Résumé : Le satellite Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS), lancé en novembre 2009, est le premier satellite en mode passif opérant en bande-L. Cette fréquence est considérée comme optimale pour estimer l’humidité du sol. SMOS est destiné à cartographier l’humidité de la couche 0-5 cm du sol à l’échelle globale, avec une précision attendue inférieure à 0,04 m3/m3, une répétitivité temporelle inférieure à 3 jours et une résolution spatiale d’environ 40 km. L’objectif de cette thèse est de valider l’humidité du sol de SMOS sur des sites agricoles et forestiers situés au Canada, et de contribuer au développement de méthodes de désagrégation de l’humidité du sol estimée par SMOS dans le but d’exploiter ces données dans les études à l’échelle locale telle qu’en agriculture. Les données de la campagne de terrain CanEx-SM10, effectuée sur un site agricole (Kenaston) et un site forestier (BERMS) situés à Saskatchewan, et celles de la campagne SMAPVEX12, effectuée sur un site majoritairement agricole (Winnipeg) situé au Manitoba, sont utilisées. Les données d’humidité du sol de SMOS ont montré une amélioration de la version v.309 à la version v.551. La version 551 des données d’humidité du sol de SMOS se compare mieux aux mesures in situ que les autres versions, aussi bien sur les sites agricoles que sur le site forestier. Sur les sites agricoles, l’humidité du sol de SMOS a montré une bonne corrélation avec les mesures au sol, particulièrement avec la version 551 (R ≥ 0,58, en modes ascendant et descendant), ainsi qu’une certaine sensibilité à la pluviométrie. Néanmoins, SMOS sous-estime l’humidité du sol en général. Cette sous-estimation est moins marquée sur le site de Kenaston en mode descendant (|biais| ≈ 0,03 m3/m3, avec la version v.551). Sur le site forestier, en raison de la densité de la végétation, les algorithmes d’estimation de l’humidité du sol à partir des mesures SMOS ne sont pas encore efficaces, malgré les améliorations apportées dans la version v.551. Par ailleurs, sur le site agricole de Kenaston et le site forestier de BERMS, les données d’humidité du sol de SMOS ont montré, généralement, de meilleures performances par rapport aux produits d’humidité du sol d’AMSR-E/NSIDC, AMSR-E/VUA et ASCAT/SSM. DISaggregation based on Physical And Theoretical scale Change (DISPATCH), un algorithme de désagrégation à base physique, est utilisé pour désagréger à 1 km de résolution spatiale l’humidité du sol de SMOS (40 km de résolution) sur les deux sites agricoles situés à Kenaston et à Winnipeg. DISPATCH est basé sur l’efficacité d’évaporation du sol (SEE) estimée à partir des données optique/ thermique de MODIS, et un modèle linéaire/non-linéaire liant l’efficacité d’évaporation et l’humidité du sol à l’échelle locale. Sur un site présentant une bonne dynamique spatiale et temporelle de l’humidité du sol (le site de Winnipeg au cours de la campagne de terrain SMAPVEX12), les résultats de DISPATCH obtenus avec le modèle linéaire sont légèrement meilleurs (R = 0,81 ; RMSE = 0.05 m3/m3 et pente = 0,52, par rapport aux mesures in situ) comparés aux résultats obtenus avec le modèle non-linéaire (R = 0,72 ; RMSE = 0.06 m3/m3 et pente = 0,61, par rapport aux mesures in situ). La précision de l’humidité du sol dérivée de DISPATCH, en se basant sur les deux modèles linéaire et non linéaire, décroit quand l’humidité du sol à grande échelle croît. Cette étude a montré, également, que DISPATCH peut être généralisé sur des sites particulièrement humides (le site de Kenaston au cours de la campagne de terrain CanEx-SM10). Cependant, en conditions humides, les résultats dérivés avec le modèle non-linéaire (R > 0,70, RMSE = 0,04 m3/m3 et pente ≈ 0,80, par rapport aux valeurs d’humidité du sol dérivées des mesures aéroportées de la température de brillance en bande L) ont montré de meilleures performances comparées à ceux dérivés avec le modèle linéaire (R > 0,73, RMSE = 0,08 m3/m3 et pente > 1.5, par rapport aux valeurs d’humidité du sol dérivées des mesures aéroportées