Cette thèse propose d'interroger les dynamiques communicationnelles à l’œuvre au sein des programmes et projets de recherche sur la biodiversité selon trois dimensions : relationnelle, organisationnelle et symbolique. La biodiversité est une question qui mobilise un nombre croissant de personnes, d’objets naturels, de réseaux à partir de dispositifs qui organisent les interfaces entre tous ces éléments. Mon approche s’inscrit dans un dialogue entre sciences de l’information et de la communication et études des sciences autour de trois notions : en quoi les projets et programmes recomposent-ils les collectifs autour de la biodiversité, quelles modalités organisationnelles ces dispositifs mettent-ils en œuvre et autour de quels standards ?Les programmes et projets de recherche deviennent des dispositifs fondamentaux du développement de la recherche sur la biodiversité en France par la convergence d’opportunités scientifiques, financières, rhétoriques et politiques. Deux terrains, le projet Inbioprocess (ANR-IFB-2006) et le programme « Agriculture, Biodiversité et Action publique » (DIVA2-Ministère de l’Ecologie-2006) ont été particulièrement étudiés. Pour cela, les méthodes d'observation participante, d'entretiens, d'animation de réunion et d'analyses sémiotiques ont été combinées. L’analyse de la dimension relationnelle des dispositifs permet de décrire l’ensemble des interactions et médiations dans lesquelles je suis impliquée. Ces contrastes ressentis entre les deux terrains sont confirmés au niveau organisationnel par la singularité du travail d’articulation et de médiation en jeu. Cependant, ces deux dispositifs mobilisent des standards communicationnels dont la fonction symbolique est de donner un espace au dialogue science et société. Ces dispositifs en tant que lieux de constitution de collectifs et de publics sont marqués par des tensions entre différentes modalités de communication et d’articulation des échelles. / This thesis investigates the communicational dynamics at work within research project and program about biodiversity. It focuses on three dimensions: relational, organizational and symbolic. The issue of biodiversity gathers a growing number of persons, objects, and networks through devices that organize their interfaces. My research benefits from the interplay of sciences of information and communication on the one hand, and sciences studies on the other hand, based on three notions: how projects and programs reshape the collectives around biodiversity; which organizational forms arise from those devices and around which “standards"? Research programmes and projects have become fundamental devices for the development of French research on biodiversity through the convergence of scientific, financial, rhetorical and political opportunities. Two case studies were analyzed : the project Inbioprocess (ANR-IFB-2008) and the program “Agriculture, Biodiversity and Public Action” (DIVA2-Ministère de l’Ecologie-2006) based on data collected through participant observation, interviews, animation of meetings methods combined with semiotic analysis. The study of devices’ relational dimension allows to describe the interactions and mediations in which I was involved. The contrasts between the two cases are confirmed at the organizational level by the singularity of the work of articulation and mediation at play. However, the two devices borrow communicational standards whose symbolic function is to open a space enabling the dialogue between science and society to take place.As spaces where collectives and publics are constituted, those devices reveal tensions between different modalities of communication and between the articulation of different scales.

Des études récentes ont permis de constater qu'une part de plus en plus importante des sols agricoles présente des déficiences en micronutriments. Ces carences posent donc de graves problèmes en terme de productivité. Il existe de nombreuses études sur le rôle des micronutriments dans le métabolisme des plantes et des microorganismes. Cependant aucune étude basée sur une approche holistique visant à prendre en considération l'ensemble des trois composantes biologiques du sol (plante, faune, microorganismes) par rapport à l'apport de micronutriments n'a été entreprise à ce jour. L'objectif de cette étude était de préciser l'impact des micronutriments sur les trois composantes biologiques d'un sol en étudiant différents paramètres tels que la production de biomasse végétale, les communautés bactériennes et les aspects fonctionnels à travers l'analyse de l'activité des enzymes du sol.Une expérimentation menée en champ a été réalisée sur une culture de colza. Une comparaison entre blocs parcellaires traités et non traité a été réalisé en analysant le nombre et le poids de siliques ; la teneur en chlorophylle des feuilles, le poids et la densité des vers de terre, les activités enzymatiques, la structure des communautés microbiennes et l'activité microbienne globale. L'apport de micronutriments induit des changements de tous les paramètres biologiques étudiés en fonction du stade de développement de la plante. Parmi les enzymes étudiées (phosphatases alcaline et acide, beta-glucosidase, alpha-glucosidase, beta xylosidase), une augmentation significative de la phosphatase alcaline et de l'alpha-glucosidase a été mesurée mais seulement lorsque la plante est au stade de grenaison. A ce stade, on constate également une augmentation de l'activité microbienne totale ainsi qu'une plus forte densité de vers de terre dans les blocs parcellaires traités. De plus, l'apport de micronutriments affecte de manière significative les communautés de bactéries nitrifiantes mais ce phénomène ne s'observe qu'au stade de la floraison. L'ensemble des ces résultats suggère donc que les micronutriments agissent comme des catalyseurs de l'activité biologique des différents acteurs du sol (plante, microorganismes et macrofaune). Ils sont à l'origine d'une succession d'inter action complexes et modifient alors les processus biologiques qui s'opèrent dans le sol.Le deuxième objectif de cette étude était de comparer l'impact de micronutriments sur les communautés microbiennes en présence /absence de plantes ou de vers de terre. Une expérimentation conduite en microcosme a été entreprise. Compte- tenu que les paramètres physico –chimiques du sol influent la biodisponibilité des micronutriments, l'expérience a été réalisée avec trois types de sols (sols limoneux, argileux et sableux). Les résultats obtenus mettent en évidence que l'impacte des micronutriments sur les communautés bactériennes est subordonné à la présence et le type d'organismes (vers de terre/plante) ainsi qu'à la nature du sol.Finalement, les micronutriments ne doivent plus être perçus en terme de productivité à travers une simple relation avec la plante mais au contraire comme des agents agissant comme catalyseur de l'activité biologique des principaux acteurs du sol. Une telle vision holistique constitue les premières données pour établir les bases de l'agroécologie. / Numerous arable lands in the world have a low availability of micronutrients. This lack of micronutrients has a serious impact on crop production. To increase plant productivity more attention must be paid to micronutrients. A number of studies have focused on the effect of micronutrients on plant and bacterial metabolism. However, studies on the impact of these micronutrients, when all living organisms (plant, macrofauna and microorganism) present in a field are taken into account, are scarce..The aim of the present study was to investigate the effects of these micronutrients on the three soil components. Different parameters were chosen such as plant productivity, bacterial community, soil enzyme and fauna to determine the impact of micronutrients on these organisms.A field experimental approach consisted of micronutrient treatments during oilseed rape cultivation in the Aisne Department (France) was carried out. In comparison to control plots, the weight and number of siliques (seed pods), the chlorophyll content of leaves, the weight and density of earthworms, soil enzyme activities, bacterial communities and total microbial activity were analysed. The addition of micronutrients caused changes to all the biological parameters studied in relation to the plant growth stage. Among the enzymes tested (alkaline and acid phosphatase, beta-glucosidase, alpha-glucosidase, beta xylosidase), a significant increase in alkaline phosphatase and alpha-glucosidase was measured at the 3rd stage of oilseed rape development with the addition of micronutrients. At this stage of oilseed rape development, total microbial activity and the weight and density of earthworms were higher in plots under micronutrient treatment. On the other hand, micronutrients had a significant impact on the nitrifying bacterial community and the total bacterial community only at the 2nd stage of oilseed rape development. All these results suggest that micronutrients act as a catalyst by stimulating plants, soil fauna and microorganisms directly or indirectly. Thus micronutrients can modify biological processes in all living organisms through successive complex interactions.The second objective of this study was to compare the impact of micronutrients on bacterial communities in presence/absence of plants or earthworms. An in vitro experimental approach using microcosms has been conducted to study different parameters (bacterial community, soil enzyme activity, total microbial activity). Because characteristics of soil contents are important in determining the availability of micronutrients in soils the experiment was conducted on three type of soil: sandy; loamy and clay soil. Our results bring to light that the application of micronutrients affected the bacterial communities. However the nature and the importance of this impact varies according to the organisms presents (plant or earthworms) and the nature of the soil.The results of this study provide a scientific basis for fertilizing and utilizing soil, protecting microbial diversity, and accomplishing the sustainable development of agroecology.

Des outils d’évaluation pertinents sont nécessaires pour évaluer l’impact des pratiques agricoles sur les fonctions assurées par la biodiversité de l’échelle de la parcelle à l’échelle du territoire. L’objectif et l’innovation du présent travail a été d’explorer une nouvelle méthode de création d’un outil d’évaluation des fonctions de la biodiversité. Nous avons choisi comme méthode d’évaluation les indicateurs agri-environnementaux, qui permettent d’évaluer l’impact des pratiques agricoles sur les compartiments de l’environnement (eau, sol, air, faune et flore) et aident à la prise de décisions. Nous proposons donc une architecture générale d’un indicateur de biodiversité fonctionnelle et le détail d’un indicateur de fonction agronomique d’importance: la résistance aux stress biotiques. Au sein de cet indicateur se trouve un sous-indicateur : le « rôle des auxiliaires terrestre ». Les carabes seront utilisés comme auxiliaire modèle pour la construction de ce sous-indicateur. Deux méthodes de construction d’indicateurs sont comparées: une méthode à dire d’expert et une méthode par fouille de données, cette deuxième méthode représentant une innovation de la thèse. Les résultats de ces méthodes sont ensuite comparés à des mesures de terrain conduit sur le territoire de Vittel. Les mesures de terrain ont concerné le suivi des populations de carabes, et l’organisation du territoire agricole. Un traitement par un système d’information géographique a permis la validation des indicateurs obtenus / Relevant tools for assessment are necessary to evaluate the impact of agricultural pratices on the functions provided by biodiversity at the plot scale to the landscape scale. The goal and the innovation of this work has been to explore a new method of creation of an assessment tool of the biodiversity functions. We have chosen like assessment method the agri-environmental indicators, which make it possible to evaluate the impact of agricultural practices on environment compartments (water, soil, air, fauna and flora) and help to decision-making. We thus propose a general architecture of an indicator of functional biodiversity and the detail of an agronomic function indicator of importance: resistance to the biotic stresses. Within this indicator, an under-indicator is: the « role of the terrestrial auxiliaries ». Carabids will be used as model auxiliary for the construction of this under-indicator. Two building methods of indicators are compared: a method with expert saying and a method with data mining, this second method representing an innovation of the thesis. The results of these methods are then compared with field datas leads on the Vittel territory. Field datas related to the follow-up of the carabid populations and the organization of the agricultural landscape. A treatment by a geographical information system allowed the validation of the indicators obtained

