Il convient de signaler que le trait d'union entre l'environnement et la Méditerranée consiste dans la recherche d'un système dynamique qui permet la préservation des richesses environnementales propres à la « région méditerranéenne ». En effet, quels politiques et régimes juridiques en matière d'environnement constatons-nous d'une part et proposons-nous d'autre part dans le bassin méditerranéen ?<br /><br />Afin de préserver l'environnement de la région, il convient d'examiner les dispositifs juridiques et les politiques générales en matière de protection de l'environnement dans les pays du pourtour méditerranéen. La thèse examine le droit de l'homme à l'environnement dans les textes internationaux et les jurisprudences d'une part et dans les constitutions, les législations et les politiques des pays concernés. Elle s'inscrit dans le cadre de recenser les problèmes environnementaux communs à la région méditerranéenne et dans la proposition d'une politique régionale promouvant l'environnement ainsi que sa protection, laquelle politique est le fondement du dispositif juridique environnemental approprié à la région méditerranéenne. <br /><br />Les solutions législatives adoptées pour freiner les dangers restent pourtant insuffisantes. Ainsi, une véritable solidarité inter-méditerranéenne fera alors son apparition. Les actions méditerranéennes face aux enjeux environnementaux sont tout d'abord techniques. Elles se ramènent à quatre axes fondamentaux : l'élaboration de moyens permettant de combler les lacunes du savoir, l'adoption et l'intégration des principes fondamentaux dans les politiques étatiques, la mise en place et l'introduction d'instruments de réglementation environnementale, la mise en œuvre efficace et orientée de la coopération méditerranéenne dans le domaine environnemental. D'autres actions stratégiques seront développées : elles se concrétisent par la fixation d'objectifs précis d'une part et d'actions prioritaires d'autre part.<br /><br />C'est au travers de cette concentration des forces et des efforts méditerranéens que l'on relèvera les prémices d'une certaine « science environnementale méditerranéenne». Elle se caractérise par trois traits fondamentaux : les instruments et outils, les technologies, et les responsabilités mais elle demeure toutefois une science assez fragile.

Les océans couvrant plus de 70 % de la surface de la Terre, les aérosols marins sont une des composantes les plus importantes en terme de concentration atmosphérique. De part leur large gamme de taille, ils interagissent à la fois dans les courtes et grandes longueurs d’onde et impactent ainsi le bilan radiatif à la surface et au sommet de l’atmosphère. Cependant, l’amplitude de cet impact climatique est encore soumise à de nombreuses incertitudes. Actuellement en modélisation, il existe très peu de cas d’études centrés sur les aérosols marins au niveau régional, la plupart étant réalisés au niveau global. Dans ce cadre et afin d’améliorer la connaissance des propriétés des aérosols marins et leurs effets radiatifs dans le bassin méditerranéen, le projet ChArMEx qui s’est déroulé pendant les étés 2013 et 2014, a permis la mise en place de plusieurs sites de mesures, notamment a Ersa (Cap Corse), ainsi que des observations aéroportées. Les observations réalisées à Ersa ont permis de repérer dans une première étude une période (22-26 juin) influencée majoritairement par les aérosols marins lors de l’été 2013 et de caractériser leurs propriétés physico-chimique, optiques et radiatives. De plus, l’impact de ces aérosols marins a pu être comparé à l’influence d’autres types d’aérosols présents dans le bassin méditerranéen (poussières désertiques, aérosols anthropiques et issus de feux de biomasse) également observés pendant la campagne de mesure. L’étude combinée de la composition chimique des aérosols marins et des rétro-trajectoires issues du modèle FLEXPART a permis également de mettre en évidence les multiples origines des aérosols marins, avec des émissions locales et des aérosols âgés associés à du transport longue distance. En se basant sur cette analyse, le modèle MesoNH a été utilisé pour étudier dans un premier temps les émissions, le transport et la concentration atmosphèrique des aérosols marins à l’échelle régionale, sur cette période d'étude. Pour cela, un nouveau schéma d’émission basé sur une paramétrisation récente (Ovadnevaite et al., 2014) a été implémenté dans le modèle. Celle-ci dépend, en plus de la vitesse du vent à la surface, de l’ etat de la mer (représenté par la hauteur des vagues, la température de surface de l’eau ainsi que la salinité). Une première simulation tri-dimensionnelle comprenant trois domaines imbriqués a donc été réalisée sur un domaine méditerranéen du 12 au 27 juin 2013. Les observations réalisées pendant la campagne de mesure ChArMEx-ADRIMED ont permis d’évaluer la capacité du modèle à simuler la concentration en masse et en nombre des aérosols marins ainsi que leur distribution granulométrique. Un deuxième cas d’étude, se déroulant pendant un cas de mistral/tramontane dans le golfe du Lion en juillet 2014, a également été simulé afin d’évaluer dans un second temps les effets radiatifs directs à la surface et au sommet de l’atmosphère (dans les courtes et