de la température de brillance en bande L). Ceci est dû à une sous-estimation systématique de la limite sèche Tsmax. Par ailleurs, l’humidité du sol désagrégée présente une forte sensibilité à〖 Ts〗_max, particulièrement avec le modèle linéaire. Une approche simple a été proposée pour améliorer l’estimation de〖 Ts〗_max, dans des zones particulièrement humides. Elle a permis de réduire l’impact de l’incertitude sur〖 Ts〗_max dans le processus de désagrégation. Avec 〖 Ts〗_max améliorée, le modèle linaire aboutit à de meilleurs résultats (R > 0,72, RMSE = 0,04 m3/m3 et pente ≈ 0,80, par rapport aux valeurs d’humidité du sol estimées à partir des mesures aéroportées de la température de brillance en bande-L) que le modèle non-linéaire (R > 0,64, RMSE = 0,05 m3/m3 et pente ≈ 0,3, par rapport aux valeurs d’humidité du sol estimées à partir des mesures aéroportées de la température de brillance en bande-L). Basé sur des données optiques/ thermiques de MODIS, DISPATCH n’est pas applicable pour les journées nuageuses. Pour surmonter cette limitation, une nouvelle méthode a été proposée. Elle consiste à combiner DISPATCH avec le schéma de surface Canadian Land Surface Scheme (CLASS). Les données d’humidité du sol à 1 km de résolution dérivées de DISPATCH pour les journées non nuageuses sont utilisées pour calibrer les simulations de CLASS disponibles continuellement aux heures de passage de SMOS. Une approche de calibration basée sur la correction de la pente entre les valeurs d’humidité du sol dérivées de CLASS et les valeurs d’humidité du sol dérivées de DISPATCH (données de référence) a été mise au point. Les résultats montrent que les données d’humidité du sol à 1 km de résolution dérivées de cette nouvelle approche pour les journées nuageuses se comparent bien aux mesures in situ (R = 0,80 ; biais = -0,01 m3/m3 et pente = 0,74). Pour les journées non nuageuses, les valeurs d’humidité du sol dérivées de DISPATCH seul se comparent mieux aux mesures in situ que les valeurs dérivées en combinant DISPATCH à CLASS. / Abstract : The Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS), launched in November 2009, is the first passive microwave satellite operating in L band which is considered as optimal for soil moisture estimation. It is designed to provide global soil moisture maps at 0 – 5 cm layer from soil surface with a targeted accuracy of 0.04 m3 / m3, revisit time of less than 3 days anda spatial resolution of about 40 km. The objective of this thesis is to validate SMOS soil moisture data over agricultural and forested sites located in Canada, and to contribute to the development of SMOS downscaling methods in order to exploit these data in local scale studies such as agriculture. The data used are collected during the CanEX-SM10 field campaign, conducted over an agricultural site (Kenaston) and a forested site (BERMS) located in Saskatchewan, and during SMAPVEX12 field campaign conducted over a mostly agricultural area (Winnipeg) located in Manitoba. SMOS soil moisture data showed an improvement from the processor versions 309 to 551. Version 551 was found to be closer and more correlated to ground measurements over both agricultural and forested sites. For the agricultural sites, SMOS soil moisture showed high correlation coefficient with ground data especially with version 551(R ≥ 0.58, for ascending and descending overpasses), as well as a certain sensitivity to rainfall events. However, the SMOS soil moisture values were underestimated compared with ground measurements. This underestimation is less pronounced for the descending overpass over the Kenaston site (|bias| viii ≈ 0.03 m3/m3, for version v.551). For the forested site, due to the vegetation density, the SMOS soil moisture estimation algorithms were not very efficient despite the improvements brought to version 551. Moreover, over the agricultural site of Kenaston and the forested site of BERMS, SMOS soil moisture data showed, in general, good performances compared to AMSR-E/NSIDC, AMSR-E/VUA and ASCAT/SSM