Un indicateur permet de mesurer des grandeurs ou des phénomènes trop compliqués ou trop coûteux à mesurer de manière directe. Lorsqu’il s’agit de biodiversité, les indicateurs sont indispensables au regard de la complexité à avoir une image précise de l’état et de la dynamique des espèces. En forêt, les microhabitats des arbres (e.g.cavités, fentes du bois, carpophores de champignons lignicoles) sont considérés comme des indicateurs potentiels de biodiversité, plus spécifiques que des structures telles que le volume de bois mort total. Cependant, les références scientifiques établissant le lien entre métriques de microhabitats et mesures de biodiversité restent rares, et ne concernent la plupart du temps qu’un seul groupe taxonomique. Plus largement, et à l’instar d’autres indicateurs, les microhabitats ne bénéficient pas d’une démarche standardisée permettant de les valider en tant qu’indicateurs de biodiversité forestière. Ce travail de thèse contribue à cette validation. Il s’articule autour de trois aspects entrant en compte dans la validation d’un indicateur, il s’est agi : (i) De quantifier et réduire les incertitudes sur les inventaires de microhabitats. A cette fin, une première typologie de référence a été établie, avec pour but de standardiser et d’homogénéiser les relevés de microhabitats. Cette typologie adopte une structure hiérarchique et évolutive, ce qui permet de l’utiliser dans différents contextes. Le biais potentiel lié aux observateurs a également été quantifié, de manière à pouvoir mieux le prendre en compte dans les futurs inventaires ;(ii) De mieux comprendre les facteurs d’influence des microhabitats aux deux échelles. A l’échelle de l’arbre, l’analyse d’un jeu de données national a permis de généraliser la relation entre caractéristiques individuelles des arbres (espèce, diamètre, vitalité) et le nombre et l’occurrence des microhabitats. A l’échelle de la parcelle forestière, une analyse des densités et des types d’arbres porteurs de microhabitats sur un gradient élargi d’exploitation forestière, comparant zones exploitées et non exploitées, a permis de mettre en évidence le rôle crucial des gros arbres et des arbres morts ; (iii) D’établir le lien entre microhabitats et la diversité de trois groupes taxonomiques au travers d’une approche mobilisant le cadre analytique des modèles d’équations structurelles. Les microhabitats sont médiateurs de l’arrêt de l’exploitation et de structures typiques des vieilles forêts (gros arbres vivants et morts) sur la biodiversité des chauves-souris et des oiseaux, et dans une moindre mesure des coléoptères saproxyliques. Au final, les microhabitats ne constituent pas un indicateur universel de biodiversité mais ont un rôle complémentaire des autres structures forestières traditionnellement utilisées pour décrire la biodiversité. Ce travail de thèse contribue à préciser leur potentiel indicateur et envisage des pistes de recherche permettant de continuer à valider leur rôle. / An indicator is a tool to measure metrics or phenomenons too complex or costly to measure directly. In the case of biodiversity, indicators are essential regarding the complexity to assess species state and dynamics. In forest, tree microhabitats (e.g.cavities, cracks in the wood, conks of lignicolous fungi) have been recently considered as a potential biodiversity indicator, with a more specific focus than other structures like deadwood volume. However, scientific references linking tree microhabitat metrics and biodiversity measures are still rare, and limited to a few taxonomic groups. More generally, like other indicators, the validation process of microhabitats as biodiversity indicators is not standardized. This ph-d thesis contributes to this validation and adresses three aspects included in an indicator validation process. The main aims were to: (i) Quantify and reduce incertitudes on tree microhabitat inventories. We thus proposed a first reference typology to standardize and homogenize microhabitats inventories. This typology has a hierarchical and evolutive structure, which allows its use in different contexts and for different purposes. We also quantified the potential bias linked to observer effects, in order to better take it into account in future inventories ; (ii) Better understand the influence of different factors on tree microhabitats at two different scales. At the tree scale, through the analysis of a national database, we generalized the relationships between tree characteristics (species, diameter, vitality) and number and occurrence of tree microhabitats. At the stand scale, we analysed the densities and types of microhabitat-bearing trees on an enlarged forest management gradient, comparing strict reserves and managed forests. These two studies evidenced the crucial role of large trees and snags in the provision of tree microhabitats ; (iii) Link tree microhabitats with the biodiversity of three taxonomic groups through the framework of structural equation models. We showed that microhabitats mediate the effects of management abandonment and old-growth forest features (large living and dead trees) on the biodiversity of birds and bats, and to a lesser extent on saproxylic beetles. In the end, tree microhabitat are not a universal biodiversity indicator but have a complementary role compared to other forest structures traditionally used to assess biodiversity. This ph-d thesis specifies the role of tree microhabitats as biodiversity indicators and proposes further research to continue validating them as such.

