La région de l'archipel canadien, située en Arctique, connaît actuellement d'importants changements climatiques, se traduisant notamment par une augmentation des températures, une réduction de l'étendue de la banquise marine et du couvert nival terrestre ou encore une perte de masse significative des calottes glaciaires disséminées sur les îles de l'archipel. Parmi ces calottes glaciaires, la calotte Barnes, située en Terre de Baffin, ne fait pas exception comme le montrent les observations satellitaires qui témoignent d'une importante perte de masse ainsi que d'une régression de ses marges, sur les dernières décennies. Bien que les calottes glaciaires de l'archipel canadien ne représentent que quelques dizaines de centimètres d'élévation potentielle du niveau des mers, leur perte de masse est une composante non négligeable de l'augmentation actuelle du niveau des mers. Les projections climatiques laissent à penser que cette contribution pourrait rester significative dans les décennies à venir. Cependant, afin d'estimer les évolutions futures de ces calottes glaciaires et leur impact sur le climat ou le niveau des mers, ils est nécessaire de caractériser les processus physiques tels que les modifications du bilan de masse de surface. Cette connaissance est actuellement très limitée du fait notamment du sous-échantillonnage des régions arctiques en terme de stations météorologiques permanentes. Une autre particularité de certaines calottes de l'archipel canadien, et de la calotte Barnes en particulier, est de présenter un processus d'accumulation de type glace surimposée, ce phénomène étant à prendre en compte dans l'étude des processus de surface. Pour palier au manque de données, l'approche retenue a été d'utiliser des données de télédétection, qui offrent l'avantage d'une couverture spatiale globale ainsi qu'une bonne répétitivité temporelle. En particulier les données acquises dans le domaine des micro-ondes passives est d'un grand intérêt pour l'étude de surfaces enneigées. En complément de ces données, la modélisation du manteau neigeux, tant d'un point de vue des processus physiques que de l'émission électromagnétique permet d'avoir accès à une compréhension fine des processus de surface tels que l'accumulation de la neige, la fonte, les transferts d'énergie et de matière à la surface, etc. Ces différents termes sont regroupés sous la notion de bilan de masse de surface. L'ensemble du travail présenté dans ce manuscrit a donc consisté à développer des outils permettant d'améliorer la connaissance des processus de surface des calottes glaciaires du type de celles que l'on rencontre dans l'archipel canadien, l'ensemble du développement méthodologique ayant été réalisé sur la calotte Barnes à l'aide du schéma de surface SURFEX-CROCUS pour la modélisation physique et du modèle DMRT-ML pour la partie électromagnétique. Les résultats ont tout d'abord permis de mettre en évidence une augmentation significative de la durée de fonte de surface sur la calotte Barnes (augmentation de plus de 30% sur la période 1979-2010), mais aussi sur la calotte Penny, elle aussi située en Terre de Baffin et qui présente la même tendance (augmentation de l'ordre de 50% sur la même période). Ensuite, l'application d'une chaîne de modélisation physique contrainte par diverses données de télédétection a permis de modéliser de manière réaliste le bilan de masse de surface de la dernière décennie, qui est de +6,8 cm/an en moyenne sur la zone sommitale de la calotte, qui est une zone d'accumulation. Enfin, des tests de sensibilité climatique sur ce bilan de masse ont permis de mettre en évidence un seuil à partir duquel cette calotte voit disparaître sa zone d'accumulation. Les modélisations effectuées suggèrent que ce seuil a de fortes chances d'être atteint très prochainement, pour une augmentation de température moyenne inférieure à 1°C, ce qui aurait pour conséquence une accélération de la perte de masse de la calotte.