grandes longueurs d’ondes). Cette simulation est supportée par des observations aéroportées réalisées dans le cadre de la campagne SAFMED+ ainsi que par des observations satellitaires et de télédétection (réseau AERONET). Ce travail indique également un forçage radiatif direct négatif des aérosols marins à la surface, qui est compensé, pour une très faible part, par le forçage radiatif positif exercé dans les grandes longueurs d’ondes. / As the oceans cover more than 70 % of the surface area of the Earth, marine aerosols compose one the most important aerosol types in term of atmospheric burden. As their size distribution comprises submicron and supermicron ranges, marine aerosol interacts with both shortwave and longwave radiation, leading to a radiative impact at the surface, within the atmosphere, and at the top of the atmosphere. However, the magnitude of its climatic impact is still subject to many uncertainties. Most model studies of marine aerosol emissions and their radiative impacts have focused on the global scale rather than the regional scale. In this context and in order to improve the knowledge of aerosol properties in the Mediterranean, and in particular, their impact on regional climate, the ChArMEx-ADRIMED field campaign took place in the Western Mediterranean Basin during the summer 2013. Several ground-based stations were operated throughout the Mediterranean Basin, including a station in Ersa (Corsica). During the ChArMEx-ADRIMED observation period, a major influence of marine aerosols was detected (22-26 June), allowing the characterization of their physical, chemical, optical and radiative properties. Moreover, the radiative impact of marine aerosols was compared to the influence of other types of aerosols usually present in the Mediterranean Basin (desert dust, anthropogenic and biomass burning aerosols) also observed during the field campaign. The combined study of the chemical composition of marine aerosols and backward trajectories using the FLEXPART model was used to characterize aging and origins of marine aerosols observed at the Ersa Station. For this work, the regional scale MesoNH model has been modified to study the radiative effect of marine aerosols on the Mediterranean Basin using a new marine aerosol emission scheme based on a recent parameterization (Ovadnevaite et al., 2014). This parameterization depends not only on the wind speed but also on the sea state (represented by wave height, sea surface temperature and the surface water salinity). A three-dimensional simulation including three nested domains was then conducted on a Mediterranean domain from 12 to 27 June 2013. The observations made during the ChArMEx-ADRIMED field campaign were used to evaluate this parameterization, via comparisons of the modeled and measured mass and number concentration of marine aerosols, as well as their size distribution. Another case study was conducted to assess the shortwave and longwave direct radiative effect, at the surface and top of the atmosphere, of marine aerosol during a period of strong winds (> 20 m s-1; Mistral) in the Golf of Lion (Western Mediterranean Basin). This simulation was conducted in conjunction with airborne observations (during the SAFMED+ field campaign), satellite and remote sensing (AERONET network) observations. Furthermore, this work indicate a negative direct radiative effect at the surface, only partly counterbalanced by a positive forcing in the longwave radiation.

L'objectif de cette thèse est de réaliser un bilan des aérosols atmosphériques sur le bassin méditerranéen et de caractériser la qualité de l'air de cette région en se focalisant sur des indicateurs d'exposition à long terme. Basés sur des simulations du modèle de chimie-transport MOCAGE, (MOdèle de Chimie Atmosphérique à Grande Échelle), les travaux portent dans un premier temps sur le développement d'un module permettant de prendre en compte les aérosols inorganiques secondaires. Ce module a été validé à différentes échelles et avec différents types de données. Le modèle MOCAGE a ensuite servi à simuler la composition chimique de l'atmosphère sur le bassin méditerranéen pour l'année 2013. Nous avons ainsi pu montrer que le bassin méditerranéen est une région exportatrice d'aérosols. Nous avons également étudié l'impact des émissions anthropiques maritimes et côtières sur le bilan des aérosols et la qualité de l'air dans la région méditerranéenne. / The objective of this thesis are to establish a budget of the atmospheric aerosols on the Mediterranean basin and to characterize air quality over this region based on long term exposition indicators. Based on simulations made with the chemical transport model MOCAGE (Modèle de Chimie Atmosphérique à Grande Échelle), the first part of this work is devoted to the development of a secondary inorganic aerosols module. This module was validated at different scales using a large variety of types of data. The MOCAGE model has then been used to simulate the chemical composition on the Mediterranean basin over the year 2013. We were able to show that the Mediterranean area is an export zone for aerosols. We also studied the impact of marine and coastal anthropogenic emissions on the aerosol budget and the air quality in the basin.