Des études paléoécologiques suggèrent que la composition floristique, la structure et la répartition actuelle des forêts denses africaines ont été influencées par divers facteurs. En particulier, la mise en place de gradients écologiques à l’échelle du continent, depuis plusieurs millions d’années, a favorisé une spéciation parapatrique. Lors des changements climatiques passés, certaines régions qualifiées de « refuges forestiers » auraient été peu ou pas affectées par les variations climatiques, alors que les écosystèmes entre ces régions auraient été plus ou moins profondément remaniés, favorisant une spéciation allopatrique des espèces forestières. En Afrique l’identification des refuges forestiers et leur rôle dans la spéciation et dans la configuration des patrons de répartition géographique de la diversité génétique restent insuffisamment documentés.Cette problématique est abordée ici à travers le genre Khaya (Meliaceae), un genre modèle dont les espèces présentent des affinités écologiques variables. Ce travail multidisciplinaire, qui mobilise des approches botanique, phylogéographique et de modélisation de niches climatique, a pour objectifs (1) de préciser les limites taxonomiques des espèces de ce genre et de comprendre les événements de spéciation ayant conduit à la distribution et à la structuration actuelle de ces dernières ; (2) d'analyser les patrons phylogéographiques de Khaya anthotheca et de K. ivorensis ; (3) de tester la force de la relation entre les patrons de diversité génétique, les gradients écologiques et les refuges forestiers supposés du Plio-Pléistocène ; (4) d'identifier les niches climatiques potentielles de toutes les espèces de Khaya et la variation dans leur distribution géograhique au cours du temps.Nos résultats mettent en évidence : (i) la présence de cinq groupes génétiques disctincts dans le complexe K. anthotheca. L’analyse des caractères botaniques a conduit à l’identification des mêmes groupes, permettant de caractériser cinq espèces différentes. Trois de ces cinq espèces présentent des distributions allopatriques ou parapatriques, et deux d'entre elles se retrouvent localement en sympatrie, dont une espèce nouvelle pour la science ; (ii) une corrélation significative entre le chevauchement des niches, paire par paire, de ces cinq espèces et la distance génétique séparant chaque paire ; (iii) un contraste entre les zones de forte diversité du génome nucléaire et celles du génome cytoplasmique de K. ivorensis, qui ne permet pas de séparer clairement les populations malgré la présence de deux clusters génétiques dus à un isolement par la distance ; et (iv) la reconnaissance et la description de neuf espèces au sein du genre Khaya. Toutes ces nouvelles connaissances permettent d’éclairer la structuration de la biodiversité des forêts africaines et de poser les bases d'une stratégie de conservation et de gestion durable de ces espèces, très recherchées tant pour leur bois que pour des usages médicinaux. / Paleoecological studies suggest that the floristic composition, the structure and the current distribution of African dense tropical forests have been influenced by several factors. In particular, the establishment of ecological gradients at the scale of the continent over last several million years has favored parapatric speciation. Also, during past climatic changes, certain regions considered to be « forest refugia » are supposed to have been little (or not) affected by climatic variations, whereas ecosystems located between these regions were more or less profoundly modified, favoring allopatric speciation of forest species. Gaps remain in the identification of forest refugia in Africa, and their role in speciation and in shaping patterns in geographic distribution of genetic variation is insufficiently studied.These questions are addressed here in a study covering the genus Khaya (Meliaceae), a model genus whose species present variable ecological affinities. This multidisciplinary study, which mobilizes botanical, phylogeographic and climatic niche-modeling approaches, has the following objectives : (1) to define the taxonomic limits of species of the genus and to understand the speciation events that led to their current distribution and geographical genetic structuring ; (2) to analyze the phylogeographic patterns of Khaya anthotheca and of K. ivorensis ; (3) to test the force of the relationship between patterns of genetic diversity, ecological gradients and putative Plio-Pleistocene forest refugia ; (4) to identify the potential climatic niches of all species of Khaya and estimate how their geographic distributions shifted over time.Our results show the following : (i) the presence of five distinct genetic groups within the K. anthotheca complex. Analysis of botanical characters led to identification of the same groups, permitting the characterization of five different species. Three of these present allopatrique or parapatric distributions and two of them are locally found in sympatry, one of which is a species new to science ; (ii) a significant correlation between niche overlap, for each pair of these five species and the genetic distance separating each pair ; (iii) a contraste between zones of high diversity of the nuclear genome and zones of high diversity of the cytoplasmic genome of K. ivorensis, so that it is not possible to clearly separate the populations despite the presence of two genetic clusters owing to isolation by distance ; and (iv) the recognitiion, and the description of nine spcies in the gens Khaya.All this new knowledge sheds light on the structuring of biodiversity of African forests and contributes to laying the foundation for a strategy of conservation and sustainable management of these species, greatly sought after not only for their timber but also because of their medicinal uses.