L'objectif de ce travail est de comprendre le processus d'altération des calcaires oolithiques et d'estimer leur cinétique d'altération en fonction des conditions climatiques présentes en France. Pour y répondre, des cycles de vieillissement accéléré, basés sur les paramètres issus de l'étude bibliographique et sur les données de température et de précipitations réelles, ont été définis. Ensuite, des lots d'échantillons de deux calcaires oolithiques ont subis ces vieillissements. Les mesures réalisées pour déterminer l'endommagement ont été choisies en fonction de leurs caractéristiques métrologiques et de leur pertinence. Les résultats obtenus ont été comparés avec les mêmes mesures réalisées sur des calcaires altérés de façon naturelle prélevés sur site. Ainsi, les liens entre le processus d'altération des calcaires et les caractéristiques mécaniques, physiques et surtout microstructurales des calcaires ont été établis. Cette analyse a également abouti à des cinétiques d'altération. Les résultats ont été validés par l'étude d'un autre calcaire oolithique sous d'autres conditions climatiques. Enfin, l'influence de changements climatiques éventuels sur les cinétiques d'altération a été déterminée à l'aide d'un outil statistique

L'impact dynamique des montagnes sur la circulation de grande échelle de l'atmosphère passe généralement par des forces : pour cette raison, la partie de l'orographie qui n'est pas résolue par les modèles de circulation générale est prise en compte par la paramétrisations des forces qu'elle applique à l'atmosphère. Dans cette thèse , nous nous attacherons à comprendre l'impact des forces appliquées par les montagnes des moyennes latitudes, en particulier le Plateau tibétain, sur la circulation de l'atmosphère. Pour ce faire, nous utiliserons notamment le concept de couple appliqué par les montagnes sur l'atmosphère, traduction des forces à l'échelle globale. Les chaînes de montagnes les plus importantes des moyennes latitudes génèrent, à l'échelle synoptique, d'importantes vagues de froid appelées cold surges dans la littérature anglophone, un terme que nous traduirons littéralement par crues froides. L'importance du couple équatorial des montagnes dans l'initiation des crues froides sur l'Asie de l'Est (impact du Plateau tibétain), l'Amérique du Nord (impact des montagnes Rocheuses) et l'Amérique du sud (impact de la cordillère des Andes) est mise en évidence par une étude statistique. À l'aide d'un modèle dynamique simple, une interprétation du mécanisme sous-jacent à ce forçage est proposée, montrant que les forces de portance appliquées par la montagne à l'atmosphère dans la phase initiale des crues froides suffisent à leur déclenchement. L'impact dynamique du plateau tibétain sur la mousson d'hiver est-asiatique est important, en particulier sur les événements de convection en hiver sur la Mer de Chine Méridionale. Une séquence d'événements montrant cet impact a été identifiée statistiquement : un forçage dynamique de la circulation atmosphérique par le Plateau tibétain, se traduisant par un fort signal sur le couple des montagnes équatorial appliqué à l'atmosphère, est suivi par le déclenchement d'une crue froide puis, après quelques jours, par un renforcement de la convection profonde sur la Mer de Chine Méridionale. Cet effet dynamique du Plateau tibétain sur la mousson d'hiver s'étend au sud jusqu'à l'Indonésie et à l'ouest jusqu'à la Baie du Bengale. L'utilisation du modèle de circulation générale du Laboratoire de Métérorologie Dynamique, LMDz, permet de compléter les résultats observationnels décrits auparavant. Ce modèle ferme de manière satisfaisante le bilan de moment angulaire et permet de montrer que l'orographie sous-maille joue un rôle important sur la phase finale de l'évolution des crues froides. Des résultats nouveaux sont présentés sur le bilan de moment angulaire de l'atmosphère, en particulier en ce qui concerne l'impact du couple équatorial des montagnes et de la contribution du Plateau tibétain. Il est en particulier montré que le couple équatorial appliqué par le Plateau tibétain joue un rôle faible dans l'évolution temporelle du moment angulaire équatorial, mais un rôle significatif dans sa répartition spatiale

This thesis analyzes the global ecological crisis. It divides the global ecological crisis in to two major components: Climate change and biodiversity loss. Using a theoretical methodology based on comparing and applying a variety of lenses from within environmental sociology, the thesis asks and answers two questions: What are the causes of the global ecological crisis, and how can we solve it? Drawing on the perspectives of ecological modernization theory, ecological Marxism and deep ecology, the causes of and solutions to the global ecological crisis are identified. The primary causes of the crisis are found to be inefficient industrial technology, capitalism and an instrumentalist and anthropocentric view of the natural world. The primary solutions, therefore, must include a widespread shift towards clean and green technology, a transformative social revolution, and a new ecocentric respect for the intrinsic value of non-human life. The study offers many recommendations for policy makers.