soil moisture products. DISaggregation based on Physical And Theoretical scale Change (DISPATCH), a physically-based downscaling algorithm, was used to downscale at 1-km spatial resolution the SMOS soil moisture estimates (40-km resolution) over the agricultural sites located in Kenaston and Winnipeg. DISPATCH is based on the Soil Evaporative Efficiency (SEE) derived from optical/thermal MODIS data, and a linear/non-linear model linking the Soil Evaporative Efficiency to the near-surface soil moisture at local scale. Over a site with a good spatial and temporal dynamics of soil moisture (such as Winnipeg’s site during the SMAPVEX12 field campaign), slightly better results were obtained with DISPATCH based on the linear model (R = 0.81, RMSE = 0.05 m3 /m3 and slope = 0.52, with respect to ground data) compared to results obtained from the non-linear model (R = 0.72, RMSE = 0.06 m3 /m3 and slope = 0.61, with respect to ground data). The accuracy of the DISPATCH-derived soil moisture, using both linear and non-linear models, decreases when the large-scale soil moisture increases. This study also showed, also, that DISPATCH can be generalized for very wet soil conditions (Kenaston’s site during the CanEX-SM10 field campaign). However, under wet soil conditions, better results were obtained with DISTACH based on the nonlinear (R > 0.70, RMSE = 0.04 m3/m3 and slope ≈ 0.80, with respect to the estimated soil moisture form L-band airborne brightness temperature) compared to results obtained with ix DISPATCH based on the linear model (R > 0.73, RMSE = 0.08 m3/m3 and slope > 1.5, with respect to the estimated soil moisture form L-band airborne brightness temperature). This is due to a systematic underestimation of the dry edge Tsmax. Furthermore, the downscaling results were found to be very sensitive to 𝑇𝑠𝑚𝑎𝑥, particularly with the linear model. A simple approach was proposed to improve the estimation of Tsmax under very wet soil conditions. It allowed reducing the impact of 𝑇𝑠𝑚𝑎𝑥 uncertainty in the disaggregation process. Using the improved Tsmax value, better results were obtained with the linear model (R > 0.72, RMSE = 0.04 m3/m3 and slope ≈ 0.80, with respect to the estimated soil moisture form L-band airborne brightness temperature) compared to the non-linear model (R > 0.64, RMSE = 0.05m3/m3 and slope ≈ 0.3, with respect to the estimated soil moisture form L-band airborne brightness temperature). Based on optical/thermal MODIS data, DISPATCH is not applicable for cloudy days. To overcome this limitation, a new method was proposed. It involves the combination of DISPATCH with the Canadian Land Surface Scheme (CLASS). DISPATCH-derived soil moisture data for cloud-free days are used to calibrate CLASS soil moisture simulations which are continually available at SMOS overpasses times. A calibration approach based on slope correction between the CLASS-derived and DISPATCH-derived (reference data) soil moisture datasets is considered. Results showed that soil moisture values derived from this newly developed method during cloudy days compare well with in situ data (R = 0.80, RMSE = 0.07 m3/m3 and slope = 0.73). For no-cloudy days, DISTATCH-derived soil moisture data are closer to in situ data than those derived when combining DISPATCH with CLASS.

Le constat évoqué à propos des peuples arabes, acteurs passifs d’un contexte de paupérisation, est centré sur ses orientations futures à travers l'impact déterminant des discours idéologiques. L’entrée du monde arabe dans l’ère moderne a tourné au désastre, entravant son accès à la modernité en l'éloignant peu à peu d’une idée de progrès. L’effort de dépassement d'une logique de crise perpétuelle s'orientera inévitablement vers la recherche d’un idéal commun en mesure de conférer une stabilité vitale pour cette région soumise à des siècles d’instabilité. Parmi les choix futurs des populations arabes, l'une des alternatives pourrait être l'éradication du contexte de misère via l’instauration d’un mode de production démocratique.