Environ 65% des eaux intérieures sont menacées modérément ou fortement par l'altération anthropique et le changement climatique. La Terre a perdu environ la moitié de ses habitats d'eau intérieure au cours des cent dernières années et le prélèvement mondial d'eau devrait augmenter de plus de 50% au cours des 20 prochaines années. Dans ce contexte, la concurrence pour les ressources en eau entre les humains et les écosystèmes est appelée à s'intensifier au détriment de la biodiversité d'eau douce. Pour cette raison, il est aujourd'hui impératif de quantifier et de sauvegarder les besoins en eau de ces écosystèmesEn tant qu'outil global d'aide à la prise de décision, plusieurs modèles d'évaluation d'impact de la consommation d'eau sur les écosystèmes ont été proposés dans le cadre de l'analyse du cycle de vie (ACV). L'un des défauts importants des modèles actuels d'ACV, qu'ils soient mécanistes ou non-mécanistes, midpoint ou endpoint, c’est la prise en compte limitée des besoins environnementaux en eau (EWR). Pour cette raison, les approches existantes pour l'évaluation des EWR ont été étudiées, afin d'évaluer les avantages potentiels d'une meilleure prise en compte des principes écohydrologiques dans l’ACV sur les écosystèmesCela a permis de définir le concept d'habitat d'eau douce en ACV et d'élaborer un cadre conceptuel pour l'application des méthodes de simulation d'habitat dans la modélisation. Un indicateur midpoint du potentiel de changement d'habitat (HCP) évaluant l'impact de la modification du débit sur les habitats des poissons et des invertébrés dans les cours d'eau a été élaboré. Le nouveau modèle a été testé sur le réseau fluvial français à l'échelle du tronçon fluvial, en caractérisant le changement d'habitat en saison sèche et humide. Les HCP ont ensuite été agrégés à l'échelle du bassin versant. Après, le nouveau modèle a été généralisé pour permettre une extension globale. Les variables d'entrée du modèle HCP généralisé ont été calculées à partir des bases de données et des modèles existants sur une résolution mensuelle. Les limites, l'incertitude et les perspectives de recherche de la nouvelle approche ont finalement été discutées. / Approximately 65% of inland waters are under moderate or high threat by anthropogenic alteration and climate change. Earth has lost around half of inland water habitats in the last hundred years and global water withdrawal is expected to increase by more than 50% within the next 20 years. In this context, competition for water resources between humans and ecosystems is set to rise at the expense of freshwater-dependent biodiversity. For this reason, nowadays it is imperative to quantify and safeguard water needs of freshwater-dependent ecosystems.As a global tool to support decision-making, in life cycle assessment (LCA) several models for life cycle impact assessment (LCIA) of water consumption on ecosystems have been proposed. One important flaw of current LCIA models, whether they are mechanistic or non-mechanistic, midpoint or endpoint-oriented, is their limited consideration of environmental water requirements (EWR). For this reason, existing approaches for EWR assessment have been investigated to evaluate potential benefits of better including ecohydrological principles in LCIA on ecosystems.This enabled the definition of the concept of freshwater habitat within the boundaries of LCIA and the development of a framework for the application of habitat simulation methods in LCIA modeling. A midpoint habitat change potential (HCP) indicator assessing the impact of flow alteration on instream habitats of fish and invertebrates was developed. The new model has been tested on the French river network at the river reach scale, characterizing habitat change in wet and dry seasons. HCPs were then aggregated at watershed scale. The new model was subsequently generalized to allow global extension. Input variables of the generalized HCP model have been calculated from existing databases and models on a monthly resolution. Limitations, uncertainty and research perspectives of the new approach are discussed.

Cette thèse analyse à la fois théoriquement et empiriquement certaines des questions qui se posent lors de l'utilisation de politiques environnementales dans le secteur agricole, en situation de commerce. Dans une première partie, l'attention est portée sur la biodiversité des cultures, reconnue pour stabiliser la productivité agricole sous différentes conditions environnementales. Le chapitre II confirme empiriquement cet impact positif en utilisant une large base de données sur l'agriculture sud-africaine. Il montre aussi que la biodiversité peut réduire l'exposition des agriculteurs aux risques de production, en particulier ceux à la baisse. La biodiversité des cultures pourrait donc être partie intégrante de politiques agricoles durables. Néanmoins, les interactions entre les effets de cette biodiversité, les politiques environnementales et le commerce sont complexes. En effet, la spécialisation induite par le commerce s'oppose à la biodiversité en réduisant le nombre d'espèces cultivées. La biodiversité influe positivement sur les niveaux de production, entre autre, en améliorant la résistance aux ravageurs. Pour faire face à des attaques plus fréquentes, les agriculteurs utilisent des pesticides. Mais ces derniers ont des impacts négatifs sur l'environnement et la santé humaine et leur utilisation est donc réglementée. Une politique environnementale concernant les pesticides peut ainsi avoir un aspect stratégique: autoriser l'utilisation de plus de pesticides peut permettre de gagner en compétitivité. Le chapitre III représente ces interactions dans un modèle ricardien de commerce. Il montre que, parce que les effets NIMBY sont plus importants que les impacts stratégiques, la politique environnementale est plus stricte en situation de commerce qu'en autarcie. De ce fait, la volatilité de la production agricole est généralement plus élevée en commerce. Cela pourrait en partie expliquer la volatilité de fond observée sur les marchés agricoles, historiquement plus volatiles que ceux des produits manufacturés. Dans une deuxième partie de la thèse, le chapitre IV illustre les effets de fuite que peuvent engendres des politiques environnementales mises en oeuvre unilatéralement. Un modèle d'équilibre général calculable est utilisé pour quantifier les impacts indirects sur l'environnement à l'échelle mondiale d'un accroissement des surfaces dédiées à l'agriculture biologique en Europe. L'agriculture biologique est connue pour ses bénéfices locaux sur l'environnement mais ses rendements sont inférieurs de 25% en moyenne à ceux de l'agriculture conventionnelle. Nous calibrons les technologies de production de l'agriculture biologique avec des données micro-fondées et trouvons qu'utiliser ces techniques sur 20% des surfaces européennes consacrées au mais, colza, tournesol et blé conduit à un choc de productivité négatif. Ce choc a des conséquences sur les marchés mondiaux et induit des déplacements d'offre et de demande. Les changements d'utilisation des sols résultants sont évalués, ainsi que les changements en termes d'émissions de gaz à effet de serre, d'utilisation d'intrants et de biodiversité. Les effets indirects négatifs sur l'environnement semblent limités, sauf en ce qui concerne les émissions de gaz à effet de serre. En ce qui concerne l'utilisation d'intrants et la biodiversité, les résultats montrent que les effets indirects méritent d'être pris en compte dans les analyses de cycle de vie. Ces résultats ne doivent