La compréhension des facteurs qui déterminent la nature et la dynamique du couvert végétal en Afrique centrale représente un enjeu important face aux changements climatiques et à la pression sociale en cours. Forêt et savane sont souvent considérées comme deux états alternatifs stables et très contrastés, déterminés par de complexes interactions entre le couple sol-climat et les perturbations. Les liens actuels entre structure du couvert arboré et déterminants (déficit hydrique annuel, fréquence des feux, densité de population, intensité d'utilisation des terres et type de sol) ont été caractérisés à l'aide d'images satellites et d'un modèle statistique. Il a ainsi été montré qu'il non pas un mais existe plusieurs états stables de savane. Pour les états de faible couvert arboré (≤ 35%), ce sont principalement le type de sol et le climat qui déterminent leur présence et le passage de l'un à l'autre de ces états. Les savanes plus arborées (> 35%) ainsi que les forêts semblent être les états les plus sensibles aux perturbations anthropiques. Cependant, ce modèle statistique ne décrit que les liens contemporains entre structure de la végétation et déterminants. En revanche, l'étude des bio-indicateurs environnementaux conservés dans des archives naturelles, et qui représente l'approche paléo-écologique, permet de reconstruire sur le temps long la végétation, les perturbations et certaines données climatiques, et ainsi obtenir une vision dynamique de leurs relations. Trois lacs, situés actuellement en forêt, en mosaïque de forêt et de savane, et en savane ont été étudiés. En comparant sédiments récents et images satellites, ainsi qu'en calibrant un modèle entre bio-indicateurs dans les sols et relevés de végétation, il a été possible de mieux comprendre ce qu'enregistrent les bio-indicateurs disponibles pour notre étude (phytolithes et charbons principalement) et donc d'estimer la structure de la végétation et l'activité de feux. Les résultats de ces études soulignent l'importance de bien cerner les processus taphonomiques pour reconstruire précisément les paléo-environnements. Les résultats préliminaires d'une paléo-séquence lacustre couvrant les 3000 dernières années sont présentés en discussion. Bien que l'environnement autour du lac soit resté une savane, cette dernière a subi des changements de structure important dus à la fois aux changements climatiques et aux modifications des régimes de feu. De plus, ces changements de structure ne semblent pas graduels, mais s'effectuent de façon abrupte, comme ils le sont actuellement le long du gradient climatique. Ces travaux prédisent donc une réponse critique des biomes tropicaux aux changements globaux en cours.

L'évolution d'une chaîne de montagne résulte des rétroactions entre le climat et la tectonique via l'érosion. La chaîne Himalayenne, soumise à des processus climatiques et tectoniques très actifs est un chantier d'étude idéal pour comprendre ces interactions. Dans cette étude nous nous sommes intéressés à l'évolution topographique de la région du Sikkim (Inde) ainsi qu'aux processus de formation et de développement du mégafan Quaternaire de la Tista, dépôt fluviatile situés au pieds de ces reliefs. Nos résultats indiquent qu'à l'échelle géologique, les taux d'exhumation (obtenus par les traces de fission sur apatite) les plus forts sont concentrés dans le Sud-Ouest du Sikkim (1.2 ± 0.6 mm/an) suggérant un contrôle tectonique lié à la formation du duplex du Moyen-Pays (« Rangit Duplex »). Les taux d'érosion à l'échelle millénaire (obtenus par 10Be) les plus forts (≈ 5 mm/an) sont enregistrés au niveau de la « Main Central Thrust Zone », mais les zones sources de ces échantillons semblent affectées par des glissements de terrain menant à une surestimation de ces taux. Des taux d'érosion importants sont également enregistrés au Nord du Sikkim (1 à 2 mm/an) et coïncident avec les fortes valeurs de l'indice ksn, localisées au niveau de l'altitude d'avancée maximale des glaciers durant le Dernier Maximum Glaciaire. Nous en concluons que l'érosion millénaire au Sikkim soit en partie liée à l'héritage géomorphologique glaciaire. Le mégafan de la Tista stocke les produits d'érosion du Sikkim et s'étend sur plus de 16 000 km2 depuis le front de la chaîne, où il est fortement incisé, jusqu'à la confluence de la Tista avec le Brahmapoutre. Nous présentons un scénario de développement du mégafan avec le développement successifs de deux lobes distaux en aval d'un lobe proximal commun, développé au front de la chaine depuis au moins 50 000 ans et incisé par la Tista depuis 4000+600/-400 ans. Le lobe distal occidental a été formé tôt dans l'histoire du mégafan, par des rivières drainant le Sikkim et se jettant dans le Gange, et a été abandonné au début de l'Holocène (10 000 – 11000 ans). Le lobe distal oriental, très peu incisé et plus récent (< 1000 ans), s'est construit quand le réseau de drainage principal du Sikkim a migré vers l'Est grâce à d'importantes avulsions. Les périodes d'aggradation et d'incision des rivières sont compatibles avec un guidage climatique, où les périodes de forte intensité de mousson et de forts flux sédimentaires associés coïncident avec des phases d'aggradation dans l'avant-pays. Les phases initiales et terminales de ces périodes de fortes moussons sont