La région Méditerranéenne a été identifiée comme l'une des régions les plus vulnérables aux changements climatiques et anthropiques et constitue un des « hot-spots » mondiaux de crise de l'eau. Dans un tel contexte, les questions relatives à la gestion des ressources en eau se posent de manière accrue. Pour y faire face, des approches de modélisation intégrée associant l'évaluation de la disponibilité des ressources en eau et des demandes en eau sont proposées. Une chaîne méthodologique a été mise en place à l'échelle régionale, considérant des scénarios hydrologiques et d'usages de l'eau sous contraintes climatiques et incluant les objectifs de la Stratégie Méditerranéenne pour le Développement Durable en termes d'efficience hydraulique. Cette première approche permet d'évaluer la situation du stress hydrique en Méditerranée et son évolution à l'horizon 2050. Actuellement, le Sud et l'Est de la Méditerranée doivent faire face à un stress hydrique sévère, voire à une pénurie. D'ici 2050, les ressources en eau disponibles pourraient diminuer de l'ordre de 30 à 50 % tandis que les prélèvements devraient doubler. Le stress hydrique devrait ainsi augmenter sur l'ensemble du pourtour méditerranéen. Néanmoins, si les objectifs d'efficience sont atteints, les prélèvements en eau pourraient se stabiliser, voire même diminuer (10–40 %) dans certains bassins Nord méditerranéens. Le stress hydrique pourrait alors rester faible sur la rive Nord et être tempéré dans certains bassins de la rive Est. Une deuxième chaîne méthodologique a été développée à l'échelle du bassin de l'Ebre (Espagne) afin d'appréhender la satisfaction des demandes en eau environnementales, domestiques et agricoles. Le bassin a été divisé en 9 sous-bassins versants afin de considérer les différentes contraintes hydro-climatiques et l'influence des barrages principaux sur les régimes hydrologiques, auxquels ont été associés 11 sites de demande. Cette approche permet de définir les pressions actuelles sur le bassin et d'évaluer l'évolution de la capacité à satisfaire les demandes en eau sous contrainte de scénarios climatique, d'évolution démographique et d'expansion des surfaces irriguées à moyen terme. Actuellement, les demandes en eau sur le bassin versant de l'Ebre sont satisfaites. A l'horizon 2050, les écoulements printaniers et estivaux pourraient diminuer de 30 à 35 % en différents points du bassin. Les demandes en eau environnementales et domestiques devraient toujours être satisfaites, néanmoins, la capacité à satisfaire les besoins agricoles pourrait ne pas toujours être assurée au cours de la période estivale. Ces deux démarches établissent une confrontation entre l'offre et la demande en eau à différentes échelles et fournissent des indicateurs sur la capacité à satisfaire les demandes en eau sous contraintes climatiques et anthropiques. Elles constituent ainsi des approches originales pour évaluer la disponibilité actuelle et future des ressources en eau, identifier les régions où des tensions d'usages risquent de se produire et mieux orienter les stratégies d'adaptation. Dans un contexte de changements globaux, ce type d'exercice est fondamental pour soutenir les politiques de gestion de l'eau et encourage la co-construction de scénarios entre usagers, décisionnaires et scientifiques. / The Mediterranean basin has been identified as one of the world's most vulnerable regions to climatic and anthropogenic changes and constitutes a water crisis' hot spot. Under such context, questions on water resources management arise. Integrated methodologies taking into account evolution in water resources availability and water demands are thus generated. A first methodology accounting for the Mediterranean basin specific conditions is developed to assess the current and future water stress state of this region. The medium-term evolution of water stress is investigated using climatic scenarios and a water-use scenario based on efficiency improvements following the recommendations of the Mediterranean Strategy for Sustainable Development. Currently, the southern and eastern rims are experiencing high to severe water stress. By the 2050 horizon, a 30–50% decline in freshwater resources is simulated over most of the Mediterranean basin and total water withdrawals are projected to double. Water stress could hence increase over the whole Mediterranean basin. If progresses in efficiency are reached, total water withdrawals would stabilize over the Mediterranean basin and even make them decrease (10–40%) in many northern catchments. Water stress could thus be tempered in some eastern catchments and kept to low on the northern rim. A second integrated water resources modelling framework was developed over the Ebro catchment (Spain) in order to evaluate water allocation for the domestic and agricultural sector as well as for environmental purposes. The catchment was divided into 9 sub-catchments to which 11 demand sites were attributed, in order to take into account the different hydro-climatic regimes and the influence of dams on hydrological regimes. This method defines current pressures applied to water resources and evaluates the evolution of water allocation by the medium term under climatic and water-use scenarios considering population growth and irrigated areas expansion. Currently, water demands are satisfied over the Ebro catchment. In 2050, water resources are projected to decline by 30-35% during the spring and summer seasons. Environmental and domestic water demands should still be satisfied but agricultural water demands could have to face severe water shortages during the summer season. These two modeling frameworks establish a dialogue between water resources and water demands at different space scales and give indexes on the capacity to satisfy water demands under climatic and anthropogenic scenarios. These studies provide original approaches to evaluate water resources current and future availability, to identify the most vulnerable regions to water use conflicts and to better orientate adaptation strategies. In a context of climatic and anthropogenic changes, such frameworks are a first step to better sustain water management policies and to support the co-construction of scenarios between users, policy-makers and scientists.