pas être utilisés pour pointer du doigt l'agriculture biologique, mais ils soulèvent quelques questions, en particulier sur la nécessité d'effectuer des analyses d'impact de façon plus systématique, y compris pour les politiques environnementales, et l'importance de la recherche et développement mais également des politiques publiques pour lever les obstacles techniques et économiques à l'augmentation des rendements en agriculture biologique. / This thesis analyses both theoretically and empirically some of the issues that emerge when applying environmental policies to the agricultural sector in a trade context. In a first part, focus is on crop biodiversity, which is known to maintain agricultural productivity under a large range of environmental conditions. Chapter II empirically confirms this positive impact using a large dataset on South African agriculture. It also shows that biodiversity can reduce the exposure of farmers to production risks and downside risks. At a first glance, crop biodiversity could therefore be integrated in sustainable agricultural policies. Nevertheless, interactions between crop biodiversity effects, environmental policies and trade are complex. Indeed, specialisation induced by trade plays against biodiversity: the composition effect of trade, following comparative advantages, tends to reduce the number of crops cultivated by a given country. One of the mechanisms through which crop biodiversity improves production stability is by participating in the resilience to pests. Then, to face higher pest attacks, farmers use pesticides. But since pesticides harm environment and human health, governments regulate their use. An environmental policy on pesticides can thus have a strategic aspect: allowing the use of more pesticides can lead to gain larger agricultural market shares. Chapter III represents these interactions in a ricardian trade model. It shows that, because not in my backyard effects are larger than strategic impacts, the optimal environmental policy is more stringent under trade than under autarky. Furthermore, because of this stringency, production volatility is generally higher under trade. This could explain part of the background volatility observed on agricultural markets, which have been historically more volatile than those of manufactured products. In a second part of the thesis, chapter IV illustrates the possible leakage effects of environmental policies implemented unilaterally. A computable general equilibrium model is used to quantify the indirect global environmental impacts of a greening of European agriculture through a large shift to organic farming. Organic farming is known for its local environmental benefits, especially on water and soil quality, biodiversity and greenhouse gas emissions. However, organic yields are on average 25% lower than those of conventional farming. We calibrate organic production technologies using micro-level data and find that using organic production techniques on 20% of the European area cultivated with maize, rapeseed, sunflower and wheat results in a large negative productivity shock. This shock affects global markets and induces production and demand displacements, unless the yield gap is reduced. The resulting land use changes are assessed, as well as the corresponding changes in greenhouse gas emissions, chemical inputs use and biodiversity. The negative indirect effects on the environment appear limited compared to the local benefits of adopting greener forms of agriculture in the EU. However, in the case of greenhouse gases, the indirect emissions more than offset the local benefits of organic agriculture. In the case of chemical pollution and biodiversity, results show that indirect effects deserve to be accounted for in life cycle analyses. These findings should not be used to point a finger on organic farming, a large variety of policies and consumption patterns have greater land use change impacts. Nevertheless, they rise some issues, especially on the need for more systematic sustainability assessments, even for environmental polices, the importance of research and development in organic farming to reduce yield gaps and of public policies to help to remove economic factors that could limit the increase of organic yields, such as the relative cost of production factors.

Les écosystèmes forestiers jouent un rôle clé en régulant des cycles du carbone (C) et des nutriments et l’érosion en cours de la biodiversité peut affecter ces fonctions écosystémiques. Ces deux dernières décennies, un effort de recherche important a cherché à comprendre comment la biodiversité affecte la productivité primaire. Le processus inverse de minéralisation du C pendant la décomposition de la matière organique est en revanche beaucoup moins étudié. Dans cette thèse, j’ai cherché à démêler les différents mécanismes par lesquels la diversité des arbres et de leurs litières foliaires affecte la décomposition des litières dans les écosystèmes forestiers d’Europe, à travers trois approches.En utilisant un réseau de placettes forestières contenant des gradients de diversité dans six types de forêts à travers l’Europe, j’ai étudié les effets de la diversité des arbres sur la décomposition de la litière via (i) des modifications de l’environnement de décomposition et (ii) les conséquences directes de la diversité des litières foliaires, avec deux expériences en sachets de litière. A travers tous les sites, alors que la richesse spécifique des arbres a eu un effet limité, la fermeture de la canopée a positivement affecté la décomposition par une modification potentielle des conditions microclimatiques. De plus, les traits moyens de qualité physique et chimique de la chute de litière et la dissimilarité de traits entre les litières d’espèces différentes ont influencé les communautés de décomposeurs permettant dans une certaine mesure de prédire la décomposition de substrats standards. Une fois ces effets pris en compte, la qualité des litières en décomposition a eu un impact supplémentaire mais relativement plus faible sur la décomposition. Ces résultats suggèrent que les effets indirects de la diversité des arbres sur la modification des conditions microenvironnementales sont plus importants pour la décomposition que les effets directs de la qualité intrinsèque des litières en décomposition.J’ai ensuite exploré le rôle des composés solubles lessivés à partir de litière d’espèces différentes sur les processus microbiens du sol par une expérience en microcosmes. Les lessivats de litière d’arbres décidus étaient qualitativement et quantitativement différents de ceux des litières de conifères et ont induit une respiration microbienne du sol plus importante. Le mélange de lessivats des différentes espèces a donné lieu à des effets non-additifs sur les processus microbiens du sol, associés à la dissimilarité de stochiométrie des lessivats. Le lessivage étant un processus dominant pendant la phase initiale de décomposition, l’identité et la diversité des lessivats peut contribuer au contrôle du recyclage du C et des nutriments.Par une troisième approche, mon but a été de mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent les forts effets observées des détritivores du sol sur la décomposition des litières et les effets de diversité. J’ai cherché à comprendre si la transformation de litière en fèces par le détritivores Glomeris marginata stimulait les décomposeurs microbiens, et si cette stimulation dépendait de la qualité de la litière ingérée. L’activité microbienne était stimulée pour les fèces issues