caractérisées par de l'incision dans l'avant pays. En revanche, le rôle de l'activité tectonique sur l'alluvionnement et l'incision du mégafan semble mineur. Les résultats pétrographiques et isotopiques (Sr et Nd) utilisés pour contraindre les sources des sédiments du mégafan indiquent une forte différence avec les sédiments actuellement transportés par la Tista qui pourrait s'expliquer par l'influence de roches sédimentaires téthysiennes crétacés exposées au nord du Sikkim, et actuellement drainées par la Kosi. Cela suggère que cette zone ait été récemment (4000 ans) capturée par la Kosi, provoquant l'incision récente et importante du mégafan, due au rééquilibrage du profil de la Tista. Cette hypothèse préliminaire permettrait d'expliquer également la taille disproportionnée du mégafan comparée à celle de son bassin versant actuel. Par ailleurs, nos résultats montrent que les variations de l'érosion et de l'altération chimique répondent à des variations climatiques globales et régionales. Les périodes de fortes intensités de précipitations de mousson se traduisent au Sikkim par une plus forte pénétration des précipitations dans la haute chaîne et une plus forte altération chimique des silicates. Depuis le dernier maximum glaciaire, la région du Sikkim est caractérisée par une augmentation de l'érosion et de l'altération chimique. / Understanding the relative strengths of tectonic and climatic forcing, as well as the interactions between these controls, at different spatial and temporal scales is important to understand the evolution of orogenic topography. The Himalayas, subjected to both tectonic and climatic phenomena very active, is one of the most popular sites for the study of these interactions. The focus of this project is to understand (1) the evolution of orogenic topography of Sikkim (India), (2)the processus of formation and development of th quaternary Tista megafan. Our results show that long-term exhumation rates obtained by thermochronology (apatite fission tracks) do not correlate with any geomorphic or climatic parameters. We suggest a tectonic control where high rates in southwest Sikkim (1.2±0.6 mm/yr) may be linked to the building of the lesser Himalaya Rangit Duplex. The highest erosion rates recorded at millennial timescales (10Be ∼5 mm/yr) occur in catchments spanning the Main Central Thrust Zone but appear to be strongly influenced by recent landsliding. High erosion rates (1-2 mm/yr) also occur in north Sikkim and may be linked to a strong glacial inheritance on the landscape, as attested by high channel-steepness values close to the maximum extent of glaciers during the Last Glacial Maximum. In contrast, variations in precipitation rate do not seem to strongly influence either short-term erosion or long-term exhumation rates in Sikkim. The Tista megafan spreads over more than 16 000 km2 form the mountain front, where it is strongly incised, to the confluence of the Tista River with the Brahmaputra River, and stores sediments produced in the Sikkim Himalaya. We propose a scenario for the formation and abandonment of the Tista megafan based on new Infra-Red Stimulated Luminescence (IRSL) and 10Be cosmogenic age constraints. We suggest that two distal lobes developed successively downstream from a common proximal lobe. Deposition took place since ~50 ka assuming a constant sedimentation rate of 0.88±0.10 mm.yr-1 and incision began at 〖4.0〗_(-0.4)^(+0.6) ka at an average rate of 〖10.5〗_(-1.8)^(+0.6) mm yr-1. The western distal lobe of the megafan was deposited early in the history of the megafan, possibly when the Sikkim Himalaya catchments were drained by rivers that where tributaries of the Ganga River, and was abandoned in the early Holocene (10-11 ka). The eastern poorly incised and recent (<1ka) may have been built when the main Tista drainage system had shifted eastward through possible nodal avulsions. Tectonic processes seem to play a minor role in guiding the Tista River course and driving incision of the megafan deposits. Abandonment and incision of megafan surfaces and hinterland terraces appears associated to both the onset and the ending of phases of strong monsoon precipitation, during which the balance between water and sediment discharge changes rapidly. Petrographic ans isotopic (Nd and Sr) used to constrain sources of the megafan deposits display a significant difference with sediments actually transported by the Tista River, which could be explained by the influenced of tethyan sedimentary rocks exposed North to Sikkim, and actually drained by the Kosi River. This suggests that this area has been recently (4000 years) captured by the Kosi River, inducing a recent and important incision of the megafan in its proximal part due to the balancing of the river profile. This preliminary hypothesis could also explain the higher size of the megafan comparing to the one of its catchment. Otherwise, our results show that the variations of erosion and chemical alteration respond to global and regional climatic variations. Periods of strong summer monsoon and heavy rainfall are traduced in Sikkim by the more penetration of precipitation into the relief and a strong chemical weathering. Since the Last Glacial maximum, the Sikkim Himalaya is characterised by an augmentation of erosion and chemical weathering.

