argentière sur la période 1960–2009. La calibration est effectuée autant sur la base des données de débit qu’avec une approche multicritère avec les données de débit, de couverture neigeuse et du bilan de masse annuel, à pas de temps journalier. Les résultats montrent l’aptitude d’utiliser un modèle classique degré-jour pour simuler le comportement hydro-glaciologique et la production d’eau sous-glaciaire d’un bassin versant fortement glaciaire. Pour la période 1960–2004, une valeur de Kling Gupta Efficiency de 0.85 entre le débit simulé et observe à était obtenu. La calibration multicritère semble réduire les incertitudes des simulations. / Glacier recession and the anticipation of spring snow melt driven by a warming climate could lead to changes in the hydrological cycle affecting not only the headwater catchments but also the areas downstream. In order to correctly predict the magnitude of future possible changes and to consider appropriate strategies of water management, a good understanding of the interaction between glaciers, climate and hydrology is needed. The aim of this study is to assess the effect of climate variability on the hydro-glaciological behaviour and its consequence on water availability in the Arve River catchment (French Alps) since 1960. It covers 1958 km2 and is composed by five nested catchments (Arveyron d’Argentière, Arveyron de la Mer de Glace, Arve at Pont des Favrands, Arve at Sallanches and Arve at Bout du Monde), all influenced by glacier and snow melt but characterized by various percentages of glacier cover ranging from 5 to 53%. This research is based on a long dataset of in situ or remote sensing glaciological, meteorological, hydrological and snow cover area data.Trend analyses are performed on the hydrological and meteorological data at all the considered sites. The seasonal cycle of each catchment is fitted using a mathematical function, namely the asymmetric peak model, and changes in the discharge are related to observed changes in the meteorological variables and the glaciers’ evolution. Results point out a contrasting behaviour among the catchments characterized by different glacier covers, showing an increasing trend on the discharge values in highly glacierized catchments (with a glacier cover >30%) and a decrease in the low glacierized ones. The sensitivity of the seasonal cycle to the future climate is evaluated. In the mid-21st century the annual runoff would be reduced by 16% for Arveyron d’Argentière and 31% for Arveyron de la Mer de Glace. Over the summer season, a detailed quantification of each term of the hydrological balance equation, as well as their uncertainties, on the Argentière and Mer de Glace-Leschaux drainage basins allows to underline the importance of considering the groundwater transfers to represent and predict the hydro-glaciological behaviour of a considered catchment. Two different distributed temperature index melt models coupled with a linear reservoir discharge model are used on the Arveron d’Argentière catchment over the 1960–2009 period. The calibration is carried out against discharge only and with a multi- criteria approach considering the discharge, the snow cover area and the glacier-wide annual mass balance values at daily time step. Results demonstrate the suitability of the use of a classical degree day model in simulating the hydro-glaciological behaviour and the subglacial water production of a highly glacierized catchment. A KGE of 0.85 is obtained between the observed and simulate discharge values over the 1960–2004 period. The use of a multi-criteria approach seems to reduce the simulation uncertainties.

Dans le Sud-Est de la France, le département des Alpes-Maritimes, singulier du fait de son relief contrasté, est soumis au jeu des brises et inversions thermiques nocturnes. L'agglomération littorale contribue aux émissions de particules qui sont un des polluants les plus nocifs pour la santé humaine. La pollution de l'air n'est évidemment pas répartie de manière homogène dans le temps et dans l'espace. Les topoclimats sont un protagoniste de la pollution de l'air au sein de cet espace littoral montagneux. La problématique centrale de cette thèse consiste donc à comprendre pourquoi et comment les topoclimats influencent la variabilité spatio-temporelle des concentrations de particules dans le sud-ouest du département, tout en considérant qu'ils ne sont pas seuls à expliquer les concentrations. Afin de répondre à cette question, plusieurs objectifs privilégiant les mesures de terrain, et la modélisation ont été fixés :- exploiter des données de concentrations de particules et de variables météorologiques acquises à l'aide de plusieurs appareils de mesures, de manière fixe et itinérante, en plusieurs endroits et à différentes échelles spatio-temporelles ;- caractériser les écoulements d'air à faible altitude à l'aide de ballons équilibrés (dits CLB) et les mettre en relation avec les niveaux de PM10 mesurés ; - caractériser chimiquement les PM10 pour évaluer la contribution des principales sources d'émissions ;- tester la capacité d'un logiciel de dispersion atmosphérique à simuler en relief contrasté les effets des topoclimats sur la variabilité spatio-temporelle des PM10.L'influence des topoclimats sur la pollution de l'air particulaire a été établie.