de litières récalcitrantes, mais pas pour les fèces issus de litières de meilleure qualité initiale. Ainsi, les conséquences de la transformation de litière en fèces de macroarthropodes pour les décomposeurs microbiens dépend de l’espèce de litières et peut contribuer aux effets de diversité des litières.Les données collectées durant cette thèse montre que la diversité fonctionnelle des arbres peut affecter la décomposition des litières à travers plusieurs mécanismes à différentes étapes de la décomposition. Du fait de cette complexité, les conséquences des changements de diversité pour le cycle du C et des nutriments dans les forêts d’Europe peuvent être importantes, mais sont actuellement difficiles à prédire et à généraliser. / Forest ecosystems play a key role in regulating the global carbon (C) and nutrient cycles, and the ongoing erosion of biodiversity is susceptible to modify these ecosystem functions. Over the past two decades, a strong research effort was put into the understanding of how changing biodiversity impacts primary productivity. The reverse process of respiratory C loss during organic matter breakdown however, remained much less studied. In this PhD thesis, I aimed at teasing apart the different mechanisms of how tree and associated leaf litter diversity may affect litter decomposition in European forest ecosystems using three distinct approaches.First, using a network of forest plots with tree diversity gradients in six major forest types across Europe, I studied the effects of tree diversity on litter decomposition through (i) modifications of the decomposition environment and (ii) the direct consequences of leaf litter diversity, with two litterbag experiments. Across all sites, while tree species richness had only a limited effect, forest canopy closure affected decomposition positively by potentially improving microclimatic conditions. In addition, mean chemical and physical quality traits of the litterfall, and trait dissimilarity in leaf litter from different species influenced decomposer communities in a way that decomposition of the common substrates was predictable to a reasonable degree. Once these effects were accounted for, the quality of decomposing litter showed an additional, but comparatively small impact. Collectively, these results suggest that the indirect effects of tree diversity on decomposition through microenvironmental controls are more important than the direct effects of the inherent quality of decomposing litter.With a second approach using microcosms under controlled-conditions, I aimed at assessing the role of soluble compounds leached from decomposing litter of different species for microbial-driven soil processes. Leachates from litter of broadleaved deciduous species differed in composition and quantity and induced stronger soil microbial respiration than those from litter of coniferous species. When the species-specific leachates were mixed, I observed non-additive mixing effects on soil microbial processes associated to the dissimilarity in leachate stoichiometry. Since leaching is the dominant process during the initial stage of decomposition, litter leachate identity and diversity may significantly contribute to the control of carbon and nutrient cycling.Finally, in a third approach my goal was to better understand the underlying mechanisms of the observed strong effects of soil detritivores on litter decomposition and diversity effects. I investigated whether the transformation of litter into feces by the detritivore Glomeris marginata stimulated microbial decomposers, and whether this stimulation depended on the quality of the ingested litter. Microbial activity was stimulated in feces derived from recalcitrant litter, but not in feces derived from litter of higher initial quality. In conclusion, the consequences of litter transformation into macroarthropod feces for microbial decomposers is litter species-specific which may further contribute to litter diversity effects.The data collected during my PhD thesis shows that the functional diversity of trees can affect litter decomposition through various mechanisms during different stages of decomposition. As a result of this complexity, the consequences of changes in biodiversity for the carbon and nutrient cycles in European forests can be substantial, but are presently difficult to predict and to generalize.

Cette thèse propose d’étudier la prise en compte des écosystèmes urbains dans les pratiques publiques de l’aménagement de Bordeaux Métropole. À travers une approche interdisciplinaire à la croisée de l’urbanisme et de la science politique, cette analyse s’inscrit à la suite des recherches sur les visions plurielles de la nature comme espace de l’urbain et vise à mieux comprendre la faiblesse actuelle de l’action environnementale publique. L’approche retenue contribue ainsi à croiser action urbaine et action publique environnementale dans ce que nous qualifions d’action urbaine écologique. Les résultats de cette recherche s’appuient sur la mise en place d’une recherche-action, menée de 2014 à 2017 avec la Communauté Urbaine de Bordeaux (aujourd'hui Bordeaux Métropole). Il s’agissait de rentrer au cœur des pratiques professionnelles et décisionnelles de l’aménagement public bordelais, pour mieux décomposer les habitudes, les raisonnements et les logiques urbaines, en particulier celles qui représentaient des obstacles à la mise en place d’une action urbaine écologique. Nous verrons que l’action urbaine écologique de Bordeaux Métropole illustre de manière singulière le traitement ambigu actuel de la nature administrée et aménagée. La pluralité des interventions de l’intercommunalité bordelaise en matière de nature urbaine n’aboutit d’abord pas à une dimension intégrée et proactive de l’aménagement métropolitain. Elle se heurte à ce que nous appellerons un plafond de verre de la nature, qui nous amènera ensuite à soulever les logiques de la conflictualité tacite des pratiques écologiques de l’urbain. Nous mettrons enfin en évidence l’impensé spatial des pratiques aménagistes bordelaises qui se cache derrière les obstacles à la mise en place d’une action urbaine écologique. / In the light of the contemporary urban planning action, this Phd offers to examine the integration of ecosystems in the urban planning practices of Bordeaux Métropole (France). Relying on an interdisciplinary approach of urban planning and political science, this analysis is part of the research on the plural visions of Nature as an urban space and aims to improve understanding the current weakness of environmental policy actions. An action-research project (2014-2017) with the Communauté Urbaine de Bordeaux (nowadays Bordeaux Métropole) enabled to unfold an ethnographic immersion of urban planning public practices. The case of Bordeaux Métropole illustrates the contradictory management of the environmental challenge in urban areas. The increasing integration of ecological practices does not succeed in implementing a sustainable and operational dimension of spatial planning. There is a tacit and latent conflict of the ecological urban practices of what we could call an « Ecological Glass Ceiling ». Contemporary urban planning practices seems to encounter difficulties to characterize an ecological spatial policy framework which is nor a regulatory and dual zoning (natural areas), neither a wide and scientific concept (biodiversity). Through this Glass Ceiling hypothesis, we will thereby observe how urban ecosystems are still remained unconceived in the on-going urban planning practices.