L’Algérie est un cas d’école en matière d’ignorance en biodiversité. A ce jour, on ne dispose d'aucun inventaire complet pour aucun taxon ni aucun atlas à l’échelle du pays ! Pourtant, l’Algérie est d’une grande importance pour la biodiversité mondiale. La façade littorale de l’Algérie fait partie du hostpot de biodiversité mondial qui est le pourtour méditerranéen et compte plusieurs points rouges de biodiversité régionaux. Par ailleurs, la partie saharienne contient une diversité d’organismes endémiques adaptés aux fortes conditions de sécheresse. Les autorités algériennes déploient un projet ambitieux pour la conservation en fixant 50 % de la surface du pays comme objectif pour les aires protégées ! Mais, l’emplacement de ces aires protégées et leur gestion n’obéit pas à des critères basés sur une bonne connaissance de la diversité, mais sont plutôt panifiés à dire d’expert. L’objectif général de cette thèse c’est l’étude de la distribution de l’ignorance en biodiversité en Algérie en se concentrant sur les « Linnean, Wallacean et Darwinian Shortfalls » et de contribuer à les réduire. J’ai consacré un chapitre qui a pour but de réduire le Linnean Shortfall en proposant 1) une première checklist des reptiles et amphibiens d’Algérie qui est le fruit d’un examen précis des publications scientifiques sur ces taxons en Afrique du Nord. 2) une première pré-évaluation des statuts de conservations des reptiles et amphibiens d’Algérie pour la production de la première liste rouge nationale. La deuxième partie de ce manuscrit traite la question de l’ignorance de la distribution géographique des espèces. Le but de cette partie est de cartographier l’ignorance qui est la différence entre la diversité la richesse spécifique attendue et la richesse spécifique observée. La richesse spécifique attendue a été modélisée avec deux approches : 1 l’utilisation des modèles de niches avec la méthode de maximum d’entropie (MaxEnt) pour prédire les habitats favorables pour chaque espèce puis additionner les différentes couches binaires de présence des espèces pour calculer la richesse spécifique. 2) l’addition des couches des aires d’occurrences des espèces construite par la méthode du minimum convex polygon pour produire la carte de distribution de la richesse spécifique. Les deux approches ont montré la même tendance à l’échelle nationale, c’est-à-dire la concentration des zones les plus riches sur le long de l’Atlas Saharien et des hauts plateaux qui sont la zone de transition entre le Sahara et la partie méditerranéenne de l’Algérie. L’opposition de la partie saharienne globalement pauvre en espèce et la moitié nord plus riche. En fin, les massifs sahariens du Hoggar et Tassili forment une zone très distincte avec une richesse nettement supérieure par rapport au reste du Sahara. Pour ce qui est des lacunes, dans la Partie nord, la Kabylie, le parc national d’El Kala et la région d’Oran sont assez bien prospectées. Dans le Sahara, seuls quelques points sont assez bien prospectés comme Biskra, Béchar et quelques zones du Hoggar et Tassili. En fin, la troisième partie porte sur la distribution des lignées génétiques dans le Maghreb. Les objectif de cette partie est localiser les zones de sutures entre les lignées génétiques divergentes des populations de l’est et de l’ouest du Maghreb et d’essayer de comprendre les mécanismes qui ont conduit à ce patron de diversité génétique. Pour répondre à ces questions, j’ai effectué une phylogéographie comparées sur 11 espèces de reptiles et amphibiens à distribution continue et large dans le Maghreb. Deux zones de sutures ont été identifiées : une zone à la frontière de l’Algérie et du Maroc, l’autre EN Kabylie à l’ouest de la vallée de la Soummam. Les divergences entre les clades est et les clades ouest ont eu lieu entre la période pré-messinienne jusqu’au à la limite plio-pleistocène et se seraient maintenues dans des refuges climatiques à l’est et à l’ouest du Maghreb. / Algeria is a case study of biodiversity ignorance. To date, there are neither complete inventories for any taxa nor atlas across the country! Yet, Algeria is of great importance for global biodiversity. The coastal area of Algeria is part of the global biodiversity hostpot which is the Mediterranean perimeter and has several regional red spots of biodiversity. Moreover, the Saharan part encompasses a diversity of endemic organisms adapted to the strong conditions of drought. The Algerian authorities are deploying an ambitious project for conservation aiming to reach 50% of the country's surface as protected areas! However, the location of these protected areas and their management don’t obey to a scientific evidence based, but are rather based on experts opinion. The main aim of this thesis is the study of the biodiversity ignorance distribution in Algeria by focusing on the "Linnean, Wallacean, and Darwinian Shortfalls" and to contribute to reduce them. The first chapter aims at reducing the Linnean Shortfall by proposing 1) a first checklist of reptiles and amphibians of Algeria which is the result of an accurate review of scientific publications on these taxa in North Africa. 