En ingénierie des risques torrentiels, les praticiens sont actuellement confrontés à un problème de gestion lié à la méconnaissance des volumes sédimentaires mobilisés par les crues. Généralement, les études cherchant à estimer ces volumes sédimentaires portent soit sur la production détritique des versants, soit sur la fourniture sédimentaire uniquement en sortie de bassin versant, mais rarement sur l'évaluation des stockages-déstockages le long du talweg ; elles ne fournissent donc pas de méthode (pluriel discutable) d'estimation des volumes sédimentaires satisfaisante. C'est pour répondre à ce questionnement des gestionnaires qu'est née cette recherche appliquée en géomorphologie torrentielle, basée sur la compréhension des processus de recharge et de transit sédimentaires au sein du chenal.<br />L'approche «globale» présentée ici peut être un complément aux travaux plus fréquents concernant la rhéologie et le comportement mécanique des matériaux, étudiés à une échelle plus fine, ainsi qu'aux études détaillées de certains processus géomorphologiques. Pour mener à bien ce travail, de nombreux outils ont été utilisés : photogrammétrie, observations de terrain et mesures topographiques, cartographie sur SIG et Modélisation Numérique de Terrain, géophysique, relevés pluviographiques et traitements statistiques, recueil d'archives. L'étude approfondie du bassin versant du Manival (Isère, Alpes-du-Nord) a permis de mieux comprendre le fonctionnement des processus sédimentaires et de mettre au point une méthode d'estimation des volumes en jeu. Cette méthode, qui permet de prédire le volume maximal d'une lave torrentielle majeure à venir (PREVENT), est basée sur une approche systémique et sur un concept du fonctionnement torrentiel privilégiant la dynamique sédimentaire du système.<br />La méthode de PREVENT a été par la suite appliquée à deux autres bassins versants isérois du même type, le Merdarêt et les Arches. L'étude diachronique des volumes sédimentaires de ces torrents montre que les résultats de la méthode proposée ont une cohérence satisfaisante. Cette thèse contribue à améliorer la connaissance scientifique des processus torrentiels, et par là même, apporte des outils théoriques et méthodologiques dans le domaine de l'ingénierie des risques naturels.