La question de la biodiversité urbaine a pris une place importante au sein des politiques publiques à toutes les échelles, y compris celle de la ville. Initialement conçue comme une adhésion générique à une éthique de la conservation de la biodiversité et aux grands objectifs internationaux de la part des villes, la biodiversité est désormais sujette à un processus de technicisation, de traduction en objectifs mesurables. Cette thèse se situe à ce carrefour, entre la notion abstraite de biodiversité urbaine et sa traduction en éléments tangibles. En partant du simple postulat que mesurer ne veut pas uniquement dire quantifier, nous nous sommes interrogés sur ce que peut être une mesure de la biodiversité urbaine. A travers cette problématique, nous avons questionné autant la mesure officielle, le City Biodiversity index, produit par une équipe d’experts singapouriens (ce que la mesure est) ; que l’existence d’autres manières de produire une mesure n’ayant pas la quantification comme convention préalable (ce que la mesure pourrait être). Cette approche a donné lieu à deux terrains distincts : le premier au sein de l’équipe singapourienne dirigeant le processus de création de l’indice, et le second, au sein d’une association d’apiculteurs urbains agissant en faveur de la biodiversité urbaine, localisée à Fontenay-sous-Bois. Par une comparaison expérimentale des deux processus de mise en mesure, nous avons pu, d’une part, enquêter sur la façon de traduire une notion en mesure, et d’autre part, interroger les contenus mêmes de la notion. Ainsi, nous avons cherché à démontrer que la mesure existante de la biodiversité urbaine se caractérise en tant qu’espace d’exercice du pouvoir de la part de la ville-État de Singapour, un espace de compétition par instruments (et des villes globales qui les portent), afin de devenir la référence internationale en matière de biodiversité urbaine. L’expérience quotidienne des apiculteurs urbains, quant à elle, nous a permis de montrer qu’il existe d’autres façons d’articuler concrètement la notion de biodiversité urbaine et de se donner une mesure pour agir et (s’) évaluer. Il s’agit dans ce cas d’une mesure qualitative faite d’indications, plutôt que d’indicateurs, des indications en évolution, mais qui concrétisent une notion floue comme celle de la biodiversité urbaine. Enfin, à travers la comparaison, nous avons pu observer et analyser l’émergence d’espaces d’intelligibilité partagés entre les deux perspectives, et ainsi sont devenues visibles des configurations possibles de la notion de biodiversité urbaine. / The issue of urban biodiversity has become an important part of public policy at all levels. Originally conceived as a generic endorsement of a biodiversity conservation ethics, aimed at joining up with the major international objectives of urban sustainability, urban biodiversity is today undergoing a process of technicization, meant to translate a set of concepts into measurable objectives. It is precisely on this conceptual crossroads that the present analysis focuses, namely, between the abstract notion of urban biodiversity and its translation into tangible features. Starting from the assumption that ‘quantification’ is first of all an agreement on what one wants to measure of a concept, this research explores what an urban biodiversity measure might be. In other words, we question both the internationally recognized measure developed by a team of Singaporean experts, the so-called City Biodiversity Index (what the measure is), and the existence of other ways of producing a measurement without the help of a quantitative convention (what the measure might be). From such theoretical framework two distinct types of field works derived: the first, with the Singaporean team leading the index’s creation process; the second, with an association of urban beekeepers in Fontenay-sous-Bois, working to preserve urban biodiversity. By an experimental comparison of the two measurement processes, we were able, on the one hand, to figure out how a notion is translated into a measure and, on the other, to challenge the very contents of the notion. We sought to demonstrate that the current urban biodiversity measure is a space of “competition by instruments”, namely, a space of power exercised by Singapore’s city-state with the aim of becoming the urban biodiversity international model. The daily experience of the urban beekeepers, instead, showed that there are alternative ways to concretely translate the notion of urban biodiversity, i.e., through indications rather than indicators, and create in this way a concreate measure of the concept. Finally, by comparing the two contexts, we have been able to observe and analyze the emergence of ‘shared spaces of intelligibility’ and thus of others potential configurations of the notion of urban biodiversity.