La neige peut couvrir jusqu'à 40% des terres immergées de l'hémisphère Nord en hiver. De par son influence sur le bilan d'énergie en surface, elle constitue donc une source potentielle de variabilité et de prévisibilité climatique aux échelles mensuelles à saisonnières. Au-delà de ses effets locaux, la couverture neigeuse peut, à l'instar des surfaces océaniques, engendrer des téléconnexions et ainsi moduler le climat de régions plus lointaines. Cette thèse revisite plusieurs aspects des liens neige-climat en utilisant à la fois les jeux de données observées, les simulations réalisées pour le 4ème rapport du Groupe Intergouvernemental d'experts sur l'Evolution du Climat (GIEC), ainsi que le modèle atmosphérique ARPEGE-Climat pour réaliser des tests de sensibilité. L'influence de la neige eurasiatique/himalayenne sur la mousson indienne d'été, largement évoquée dans la littérature, est remise en cause par l'analyse des données observées étendues à la période 1967-2006. Toutefois, un prédicteur lié à la circulation atmosphérique de grande échelle sur le Pacifique Nord est proposé pour améliorer les prévisions saisonnières statistiques de la mousson indienne. L'influence des étendues de neige sibériennes en automne sur la variabilité atmosphérique hivernale de l'hémisphère Nord semble quant à elle plus robuste dans les observations. Si les modèles couplés du GIEC sont incapables de reproduire cette téléconnexion, les expériences de sensibilité réalisées avec ARPEGE-Climat confirment le mécanisme physique proposé dans la littérature, à condition que la perturbation en surface soit importante et que l'état moyen de la circulation extratropicale simulé soit suffisamment réaliste. Finalement, la prévisibilité de l'atmosphère associée à l'enneigement est quantifiée de façon plus systématique avec ARPEGE-Climat. Si les résultats montrent un impact mitigé sur la circulation de grande échelle, la relaxation/initialisation du modèle vers/avec des masses de neige plus réalistes permet une meilleure prévisibilité des températures de surface sur l'Europe et l'Amérique du Nord. La neige représente donc une source de prévisibilité climatique non négligeable à l'échelle locale et peut influencer à distance la circulation atmosphérique extratropicale. Les téléconnexions neige-climat doivent être cependant être confirmées dans les années qui viennent, et constituent encore un exercice difficile pour l'état de l'art des modèles de climat.

Les bactéries jouent un rôle clé dans les cycles biogéochimiques. Bien que l'effet du manteau neigeux en hiver dans la fonction et la composition des communautés bactériennes du sol ait été signalé, l'effet de la variation spatio-temporelle du manteau neigeux reste à étudier. Dans cette étude, nous avons caractérisé la dynamique spatio-temporelle des communautés bactériennes à partir de deux sites extrêmes selon un gradient de couvert neigeux. Pour cela, nous avons utilisé des approches moléculaires (SSCP et clonage / séquençage) et traditionnel (isolation par culture bactérienne). Les résultats présentés montrent que l'ensemble de la diversité bactérienne, sa composition et sa structure phylogénétique sont fortement liés à la durée de la couverture de neige. En outre, ces effets sont détectables au cours de la saison de végétation des plantes. Les facteurs biotiques et abiotiques (i.e. la sénescence des plantes et le pH du sol) jouent un rôle essentiel conduisant au regroupement de certaines bactéries en clades spécifiques (Acidobactéries, Actinobactéries, α-et β-Proteobactéries). Au cours de la saison de végétation des plantes, les clades de bactéries sont plus dispersés. La présente étude montre que, à un niveau taxonomique fin, la variation temporelle est un facteur plus important que la variation spatiale sur la diversité bactérienne. A un niveau taxonomique supérieur (i.e. sousphylum), la conclusion est inverse. Seule une petite fraction du total de la diversité bactérienne est cultivable et il se peut que certains groupes bactériens soient surreprésentés dans les plaques de culture. Cette étude apporte un nouvel éclairage sur le rôle de l'hiver et de la couverture neigeuse dans les distributions des communautés bactériennes. Cette étude peut-être utile pour prédire le comportement des bactéries dans les cycles des éléments nutritifs dans un contexte de réchauffement de la planète.

Pour la grande majorité des grands herbivores vivant en régions tempérées, l'hiver est la saison la plus limitante à cause des effets combinés du manque de ressources et de la sévérité des conditions climatiques. Les espèces qui ne développent pas d'adaptations morphologiques ou physiologiques particulières pour faire face à la sévérité de l'hiver doivent mettre en place des mouvements et des tactiques d'utilisation de l'espace appropriés (comme par exemple les migrations). Plus spécifiquement, ces patrons d'utilisation de l'espace peuvent émerger à différentes échelles spatio-temporelles pour permettre aux individus d'accéder aux ressources dont ils ont besoin et d'échapper aux conditions climatiques défavorables. Ainsi, ces patrons d'utilisation de l'espace déterminent le sort des individus et la dynamique des populations. Une compréhension détaillée de la relation entre les facteurs limitants durant l'hiver et la réponse des animaux en termes de mouvements est prépondérante pour préserver et gérer les populations d'ongulés sauvages avec succès, tout spécialement dans le contexte actuel de changements climatiques rapides qui induisent des modifications importantes dans le paysage et la distribution des ressources (par exemple changement de patrons de couverture neigeuse en hiver). La comparaison de tactiques de mouvements sous différents scénarios de conditions environnementales, par exemple au moyen d'analyses à vaste échelle de l'aire de distribution de l'espèce cible, représente une approche pertinente pour mieux comprendre comment les mouvements des animaux répondent aux changements dans le paysage. Le chevreuil (Capreoluscapreolus) est une espèce modèle particulièrement intéressante pour étudier ces questions parce que la distribution de cette espèce couvre la plupart des pays d'Europe, grâce à sa forte plasticité écologique / For the majority of large ungulates living in temperate regions winter is the limiting season, because of the combined effects of lack of resource availability and severity of climatic conditions. Those species that did not develop any particular morphological and physiological adaptation to cope with winter severity may adopt movement and space use tactics instead (like e.g. migration). Specifically, these space use patterns may emerge at different spatiotemporal scales to allow individuals to accede the resources they need and escape unfavourable conditions, thus determining both individual fate and population dynamics. A detailed understanding of the relationship between limiting factors in wintertime, and individual movement response, is remarkable to preserve and manage wildlife successfully, especially in the context of fast-occurring climate change that induces important alterations in landscape and resource distribution (e.g. changes of snow cover patterns). The comparison of movement tactics under different environmental scenarios, e.g. by means of large –scale analysis at the species distribution range, represents a valuable approach to work in that direction and to assess the effects of landscape alteration on individual movement. Roe deer (Capreolus capreolus) is an excellent model species to investigate these issues, because its distribution range covers most of Europe, thanks to its high ecological plasticity. For those populations that live in northern and mountain environments, winter is the limiting season because roe deer lack any morphological and physiological adaptations to cope with winter severity. In spite of the adoption of specific movement tactics such as partial migration from summer to winter ranges, roe deer may still face limiting conditions in some areas of the distribution range exposed to winter severity