Les Massifs cristallins externes (M.C.E) des Alpes occidentales sont des témoins de l' orogène hercynien s.1., repris dans la chaine alpine. Leur place et \ leur signification dans le cadre varisque sont mal cernées. Cette méconnaissance résulte essentiellement de la rareté des données pétrologiques, géochimiques et géochronologiques disponibles. L'étude concerne la chaîne de Belledonne et plus spécialement son extré mité méridionale. Ce secteur Sud-Ouest présente en effet une lithologie et une structuration atypiques par rapport à celles du secteur Nord-Est dont les caractères sont proches . de ceux de l'ensemble des M.C.E . L'analyse peut être schématisée par les étapes suivantes: - Le domaine méridional (basse vallée de la Romanche) est constitué par un empilement de formations différant par leur âge et par leur histoire tectonométamorphique. Des datations soulignent (i) la juxtaposition de terrains cambro-ordoviciens et dévono-carbonifères et(ii) l'âge carbonifère inférieur de la tectogenèse . Deux formations d'origine ignée permettent de caractériser le paléomagnétisme paléozoïque et d'en préciser le site originel: * A la limite Cambro-Ordovicien, une distension crustale conduit à l'ouverture d'un bassin marginal (complexe ophiolitique de Séchilienne-Chamrousse). L'extension crustale est balisée par l'évolution géochimique des métabasites. Ce site originel particulier induit divers processus pétrogénétiques qui se traduisent par la dive rsité des produits basiques et acides. Les déformations et les recristallisations a ppartiennent à deux stades, intra-océanique et orogénique. Une évolution polycyclique est de ce fait écartée. * Au Dévonien, une seconde période d'amincissement crustal conduit à la genèse des formations de Rioupéroux et de Livet. Elle se matérialise par un magmatisme de nature bimodale puis - trondhjémitique. La pétrogenèse est complexe et implique des sources mantelliques et crustales ainsi que des phénomènes de contamination et de mélanges. 2 - Dans l'ensemble de la chaîne de Belledone, une comparaison des domaines Nord-Est et Sud-Ouest montre que le domaine septentrional représente un fragment lithosphérique à structuration plus ancienne siluro-dévonienne, et à caractères de zone profonde (métamorphisme de haute pression siluro-dévonien, anatexie dévonienne et granitisations carbonifères). Le dernier épisode métamorphique, carbonifère, y est rétromorphique et associé au fonctionnement d'une zone de décrochements majeurs, alors que le métamorphisme de même âge est prograde et contemporain de chevauchements dans le domaine méridional. La structure de la chaîne de Belledone est interprétée dans le cadre des serrages tardifs lors de la collision intracontinentale. On souligne la progression centrifuge des phénomènes tectoniques et métamorphiques et l'extension de la ceinture orogénique. 3 - Des corrélations sont proposées avec d'autres segments de la chaîne hercynienne ouest-européenne afin (i) de replacer les diverses pieces du "puzzle" de Belledonne' dans la zonation orogénique pré-carboni fère et (ii) de retrouver les secteurs présentant une évolution similaire au Dinantien.

La végétation herbacée est un bon indicateur des conditions environnementales. Pour cette raison, elle a souvent été utilisée pour mettre en évidence les changements environnementaux causés par les actions humaines, tels qu'eutrophisation, dépôts atmosphériques acides, changements de l'usage des sols ou de la pression d'herbivorie. Depuis peu, on s'intéresse aux effets des changements climatiques sur les écosystèmes en général, et sur la végétation en particulier. Le choix des zones d'étude s'est naturellement porté sur la montagne, car le gradient thermique induit par le relief (-0,56°C pour 100 mètres d'altitude) y est mille fois plus élevé qu'en plaine le long du gradient latitudinal. D'autre part, les zones de montagne sont soumises à une urbanisation et une pression agricole moindre qu'en plaine, limitant ainsi les obstacles à la migration des espèces. Ces deux arguments font des régions de montagne une zone privilégiée pour l'étude de la réponse migratoire précoce de la végétation aux changements climatiques. Jusqu'ici, les études effectuées se sont focalisées pour la plupart sur la limite supérieure des espèces, ou sur de petites zones géographiques, ou bien encore sur des zones où il est difficile de dissocier les effets du réchauffement de ceux des changements d'usage des sols, qui se produisent eux aussi à grande échelle. Une partie de cette thèse est consacrée aux milieux forestiers