Les glaciers intègrent naturellement des informations hydrologiques et énergétiques dans des régions climatiques variées du globe et sont sensibles à des changements minimes de bilan d’énergie de surface. Parmi les paramètres mesurés in-situ traduisant les variations climatiques, le bilan de masse de surface est la variable directement reliée aux conditions atmosphériques qui contrôlent les processus d’accumulation et d’ablation. Un grand nombre de modèles, de complexités diverses, existent pour simuler l’évolution du bilan de masse. Cependant, des questions perdurent quant à l’utilisation de l’approche la plus appropriée, notamment sur de longues périodes de temps. Basés sur de longues séries de mesures réalisées sur quatre glaciers des Alpes françaises (issues du service d’observation GLACIOCLIM), ces travaux de thèse ont pour but d’étudier la sensibilité du bilan de masse aux variables atmosphériques et topographiques, afin d’identifier celles essentielles pour contraindre les modèles.En s’appuyant tout d’abord sur une approche empirique, nos résultats indiquent que pour chaque glacier, la variabilité temporelle de l’ablation s’explique principalement par la variabilité de la température tandis que la variabilité spatiale de la fonte de la neige et de la glace est largement gouvernée par l’insolation. Néanmoins, à l’échelle du glacier, considérer l’insolation en plus de la température ne conduit pas à une amélioration de la performance des modèles empiriques et un modèle type degré-jour apparaît suffisant pour simuler son bilan de masse. L’utilisation du modèle à base physique SURFEX/ISBA-Crocus a permis d’étudier la sensibilité du bilan de masse estival à chacune des variables du bilan d’énergie de surface. Le modèle s’avère très performant pour la simulation des bilans spatialisés, mais nécessite un forçage météorologique précis et distribué spatialement. En particulier, le vent, souvent complexe à représenter dans les modèles atmosphériques,apparaît comme un facteur prépondérant pour modéliser correctement les processus de fonte. Avec des forçages météorologiques bien contraints, ces deux approches (empirique et physique) se révèlent très performantes quant à la modélisation du bilan de masse estival. Toutefois, nos résultats montrent que les bilans annuels restent très conditionnés par les bilans hivernaux du fait de la rétroaction de l’albédo de surface. Une attention particulière a donc été portée sur la simulation de l’accumulation.A partir des données de l’observatoire GLACIOCLIM, notre étude n’a pas permis d’établir de relation significative entre la variabilité spatio-temporelle des bilans hivernaux et les variables morpho-topographiques.Pour cette raison, une campagne spécifique basée sur des mesures LiDAR a été mise en œuvre au Col du Midi (Massif du Mont-Blanc) afin d’affiner le réseau de mesures et d’améliorer la compréhension de la variabilité spatio-temporelle de la couverture neigeuse. Nos résultats montrent la complexité d’obtenir des mesures d’accumulation par différence de MNT, du fait des vitesses d’émergence/submergence. / Glaciers naturally record hydrological and energetic information into varied climatic regions of the world, and are sensitive to small changes in their surface energy balance. The glacier surface mass balance is directly linked to the atmospheric variables which control accumulation and ablation processes. Many models, with different complexities, enable simulations of mass balance evolution, but some questions arise about the best approach to use, especially over long time periods. Based on long measurement series on four glaciers in the French Alps (GLACIOCLIM observatory), this thesis aims at studying the mass balance sensitivity to climatic variations, to identify relevant meteorological variables for modelling. Based on an empirical approach performed on each glacier, temperature was found to be the main driver of temporal ice/snow ablation variability while solar radiations strongly influence the spatial distribution of summer mass balance. However, at glacier scale, to include solar radiation in melt models does not improvethe performances and a classical degree-day model is sufficient to simulate glacier-wide mass balance.The snowpack model SURFEX-ISBA-Crocus was then used to study summer mass balance sensitivity to all surface energy balance fluxes. Results indicate good performances of the model to simulate mass balance at each stake, but it requires accurate meteorological forcing. In particular wind, generally difficult to assessby atmospheric models, appears as a key factor for an accurate ablation modelling. Our work emphasizes that both physical and empirical approaches are very efficient for ablation modeling when forced with accurate meteorological data. Yet, annual mass balances remain very sensitive to wintermass balance due to the surface albedo feedback. For this reason, simulating accumulation processes remainsas important as ablation modelling. Using GLACIOCLIM data measurements, our study failed to find relevant relationship between winter mass balance and topographical variables such as slope, aspect, elevation, due to insufficient spatio-temporal resolution. To fill this gap of measurements, we set up a dedicated field campaign to improve our understanding of the spatio-temporal variability of the snow depth distribution on Alpineglaciers. This year-round campaign was performed using LiDAR acquisitions at Col du Midi (Mont Blancmassif). Results underline the complexity of accurate accumulation measurements from DEM differences due to submergence/emergence velocities.