2) a first pre-assessment of the conservation status of reptiles and amphibians of Algeria for the production of the first national red list. The second part of this manuscript deals with the ignorance of the geographical distribution of species. The purpose of this part is to map the ignorance which is defined as the difference between the expected specific richness diversity and the observed specific richness. The predicted species richness was modelled with two approaches: 1 ecological niche modeling with the maximum entropy method (MaxEnt) to predict the suitable habitats for each species and then add the different binary layers of species presence to calculate the specific richness. 2) Minimum convex polygon method was used to create range maps of each species and were auditioned to obtain predicted species richness. Both approaches have shown the same trend at a national scale: the concentration of the richest areas along the Saharan Atlas and the high plateaux which are the transition zone between the Sahara and the the Mediterranean part of Algeria. The opposition of the Saharan with a low species richness and the northern part with a higher species richness. Finally, the Saharan massifs of the Hoggar and Tassili form a very distinct zone with a much greater wealth compared to the rest of the Sahara. In terms of gaps, in the northern part, Kabylie, El Kala National Park and the Oran region are fairly well surveyed. In the Sahara, only a few points are clearly well prospected as Biskra, Bechar and some areas of the Hoggar and Tassili. The third part deals with the distribution of genetic llineages in the Maghreb. The aim of this section is to locate the phylogeographic breaks between the divergent eastern and western populations of the Maghreb and to try to understand the mechanisms that led to this pattern of genetic diversity. To answer these questions, I carried out a comparative phylogeography on 11 species of reptiles and amphibians with continuous and wide distribution in the Maghreb. Two suture zones have been identified: one zone on the border of Algeria and Morocco, the other in Kabylia west of the Soummam valley. The divergences between the eastern clades and the western clades occurred between the pre-Messinian periods up to the plio-pleistocene boundary and were maintained in climatic refugia in the east and west of the Maghreb.

Cette thèse porte sur la mesure du protoxyde d'azote (N2O) à partir de capteurs spatiaux. Dans un premier temps, nous avons étudié les processus d'émissions et de transport de N2O depuis l'Asie jusqu'au bassin méditerranéen. Pour cette étude, nous avons utilisé des sorties du modèle de chimie-transport LMDz-Or-INCA ansi que des profils de N2O estimés à partir d'observations du capteur spatial TANSO-FTS (Thermal And Near infrared Sensor for carbon Observation Fourier Transform Spectrometer) de la plateforme GOSAT (Greenhouses gases Observing SATellite). Ensuite, nous avons mis en place un système de restitution des profils troposphériques de N2O à partir des mesures du capteur spatial infrarouge IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) des plateformes MetOp. Ce système a ensuite été validé en utilisant les mesures in-situ des campagnes aéroportées HIPPO (High performance Instrumented airborne platform for environmental research Pole-to-Pole Observations). Enfin, nous avons étudié l'apport théorique du capteur IASI-NG (IASI-New Generation) par rapport à IASI pour la mesure du N2O troposphérique. / This thesis focuses on the measurement of nitrous oxide (N2O) from space sensors. Firstly, we studied the transport and emission processes of N2O from Asia to the Mediterranean Basin (MB). For this study, we used N2O profiles over the period 2010-2013 retrieved from TANSO-FTS (Thermal And Near infrared Sensor for carbon Observation Fourier Transform Spectrometer) observations onboard the platform GOSAT (Greenhouses gases Observing SATellite) . We also used outputs of the chemistry-transport model LMDz-Or-INCA over the same period. Secondly, we built an algorithm to retrieve N2O profiles using observations from IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) onboard the MetOp platforms. This algorithm was validated by comparing the retrieved profiles with in-situ measurements from HIPPO (High performance Instrumented airborne platform for environmental research Pole-to-Pole Observations) airborne campaigns. Finally, we performed a theoretical intercomparison between IASI-NG (IASI-New Generation) and IASI concerning the tropospheric N2O measurements.