montagnards, dans lesquels l'effet du pastoralisme est réduit. D'autre part, une méthode basée sur la modélisation des changements de la réponse de la végétation au gradient d'altitude est développée, permettant le rééchantillonnage sur placettes non-permanentes, et ainsi d'étendre l'utilisation de données anciennes à des séries de relevés non géolocalisés. En s'appuyant sur cette méthode, deux caractéristiques de la végétation ont été analysées : la position de l'optimum d'espèces prises individuellement d'une part (données de l'Inventaire Forestier National dans les montagnes méditerranéennes du sud-est de la France), et les changements de la valeur indicatrice des communautés végétales d'autre part (vallée de la Maurienne, France). Par ailleurs, on a étudié les déplacements à long terme de la limite inférieure des espèces dans la vallée de la Bernina (Suisse), pour tester si la réponse des espèces en limite inférieure, peu étudiée jusque là, est identique à celle en limite supérieure de leur distribution. Enfin, on a étudié l'évolution de la flore d'une zone très localisée, mais par ailleurs protégée des migrations d'espèces par une large barrière physique constituée par deux glaciers (Nunatak Isla Persa, Bernina, Suisse) permettant de s'affranchir totalement des effets potentiels d'autres perturbations anthropiques concomitantes. Dans ces différentes études, les intervalles de temps entre chaque inventaire ou échantillonnage varient de 14 ans à un siècle. Chacun des cas étudiés montre une remontée des espèces en altitude : remontée moyenne de +12,6 m/décennie des optimums de 175 espèces forestières dans les montagnes méditerranéennes, communautés des forêts de Maurienne évoluant vers une végétation plus thermophile à une altitude donnée équivalent à une remontée moyenne de +29.6m/décennie, retrait de la limite inférieure des espèces en Bernina de +5,6 m/décennie, arrivée d'espèce d'étages inférieurs sur le nunatak Isla Persa. Mais d'autres phénomènes expliquant la réponse observée de la végétation sont clairement mis en cause dans cette étude : fermeture et maturation du couvert forestier relativement plus importante à basse altitude dans les montagnes méditerranéennes, eutrophisation importante de la végétation en vallée de la Maurienne probablement due à l'augmentation du trafic routier, probable fragmentation de l'habitat ou dispersion par les randonneurs en Bernina. Ces perturbations anthropiques directes jouent à des échelles de temps et d'espace comparables à l'effet anthropique indirect du changement climatique. Il est donc primordial de les prendre en compte dans les changements de végétation observés, avant de conclure à un effet du réchauffement climatique seul.

La détermination des modalités de transfert de l'eau dans un aquifère et la connaissance des volumes d'eau qu'il contient , fait l'objet de nombreuses études en hydrologie. Pour obtenir ces informations, l'hydrogéologue cherche à représenter le transfert de l'eau par une fonction simple qui lui permettrait de prévoir la réponse du milieu souterrain aux stimuli d'entrée , tels que les pluies ou les pollutions, de connaître le temps de séjour moyen de l'eau dans la matrice et par suite de calculer les volumes d'eau contenus dans celle-ci . Dans cette étude, il est proposé de considérer un aquifère comme une "boite noire" dont on ne connait que les fonctions d'entrée et de sortie , et de lui appliquer les méthodes de l'analyse-système qui se sont développées en électronique. A partir de deux hypothèses , vérifiées sur un modèle physique de laboratoire, il est montré qu'un aquifère dont l'entrée est représentée par la surface du bassin hydrologique , peut être assimilée à un système linéaire dont la réponse impulsionnelle est une fonction exponentielle unlque. L'argument de cette exponentielle définit le temps de séjour moyen de l'eau dans le système et le produit du débit moyen des écoulements par ce temps moyen permet de calculer le volume d'eau contenu dans l'aquifère. L'application de cette méthode sur un bassin hydrologique situé à St Genis, Hautes Alpes, s'est avérée satisfaisante . Elle permet de définir une réponse impulsionnelle constituée de deux fonctions exponentielles représentatives de deux systèmes qui composent l'aquifère du bassin et d'en calculer les volumes utiles . L'utilisation des données isotopiques du milieu, nécessairement pondérées par les débits, apparaît comme un supplément d'information indispensable à la bonne détermination de la réponse impulsionnelle et à l'estimation des réserves de l'aquifère.