Dans un contexte de changement climatique, l'intégration des énergies renouvelables aux systèmes électriques est un enjeu majeur des décennies à venir. Les énergies liées au climat (photovoltaïque, éolien et hydro-électricité) peuvent contribuer à une réduction des émissions de gaz à effet de serre. Cependant, elles sont fortement intermittentes et la production électrique associée peine à répondre à la demande.Cette étude vise à évaluer la faisabilité météorologique du développement d'un système de production électrique basé sur les sources d'énergie liées au climat (CRE - Climate-Related Energy). Nous considérons uniquement leurs variations spatiotemporelles et supposons un équilibre entre production et demande moyennes. Nous avons développé CRE-Mix, une chaîne de modèles permettant de convertir les variables météorologiques en chroniques énergétiques. Cet outil permet l'estimation des fluctuations spatiotemporelles de production et de demande énergétiques résultant de la variabilité hydro-climatique. Pour une sélection de régions en Europe, nous évaluons la facilité d'intégration des CRE en fonctions de leur cohérence temporelle avec la demande. Pour chaque source d'énergie et de multiples mix énergétiques nous estimons successivement (i) le taux de pénétration moyen (PE), qui quantifie la proportion de demande satisfaite sur une longue période et (ii) les caractéristiques des périodes de faible pénétration pour lesquelles le taux journalier de demande satisfaite reste bas pendant plusieurs jours consécutifs. Les résultats montrent que les systèmes basés sur une seule source ont du mal à répondre à la demande et souffrent de longues périodes de faible PE, en raison de leur variabilité temporelle. Cependant, une combinaison d'énergies, l'utilisation de systèmes de stockage ou l'échange d'énergie entre régions, permettent d'augmenter fortement la fiabilité des CRE (PE proche de 100% et rares/courtes périodes de faible pénétration). Cette étude, basée sur 30 ans, a été étendue à l'ensemble de XXème siècle afin d'évaluer les fluctuations basse fréquence des CRE résultant de la variabilité interne du climat. De longues chroniques régionales de production et de demande ont été générées grâce au développement d'une méthode de descente d'échelle statistique basée sur les analogues atmosphériques (SCAMP). Cet outil génère des scénarios météorologiques multivariés physiquement cohérents. Les résultats montrent que les variations basse fréquence des CRE sont influencées par les grandes oscillations océano-climatiques. De plus, on montre que les variations multi-décennales de l'hydro-électricité sont particulièrement importantes avec notamment une différence en PE supérieure à 15% d'une décade à l'autre et des périodes de faible pénétration aux caractéristiques très irrégulières.Enfin, nous évaluons la pertinence de systèmes électriques basés sur les CRE en climat futur. SCAMP permet de produire des scénarios régionaux de variables météorologiques à partir des modèles climatiques issus des simulations CMPI5. Pour les précipitations, les tendances simulées par SCAMP sont en désaccord avec de nombreuses études. L'application de SCAMP en "modèle parfait" semble indiquer que le lien entre les situations atmosphériques de grande échelle et les précipitations totales, mais également convectives et stratiformes, change en climat futur. / In the context of climate change, the integration of renewables in electric power systems is one of the main challenges of the coming decades. Climate-Related-Energy sources (CRE - solar, wind and hydro power) can contribute to reduce the greenhouse gas emissions. However, they exhibit large spatio-temporal fluctuations and the associated intermittent electricity generation often leads to an incomplete supply-demand balance. This study aims to evaluate the meteorological feasibility of developing an electric power system that would only rely on CRE sources. We focus on the multi-scale spatio-temporal fluctuations of these renewables by assuming a balance between mean electricity production and mean energy load. We develop and use CRE-mix, a suite of models able to convert meteorological conditions into CRE time series. It gives an assessment the spatio-temporal fluctuations of power production and energy demand, resulting from the multi-scale hydro-climatic variability. For a set of European regions, we assess the ease of integration of CRE sources, regarding their temporal consistency with energy demand. For each CRE source and multiple CRE mixes, we consider in turn (i) the mean penetration rate (PE), which quantifies the proportion of satisfied demand over a long period and (ii) the characteristics of low penetration periods, defined as sequences of days for which the penetration rate is lower than a given threshold. This study proves that single CRE sources have difficulty to meet the energy demand and suffer from long low penetration periods, due to their multi-scale temporal variations. However, using some integrating factors (multi-sources, storage systems, inter-regions electric power transmission), efficiently improves the reliability of CRE-based power systems with PE rates close to 100% and rare low penetration periods.These analyses, based on a 30-yr period, are extended to the entire 20th century in order to assess the low frequency fluctuations of CRE sources resulting from the internal variability of climate. Long regional series of production and demand, were generated thanks to the development of a statistical downscaling method based on atmospheric analogues (SCAMP). It simulates physically-consistent multivariate series of meteorological parameters. The results demonstrate that these fluctuations are related to some large scale oceano-climatic oscillations. Moreover, the multi-decennial variations of hydro power are particularly large: changes in PE rates exceeding 15% from one decade to the other and uneven energy droughts characteristics.Finally, we evaluate the relevance of the CRE sources under future climate conditions. SCAMP is used to produce downscaled projections of meteorological drivers of CRE sources for the 21st century from a selection of CMIP5 climate models. The resulting scenarios for precipitation are not consistent with other studies focusing of the future modifications of this variable in Europe. The application of SCAMP in a perfect-model approach seems to indicate that the large-scale-meteorology/local-precipitation relationship is changing in the course of the 21st century, for all total, convective and stratiform precipitation.