L’aérosol organique secondaire (AOS) est issu de processus d’oxydation des précurseurs gazeux, les composés organiques volatils (COV). Des lacunes persistent encore dans la connaissance des voies de formation et d’évolution de l’AOS et de sa composition chimique à l’échelle moléculaire. Ces différents aspects expliquent en partie la sous-estimation de sa concentration globale par les modèles. Pour apporter des éléments de réponse à ces problématiques, le bassin méditerranéen a été sélectionné comme région d’étude. Celui-ci est, en effet, caractérisé par une forte photochimie, notamment en été, et des sources de COV très intenses, à la fois biogéniques et anthropiques, réunissant ainsi les conditions favorables à la formation d’AOS dans l’atmosphère. Dans ce contexte, deux campagnes de mesures ont été réalisées dans le cadre des programmes Canopée et ChArMEx.Grâce au déploiement d’une méthode de prélèvement et d’analyse par TD-GC/MS, la caractérisation de la fraction organique a permis la détermination de plus d’une centaine de composés oxygénés de C2 à C18 en phases gazeuse et particulaire. La complémentarité des jeux de données obtenus avec des méthodes plus traditionnelles (PTR-MS, AMS) a permis d’apporter des éléments de réponse sur la réactivité des composés oxygénés vis-à-vis du radical OH, sur la composition de la matière organique sur deux sites aux caractéristiques contrastées et sur la propension de différents précurseurs biogéniques et anthropiques à former de l’AOS. La détermination des coefficients de partage théoriques et expérimentaux apportent également des éléments de réponse quant à la représentation de l’AOS dans les modèles / Secondary Organic Aerosol or « SOA » is formed in the atmosphere by oxidative process of volatile organic compounds (VOC). Gaps in knowledge of SOA formation and evolution pathways and of molecular characterization still exist. These aspects are an important source of uncertainties and can explain the underestimation of SOA budget calculated by models. In order to give new insights on these issues, the Mediterranean basin appears like an ideal area to study SOA. Actually, this region is characterized by high photochemistry, above all during summer season, and by intense VOC biogenic and anthropogenic emissions implying the formation of SOA in the atmosphere. In this context, two field campaigns have been performed in the frame of Canopée and ChArMEx projects.Thanks to a sampling and analyzing method by TD-GC/MS, the characterization of organic fraction enables one to determine more than one hundred compounds from C2 to C18 in gaseous and particulate phases. In combination with traditional datasets (PTR-MS, AMS), new insights were brought in reactivity of gaseous oxygenated compounds with OH radical, in chemical composition of organic material in particulate phase and about the contribution of various precursors to the capacity to form SOA. The determination of experimental and theoretical partitioning coefficients gives new information on SOA representation in models

La gestion participative intégrée a obtenu une reconnaissance internationale en Europe avec les approches de gestion intégrée des zones côtières (GIZC). Avec le protocole GIZC de la convention de Barcelone, le mouvement a dépassé les frontières de l'Europe pour inclure tout le bassin méditerranéen. Cette recherche soulève la question de l'application de modèles standardisés de gestion environnementale dans différents contextes géopolitiques et socioculturels. L'objectif global de cette étude est d'améliorer la mise en place et l'impact des projets de conservation par une meilleure compréhension de leurs dimensions sociales, culturelles et géographiques. Cette recherche propose une analyse de la complexité des perceptions socioculturelles et des dynamiques de gouvernances dans deux sites d'étude (la Camargue en France et le Delta du Gediz en Turquie). Quatre-vingt treize entretiens qualitatifs et quantitatifs ont été menés suivant une méthode d'échantillonnage raisonné. L'application possible de la gestion participative intégrée a été envisagée à travers l'optique des réseaux sociaux, des discours environnementaux, et des valeurs et perceptions environnementales en mobilisant les outils de la géo-gouvernance. En utilisant chacun de ces points de vue, nous avons démontré que la participation est considérée, pensée et appliquée de manière différente au sein de chaque site. Ces différences soutiennent l'hypothèse dominante de ce travail : les stratégies environnementales doivent être adaptées pour s'adapter à chaque contexte local. Nos résultats rappellent qu'il ne faut pas survoler les contextes locaux si l'on veut garantir l'efficacité des institutions. / Participatory integrated management gained international recognition in Europe with integrated coastal zone management (ICZM) approaches. The movement has spread beyond the European borders and includes the entire Mediterranean basin with the ICZM Protocol under the Barcelona Convention. This research raises the question on the application of standardized environmental management models in distinct geopolitical and socio-cultural contexts. The overall objective of this analysis is to improve the implementation and impact of conservation projects through an improved understanding of social, cultural and geographical dimensions. This research analyzes the complexity of socio-cultural perceptions and dynamics of environmental governance within and between sites (the Rhone delta, France and the Gediz delta, Turkey). Base lines were established for political and administrative contexts, ecological states and socio-cultural perspectives to analyze the similarities and differences. Ninety three qualitative and quantitative interviews were conducted using a purposive sampling methodology. The potential application of integrated participatory management was studied through the lenses of social networks, environmental discourses, and environmental values and perceptions with a geo-governance approach. Using each of these views, we demonstrated that participation is considered, sought and implemented in distinct ways in each site. These differences support the dominant theme of this work: environmental strategies must be adapted to suit site specific contexts. The results are a reminder that we should not overlook local contexts if we want to promote institutional effectiveness.