L'évapotranspiration (ET) et ses deux composantes, l'évaporation du sol et la transpiration des plantes, jouent un rôle crucial dans le cycle hydrologique, en particulier dans les régions semi-arides. Le suivi de l'évaporation du sol à des échelles multiples est particulièrement intéressant pour une multitude d'applications agronomiques, hydrologiques, météorologiques et climatiques, pour lesquelles la télédétection a un grand potentiel via deux observables clés liées à l'évaporation: la température de surface (Land Surface Temperature - LST) et l'humidité du sol en surface (Soil Moisture - SM). Cette thèse avait pour but d'améliorer la représentation spatio-temporelle de l'évaporation du sol, par une modélisation multi-échelle capable d'utiliser la synergie des données de télédétection disponibles. Une nouvelle méthodologie a été développée afin d'estimer l'efficacité évaporative du sol ou SEE (Soil Evaporative Efficiency, définie comme le rapport entre l'évaporation du sol réelle et celle potentielle), avec une résolution comprise entre 100 m et 40 km. Elle combine l'humidité du sol dérivée à 40 km de résolution des données micro-ondes, la température de surface, le couvert végétal et l'albédo de surface issues des capteurs optiques avec une résolution spatiale variant de 100 m and 1 km, et des données météorologiques. Cette approche a été testée sur des zones irriguées semi-arides au Maroc, au Mexique et en Espagne. Dans une première étape, un modèle du bilan d'énergie du sol (EBsoil) a été proposé pour estimer les limites humide/sèche d'un modèle de l'ET basé sur la LST. Les sorties du modèle EBsoil ont été validées avec des mesures in situ de la température du sol réalisées au Maroc. Les estimations de l'ET obtenues soit uniquement à partir des données de télédétection, soit en utilisant EBsoil, ont ensuite été comparées avec une ET de référence sur le site mexicain pour des résolutions de 100 m et 1 km. Les résultats ont montré que l'intégration de EBsoil améliore les estimations de l'ET à la résolution de 1 km. L'étape suivante s'est concentrée sur la dynamique temporelle de la SEE, en utilisant la technique de la modélisation globale. Cette approche a été utilisée jusqu'à présent pour un petit nombre de contextes environnementaux, avec encore moins de modèles obtenus qui sont en mesure de reproduire la dynamique d'origine. Pour la première fois, un modèle chaotique de dimension quatre a été obtenu pour le cycle journalier de la SEE, capable de reproduire la dynamique de la variable avec une bonne approximation dans l'espace des phases. Dans une dernière étape, les deux approches de télédétection utilisées pour calculer la SEE - en fonction de la LST ou de la SM - ont été combinées dans un algorithme de désagrégation (DISPATCH) des données SM SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity). EBsoil a été intégré dans DISPATCH et un nouvel algorithme a été développé: DISPATCH-E. Une évaluation indirecte de l'approche de modélisation de la SEE a été implémentée sur le site espagnol en comparant la SM DISPATCH-E aux mesures in situ. L'intégration de EBsoil améliore significativement la SM désagrégée à 1 km de résolution. De plus, elle fournit des points de référence pour l'étalonnage des modèles multi-résolution de la SEE, ainsi qu'une évaluation indépendante de l'incertitude des données de télédétection. / Evapotranspiration (ET) and its two main components, soil evaporation and plant transpiration, play a crucial role in the hydrological cycle, especially over semi-arid regions. Monitoring soil evaporation at multiple scales is especially relevant to a multitude of agronomic, hydrologic, meteorological and climatic applications, where remote sensing-based approaches have great potential via two evaporation-related observable variables: the land surface temperature (LST) and the surface soil moisture (SM). The aim of this PhD was to try and improve the spatio-temporal representation of soil evaporation by developing a multi-scale modeling approach that makes use of the synergy between readily available remote sensing data. A new methodology was developed to estimate the soil evaporative efficiency or SEE (ratio of actual to potential soil evaporation) at 100 m to 40 km resolution by combining 40 km resolution microwave-derived SM, 100 m to 1 km resolution thermal-derived LST, 100 m to 1 km resolution reflectance-derived vegetation cover/surface albedo and available meteorological data. The approach was tested over three different semi-arid irrigated areas in Morocco, Mexico and Spain. In a first step, a soil energy balance model (EBsoil) was proposed to improve the determination of the dry/wet boundaries of a LST-based ET model. EBsoil outputs were validated against in situ measurements of dry/wet soil temperatures over the Moroccan site. ET estimates were subsequently derived either from remote sensing data solely or by using EBsoil and intercompared at 100 m and 1 km resolutions with a reference ET over the Mexican site. Results showed that integrating EBsoil improves ET estimates at a medium (1 km) resolution. The next step consisted in looking into the temporal dynamics of SEE, using the global modeling technique, approach used for a very small number of environmental contexts, with even fewer models obtained that are able to reproduce the original dynamics. For the first time ever, a four dimensional chaotic model was obtained for the daily cycle of SEE, able to reproduce the dynamics of the variable with a good approximation in the phase domain. In a final step, the two remote sensing approaches used in deriving SEE - as a function of LST or SM - were combined within a disaggregation algorithm (DISPATCH) of SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) SM data. EBsoil was integrated in DISPATCH and a new algorithm was developed: DISPATCH-E. An indirect validation of the SEE modeling approach was performed by assessing DISPATCH-E's results in terms of 1 km resolution SM estimates over the Spanish site. Implementing EBsoil significantly improves the downscaled SM. Furthermore it provides reference points for calibrating multi-resolution SEE models, as well as being an independent way of assessing uncertainty in remotely sensed data.