L'objet de ce travail de thèse est l'exploration des facteurs qui influencent la réussite académique des étudiants (n= 1447) dans les Instituts Universitaires de Technologie (IUT) tout au long des deux années que dure la préparation du diplôme universitaire de technologie (DUT). La réussite dans l'enseignement supérieur en France semble très liée au baccalauréat obtenu et à son niveau deréussite (Duru-Bellat & Kieffer, 2008), les IUT présentent de ce point de vue une double singularité intéressante pour explorer cette question. Comparés aux autres filières de l'Université française, les bacheliers technologiques y sont proportionnellement plus nombreux et y réussissent mieux. Ces instituts sont en cela fidèles à leur rôle institutionnel. Néanmoins, la proportion des bachelierstechnologiques décroît sur le long terme et ils y réussissent moins bien que leurs homologues des baccalauréats généraux.Cette exploration des facteurs de réussite passe par une modélisation statistique de la moyenne de fin de semestre, à la fois intégrative et longitudinale. L'objectif est alors de discerner les facteurs ayant le plus d'influence sur la performance et la progression durant un semestre. Le cadre théorique retenu contient quatre familles de variables. La première rassemble les caractéristiques personnelles des individus lors de leur entrée à l'IUT, la deuxième porte sur leur perception du contexte académique, la troisième et la quatrième sont respectivement constituées de leur motivation et de leur engagement dans l'apprentissage. Ces familles de variables sont introduites par bloc pour la première année suivant un schéma global préétabli.Cette spécification a mis en évidence l'importance du passé scolaire parmi les caractéristiques personnelles en début d'IUT. Dans le contexte académique, l'implication enseignante perçue est la variable la plus influente. Pour la motivation, le Sentiment d'Efficacité Personnel possèdel'influence la plus marquée. Enfin, les dimensions cognitives et comportementales de l'engagement ont émergé avec l'apprentissage en surface et la régulation des ressources disponibles respectivement. Exception faite de l'implication enseignante, les dimensions psychosociales perdent de leur influence au fur et à mesure que le temps passe, phénomène assimilable à une élasticité décroissante de la moyenne avec le temps. Enfin, le constat le plus massif est l'effet des variables du passé scolaire, notamment le type de baccalauréat et la mention. Ces variables ne sont quasiment pas médiatisées par les autres variables sauf s'il s'agit d'indicateurs de la performance académique comme la moyenne d'un semestre par exemple. L'écart en fin de première année entre bacheliers technologiques et scientifiques est très important, il équivaut à environ deux niveaux de mention au baccalauréat. De plus, la progression des bacheliers technologiques s'avère plus difficile que celle des scientifiques au second semestre et l'écart entre ces types de bacheliers tend à diminuer en fin de deuxième année. Même si un surcroît de motivation, une meilleure orientation de l'engagement sont des leviers pour favoriser la réussite des bacheliers technologiques, la grandeur des effets attendus ne permet pas de penser qu'il s'agit de solutions suffisantes pour combler le fossé observé. Cette explication des différences par l'amont, bien que convaincante, n'est toutefois pas suffisante pour expliquer les observations conditionnées aux différents cursus : il semble bien exister des établissements ou des cursus plus ou moins favorables aux bacheliers technologiques. / This thesis aims to explore factors influencing students' (n=1447) academic achievement in the technological stream of French university (IUT) during the two years preparation of their technological university degree. French students' achievement seems to be strongly tied with thetype of their high school diploma (technological vs scientific) (Duru-Bellat & Kieffer, 2008), the IUTs present two interesting singularities to examine this question. Compared to Students from other French university streams, IUTs' students with technological background are proportionally more numerous and obtain better results. IUTs are thus assumed their institutional role. Nevertheless, proportions of students with technological background decrease from year to year and these students are less successful than the scientific ones. The exploration of factors influencing achievement goes through a statistic model of average of bi-annual grades. The aim is to discern the most significant factors affecting results and progression during academic terms. To this end, the framework contains four families of variables. The first onebrings together student personal background information when they enter the IUT. The second one is about the students' perception of academic context. The third and the fourth families are respectively motivation and engagement in learning. These families of variables are graduallyintroduced according to a predetermined pattern. This specification highlights the predominance of academic past among personal background. It reveals that perceived involvement of teachers is the most influential variable in the perception of academic context. Self-Efficacy has the most remarkable influence on progress and academic