In the Tropical Andes of Peru and adjacent lowlands, human livelihoods are exposed to strong changes in hydroclimatic and socioeconomic patterns. On the one hand, climate change impacts are particularly visible by means of glacier retreat and growth of glacier lakes. With decreasing ice masses in highly glacierized catchments, river discharge probably diminishes and its streamflow variability increases. On the other hand, growing energy demand promotes extensions of hydropower plants and thus a major need to rely on a predictable minimum discharge during the whole year. Additionally, the expansion of irrigated agriculture and population growth exert new pressures in the catchments. The antagonistic situation of successively depleting water supply and growing water demand put at risk future water availability.This study analyzes the state of the art of water supply in the Santa (Ancash, La Libertad) and Vilcanota (Cusco) river catchments. The water balance in both catchments is embedded in the framework of Integrated Water Resources Management and the new Water Resources Law. Multiple water conflicts which prevail in Peru, make visible the need for a water resources governance with pathways towards more participative, secure and sustainable water management. Intertwined and complex hydroclimatic and socioeconomic processes with high uncertainty in the Andes of Peru could be tackled with Adaptive Water Management in the future. / En los Andes Tropicales del Perú y regiones adyacentes aguas abajo, la subsistencia humana está expuesta a fuertes cambios en los patrones hidroclimáticos y socioeconómicos. Por un lado, los impactos del cambio climático son particularmente visibles a través del retroceso glaciar y crecimiento de lagunas glaciares. Conforme se va reduciendo la masa de hielo en cuencas altamente glaciadas, el caudal de río probablemente decrecerá y su variabilidad aumentará. Por otro lado, la creciente demanda de energía promueve la extensión de centrales hidroeléctricas y por ende una mayor necesidad de contar con un caudal mínimo predecible durante todo el año. Además, la expansión de la agricultura de riego y el crecimiento poblacional generan nuevas presiones en las cuencas. La situación antagonista de una oferta de agua sucesivamente menor y demanda de agua creciente pone en riesgo la futura disponibilidad de agua.Este estudio analiza el estado del arte de la oferta y demanda de agua en las cuencas de los ríos Santa (Ancash, La Libertad) y Vilcanota (Cusco). Se contextualiza el balance hídrico en ambas cuencas en el marco de la Gestión Integrada de Recursos Hídricos y la nueva Ley de Recursos Hídricos. Múltiples conflictos por el agua que prevalecen en el Perú hacen visible la necesidad de una gobernanza de recursos hídricos con trayectorias hacia una gestión más participativa, segura y sostenible. Procesos hidroclimáticos y socioeconómicos entrelazados y complejos con alto grado de incertidumbre en los Andes del Perú, podrían abordarse mediante una Gestión Adaptativa del Agua en el futuro.

Dans les bassins versants montagneux englacés la biodiversité des rivières est fortement influencée par l'hétérogénéité physico-chimique des habitats due aux dynamiques spatio-temporelles des contributions des différentes sources d'eau: la fonte des neiges, de la glace et les eaux souterraines. Un des effets du réchauffement climatique est l'accélération de la fonte des glaciers entraînant la réduction de la contribution en eaux de fonte. Cette modification du régime des eaux va probablement affecter la biodiversité aquatique. Ainsi il est primordial d'identifier les effets de l'influence glaciaire sur les communautés aquatiques afin de pouvoir prévoir l'impact du retrait glaciaire sur la biodiversité aquatique. Dans cette étude nous avons examiné l'effet de l'influence glaciaire sur les macroinvertébrés aquatiques. L'étude a été menée dans 51 sites dans un bassin versant englacé dans les Andes équatoriennes (Antisana, Équateur) où les crues glaciaires ont lieu toute l'année dû au manque de saison. Nos principaux objectifs étaient de déterminer l'influence glaciaire à chaque site, caractériser l'impact de l'influence glaciaire sur les communautés de macroinvertébrés et anticiper la réponse des macroinvertébrés aquatiques face au retrait des glaciers. Pour répondre à ces objectifs, nous avons quantifié l'influence glaciaire à partir de différentes méthodes et testé son effet sur les macroinvertébrés à plusieurs échelles: du cours d'eau au bassin versant. Cette étude nous a permis de mieux comprendre les mécanismes dirigeant la distribution des macroinvertébrés et de déterminer le potentiel risque d'extinction d'espèces due la diminution de la contribution en eau glaciaire. / In mountainous glacierized catchments, stream biodiversity is strongly influenced by physicochemical habitat heterogeneity linked to the spatio-temporal dynamics of water source contributions from snowmelt, ice-melt and groundwater. One impact of climate change is the rapid shrinking of glaciers, resulting in a reduction in glacial meltwater contribution to river flow in glacierized catchments. These modifications in water regimes are expected to affect the aquatic biodiversity. Thus it is of critical importance to understand the effect of glacial influence on aquatic communities in glacierized catchments to be able to predict the impact of glacier retreat on the aquatic biodiversity. In this study, we investigated the effects of the glacial influence on aquatic macroinvertebrates. The study was conducted in 51 stream sites in a glacierized catchment in the equatorial Andes (Antisana, Ecuador), where glacial floods occur all year round due to the lack of thermal seasonality. Our main objectives were to determine the glacial influence at each stream site; to characterize the impact of the glacial influence on the macroinvertebrate communities; and to anticipate the aquatic macroinvertebrates response to glacier retreat. In order to meet these objectives, we quantified the glacial influence using different methods and test its effects on macroinvertebrates at different scales from the stream reach to the entire catchment. These analyses allowed us to better understand the mechanisms governing macroinvertebrates distribution, and to determine the potential risk of species loss with the diminution of glacial meltwater contribution.

Dans un contexte de changement climatique, la connaissance des climats passés permet de mieux cerner<br />l'évolution future du climat. Les isotopes stables de l'eau constituent un excellent proxy paléo-climatique. Les<br />propriétés physiques des isotopes lourds de l'eau (H182 O; HDO) induisent des fractionnements isotopiques,<br />qui dépendent de la température et du taux de distillation. Sous réserve d'une inversion bien conditionnée du<br />signal isotopique, on peut reconstruire les variations passées du climat à partir d'archives isotopiques. Les carottes<br />de glace andines constituent un enregistrement unique de la variabilité du climat tropical. En revanche,<br />la complexité de la circulation atmosphérique rend plus ardue l'interprétation de leur signal isotopique.<br />En conséquence, nous avons développé au cours de cette thèse un module traitant du fractionnement<br />des isotopes stables de l'eau au sein du modèle de circulation régionale REMO pour application au cas de<br />l'Amérique du Sud. Le manuscrit retrace les principales étapes de la thèse. Il s'agit de la mise en perspective<br />du travail de thèse dans la problématique du changement climatique ; la description du modèle de circulation<br />régionale REMOiso et de son module traitant des isotopes de l'eau ; la validation initiale de REMOiso sur<br />l'Europe ; l'étude des variations saisonnières des précipitations, de la circulation atmosphérique régionale et<br />du signal isotopique en Amérique du Sud ; de l'enregistrement par les isotopes stables de l'eau de la mousson<br />sud-américaine.