Les falaises sont les derniers écosystèmes vierges de la zone tempérée. Elles représentent un réservoir de biodiversité et un refuge pour de nombreuses espèces végétales et peuvent abriter des espèces longévives. Dans le bassin méditerranéen, la rareté des populations anciennes et naturelles et même celle d’arbres isolés qui atteignent des âges importants s’explique par l’existence d’une pression anthropique forte depuis environ 10 000 ans. Pourtant, dans les gorges de l’Ardèche (sud de la France), des populations de Juniperus phoenicea en falaise présentent toutes les classes d’âges y compris des individus millénaires. Les falaises abritent de façon régulière des vieux arbres qui peuvent être identifiés à l’aide de critères morphologiques visuels. Néanmoins, les parois rocheuses imposent aux arbres qui s’y développent des contraintes importantes liées à la verticalité et à la compacité du substrat. Le sol y est absent ou très réduit et cela entraîne un apport en eau et en nutriments qui peut également être limité. De plus, la verticalité du milieu entraîne de nombreuses chutes de pierres qui blessent ou tuent les arbres. Les genévriers de Phénicie qui colonisent ces milieux très contraignants, répondent à cette pression par un très faible taux de croissance, une mortalité partielle de l’appareil aérien et du cambium, des caractéristiques morphologiques foliaires adaptées à la sécheresse, une capacité à utiliser l’eau des brouillards et des petites pluies qui mouillent uniquement le feuillage et ils possèdent également des communautés de champignons mycorhiziens à arbuscules adaptées à ce milieu et ce tout en pouvant atteindre des longévités exceptionnelles. / The cliffs are the last virgin ecosystems of the temperate zone. They represent a reservoir of biodiversity and a refuge for many plant and animal species and can harbor long-lived species. In the Mediterranean basin, the scarcity of old and natural forest populations and even that of isolated trees reaching great ages is explained by the existence of a strong anthropogenic pressure for about 10 000 years. However, in the gorges of the Ardèche (southern France), populations of Juniperus phoenicea in cliffs present all age classes including millennial individuals. Beyond this, the cliffs regularly shelter old trees that can be identified using visual morphological criteria. Nevertheless, the rock walls impose important stresses on the trees which develop therein due to the verticality and the compactness of the substrate. The soil is absent or very reduced and this leads to a supply of water and nutrients which can also be limited. Moreover, the verticality of the environment causes many rockfalls that injure or kill the trees. Juniperus phoenicea which colonize these very restrictive habitat respond to the pressure of such a medium by a very low growth rate, a partial mortality of the aerial system and the cambium, the leaf morphological characteristics adapted to the drought, the ability to use water from mists and small rains that only wet the foliage, and they also have arbuscular mycorrhizal fungal community adapted to this environment, while at the same time achieving exceptional longevity.

Dans un contexte de changement climatique actuel et futur, se traduisantnotamment par un assèchement déjà observé en Méditerranée, cette thèse seconcentre sur l’étude de la variabilité contemporaine et future (1957-2100)des événements de très longs épisodes secs (eTLES) hivernaux (septembreavril)dans le bassin méditerranéen. Une méthodologie originale a été développéeau cours de cette thèse pour appréhender les eTLES comme desévénements climatiques singuliers, caractérisés par des critères de localisation,de durée et d’extension spatiale.Sur la période contemporaine (1957-2013), 76 eTLES ont été détectésdans le bassin méditerranéen. Ces événements sont répartis en 4 principalesconfigurations géographiques : Nord-Est, Ouest, Dispersés & Restreints etSud-Est. Les configurations de types Nord-Est et Ouest sont associées àdes blocages anticycloniques localisés à environ 1 000 km au nord-ouestdes secteurs principalement affectés par les eTLES, favorisant un ciel dégagéet l’absence de précipitations. Les configurations de types Dispersés& Restreints et Sud-Est sont particulières, car la première est caractériséecomme étant une classe résiduelle regroupant des eTLES à faible extensionspatiale répartis dans l’ensemble du bassin, la seconde est caractérisée pardes eTLES saisonniers qui s’insèrent dans la continuité de l’été sec observéà l’est du bassin méditerranéen.Les grands régimes de circulation atmosphérique du domaine Euro-Atlantique montrent un certain contrôle sur les eTLES. Ainsi, la phasepositive de l’oscillation nord-atlantique (NAO+) est le seul régime à êtreclairement favorable au développement d’eTLES sur la quasi-totalité du bassin.Le régime est-atlantique (EA) ne montre pas de contrôle sur les eTLES,atlantic ridge (AR) et la phase négative de l’Oscillation Nord-Atlantique(NAO-) sont deux régimes généralement défavorables aux eTLES. Cependant,des eTLES sont pourtant associés aux régimes AR, EA