results. The cognitive and behavioral dimensions of engagement have finally arisen with surface approach of learning, and regulation of available resources respectively. Except for the perceived involvement of teachers, all the psychosocial factors impact less academic terms' averages asstudents continue their studies . This phenomenon can be compared to a decrease of elasticity of average over time. Finally, to notice that despite the introduction of those psychosocial variables, the past academic story remains the strongest and the most significant predictor of academic termsaverages. The academic past is barely mediated by variables introduced in the model, except if these variables are academic performance indicators like intermediate academic terms averages. The gap between students with technological high school diploma and students with scientific one, in termof average at the end of the first year, can be considered as being very large. This gap can be indeed estimated as a high school diploma with distinction or one with merit only. Furthermore, it's more difficult to improve for technological high school graduates than for the scientific ones during thefirst year. Nevertheless, the difference in terms of averages between technological and scientific high school graduates tends to decrease after two years. A better motivation and an increased engagement are positive means to foster the tech high school graduates’ achievement but the importance of the expected effects is too small to think it could be enough to fill the gap. Although this explanation of differences of academic terms averages and of academic progress by the past academic story is convincing, it is not enough to explain the observations depending on the different curricula. These observations show that the domain or curriculum has an impact on the success ofthe technological high school graduate.

Les Technosols issus de l’arrêt des activités industriels présentent des propriétés physico-chimiques très contrastées de celles de sols naturels et peuvent renfermer de fortes teneurs en polluants organiques (e.g. composés aromatiques polycycliques (CAP)). Leur abandon pendant des décennies a entrainé l’apparition d’une pédogenèse, particulièrement sous l’influence de facteurs climatiques et supposé entrainer un phénomène d’atténuation naturelle des polluants organiques bien que ces effets ne soient rarement identifiés. Nous proposons ainsi de modéliser l’évolution de la disponibilité des CAP au cours du temps et sous l’influence du facteur climatique. La première étape a été de transcrire des données climatiques atmosphériques en conditions pédoclimatiques et ce, selon les effets de la localisation à l’échelle mondiale, de scénarios de changements climatiques (GIEC), des propriétés des sols et de la profondeur. L’effet de modalités pédoclimatiques sur la disponibilité des CAP a ensuite été testée en conditions contrôlées et sur 11 terres industrielles contrastées (cokeries, usines à gaz). Les conséquences de ces variations de disponibilité des CAP sur la toxicité des sols ont ensuite été validées par un test de croissance de Zea mays L sur les terres vieillies. Les résultats ont été incrémentés dans les modélisations des pédoclimats permettant ainsi de prédire l’évolution de la disponibilité des CAP. Si les conditions climatiques actuelles participent à une diminution de la disponibilité des CAP, le phénomène inverse se produit suite à un réchauffement climatique, que nous définirons comme amplification naturelle, soulignant à nouveau les risques potentiels liés aux changements climatiques sur les sols / Technosols linked with the end of industrial activities depict contrasted properties from those of natural soils and may contain high concentration of organic pollutants (e.g. polycyclic aromatic compounds (PAC)). Their neglect led to the apparition of pedogenetic processes particularly under the influence of climate which potentially contribute to the natural attenuation phenomenon. Hence, we suggest a new method to predict the evolution of PACs’ availability over time and under the influence of climate. The first step was to build a transcription model to predict the pedoclimate evolution derived from weather datasets and under the influence of climate location, climate change scenarios (IPCC), soil properties and depth. The effect of pedoclimatic events on the evolution of PAC availability was then tested in controlled conditions and on 11 contrasted industrial soils (coking plant and gas plant). This allowed predicting the frequency and occurrence of major pedoclimatic events (e.g. freeze-thaw, wetting-drying cycles and periods of high temperature) that drive pedogenesis. The consequence of these availability variation on toxicity were then tested using a growth test of Zea mays L. on aged soils, confirming that PAC availability and soil phytotoxicity are linked. The aging results were then incremented into the pedoclimate model to predict the evolution of PAC availability over time. As the current climatic conditions lead to a decrease in PAC availability (natural attenuation), the opposite effect is observed under the warmer climate of 2100. We described this phenomenon as natural amplification which underlines the upcoming threat of climate change on soils