et NAO-. Pourcela, il faut que ces trois régimes de circulation soient associés à des pressionsatmosphériques légèrement plus élevées au nord-ouest des secteursimpactés par les eTLES, comparativement à leur climatologie respective.Les longues séquences des régimes AR, EA et NAO+, représentatives d’unecertaine stabilité atmosphérique durable dans le temps, sont préférentiellementassociées aux eTLES, contrairement aux courtes séquences de ces troisrégimes. À l’inverse, les longues séquences du régime NAO-, renforçant les basses pressions atmosphériques sur l’Europe et le bassin méditerranéen,sont peu associées aux eTLES.Bien que les deux modèles ALADIN52 et LMDZ4-NEMOMED8 affichentdes résultats différents à plusieurs niveaux, ils s’accordent tout demême à montrer que les eTLES devraient être de plus en plus longs d’icià l’horizon 2100, de façon encore plus marquée pour la trajectoire RCP8.5que RCP4.5. Une analyse multi-modèles comprenant 12 simulations CMIP5montre qu’en moyenne par saison, la pression réduite au niveau de la meraurait tendance à augmenter sur l’océan Atlantique, au large des côtes françaiseset sur le centre du bassin méditerranéen, de façon robuste pour latrajectoire RCP8.5. À l’inverse, la fréquence et la durée des séquences des 4régimes de circulation atmosphérique ne semblent pas être amenées à évoluerd’ici à l’horizon 2100.Une étude est enfin menée pour constater les impacts des eTLES surla production agricole en Espagne. Le nombre de jours d’eTLES impactedavantage les rendements d’orge, de blé et d’avoine (espèces d’hiver et cultivéesau travers d’une agriculture pluviale) que les simples ratios de jourssecs et les cumuls de pluie en Espagne. Une étude de cas réalisée sur deuxsaisons ayant reçu des cumuls de pluie comparables montre qu’en plus desrendements, un eTLES provoque une baisse significative de l’humidité dessols et du débit du fleuve Èbre. / In the context of climate change, as reflected by a dryer Mediterraneanbasin, this thesis focused on the study of the contemporary and future variability(1957-2100) of the wintertime (September to April) very long dryspells events (called VLDSe) in the Mediterranean basin. An original methodologywas developed in this thesis in order to define VLDSe as singularclimatic events, characterized by location, duration and spatial extent criteria.76 VLDSe were detected in the Mediterranean basin on the contemporaryperiod (1957-2013). These events are divided into 4 main geographicalpatterns: North-East, West, Scattered Localized and South-East. North-East and West configurations are associated with anticyclonic conditionslocated approximately 1 000 km northwestern to the areas affected by theVLDSe, favoring a clear sky and no precipitations. The Scattered Localizedand South-East configurations are special: the first one is characterized asa residual class grouping VLDSe with small spatial extent and distributedthroughout the entire basin, and the second one is characterized by seasonalVLDSe which are the continuation of the dry summer observed in the eastof the Mediterranean basin.Euro-Atlantic weather regimes have some control on the VLDSe. Thepositive phase of the north-atlantic oscillation regime (NAO+) is the onlyone that is clearly favorable to the development of VLDSe on almost the entirebasin. The east-atlantic regime (EA) does not show any control on theVLDSe, and the atlantic ridge (AR) and the negative phase of the northatlanticoscillation (NAO-) regimes are generally detrimental to VLDSe. However,some VLDSe can sometimes be associated with AR, EA and NAOregimes.This requires these three weather regimes to be associated withslightly higher atmospheric pressure northwest of the areas impacted bythe VLDSe, compared to their respective climatology. Long duration of theAR, EA and NAO+ regimes, which are coupled with sustained atmosphericstability, are preferentially associated with VLDSe, in contrast to the shortduration. Conversely, the long duration of the NAO- regime, reinforcingthe low atmospheric pressure on Europe and the Mediterranean basin, areweakly associated with VLDSe.Although the two climate models ALADIN52 and LMDZ4-NEMOMED8 differ in several respects, they agree in that VLDSe should be longer by 2100,especially in the RCP8.5 trajectory. A multi-model analysis with 12 CMIP5simulations shows that wintertime sea-level pressure tends to increase in theAtlantic Ocean, off the French coast and in the central the Mediterraneanbasin for the RCP8.5 trajectory. Conversely, the frequency and duration ofthe 4 weather regimes do not show significant trends until the end of the21st century.Finally, a study is carried out to assess the impact of VLDSe on agriculturalproduction in Spain. The number of VLDSe days has a larger impactson the yields of barley, wheat and oats (winter species and cultivatedthrough rainfed agriculture) than the simple ratio of dry days or seasonalrainfall amounts in Spain. A two-season case study, based on seasons withcomparable rainfall amounts, shows that in addition to yields, a VLDSecauses a significant decrease in soil moisture and in the Ebro River flow.