En cours / En cours

Le champ de l’Aide Multicritère à la Décision (AMCD) propose des manières de modéliser formellement les préférences d’un décideur de façon à lui apporter des éclaircissements. Le champ s’intéresse aux problèmes impliquant une décision et faisant intervenir plusieurs points de vue pour évaluer les options (ou alternatives) disponibles. Ce travail vise principalement à proposer des méthodes d’élicitation, donc des façons de questionner un décideur ou un groupe de décideurs pour obtenir un ou plusieurs modèles de préférence. Ces méthodes utilisent des techniques dites de désagrégation consistant à prendre des exemples de décision pour base de la modélisation. Dans le contexte étudié, les modèles de préférence sont des modèles de tri : ils déterminent une façon d’affecter des alternatives à des catégories ordonnées par préférence. Nous nous intéressons à la classe de modèles de tri MR Sort. Nous présentons une méthode permettant de faire converger un groupe de décideurs vers un modèle de tri unique. Elle s’appuie sur des programmes mathématiques. Nous analysons également en détail les difficultés liées aux imprécisions numériques posées par l’implémentation de ces programmes. Nous proposons aussi un algorithme permettant de comparer deux modèles MR Sort. Nous introduisons une manière novatrice d’interroger le décideur d’une façon qui permet de prendre en compte ses hésitations, via l’expression de degrés de crédibilités, lorsqu’il fournit des exemples d’affectation. Les résultats de la méthode permettent au décideur de visualiser les compromis possibles entre la crédibilité et la précision des conclusions obtenues. Nous proposons une méthode de choix de portefeuille. Elle intègre des préoccupations d’évaluation absolue, afin de s’assurer de la qualité intrinsèque des alternatives sélectionnées, et des préoccupations portant sur l’équilibre du portefeuille résultant. Nous expliquons également en quoi cette méthode peut constituer une alternative à la discrimination positive. Nous décrivons les composants logiciels réutilisables que nous avons soumis à une plateforme de services web, ainsi que les fonctionnalités développées dans une bibliothèque qui implémente les méthodes proposées dans ce travail. Un schéma de données existe visant à standardiser l’encodage de données de méthodes d’AMCD en vue de faciliter la communication entre composants logiciels. Nous proposons une nouvelle approche visant à résoudre un certain nombre d’inconvénients de l’approche actuelle. Nous développons en guise de perspective une proposition visant à inscrire la modélisation des préférences dans une épistémologie de type réaliste. / The field of Multicriteria Decision Aid (MCDA) aims to model in a formal way the preferences of a decision maker (DM) in order to bring informations that can help her in a decision problem. MCDA is interested in situations where the available options (called alternatives) are evaluated on multiple points of view. This work suggests elicitation methods: ways of questioning a DM or a group of DMs in order to obtain one or several preference models. These methods rely on socalled disaggregation techniques, which use exemplary decisions as a basis for building the preference model. In our context, the preference models are sorting models: they determine a way of assigning alternatives to preferenceordered categories. We are interested in a class of sorting models called MR Sort. We present a method that helps a group of DMs converge to a unique sorting model. It uses mathematical programs. We also analyze in detail the difficulties due to numerical imprecision when implementing these programs, and we propose an algorithm allowing to compare two MR Sort models. We introduce a novel way of interrogating the DM in order to take her hesitations into account, through the expression of degrees of credibility, when she gives assignment examples. Results of the method let the DM examine possible compromises between credibility and precision of the conclusions. We propose a method to choose portfolios. It encompasses two dimensions: absolute evaluation, in order to ensure that the selected alternatives are sufficiently good, and balance of the resulting portfolio. We also explain how this method compares to affirmative action. We describe the reusable software components that we have submitted to a web services platform, as well as functionalities developed in a library that implements the methods this work proposes. A data scheme exists that aims to standardize encoding of data related to MCDA methods, in order to ease communication between software components. We propose a new approach aiming to solve some drawbacks of the current approach. We develop as a perspective a proposal that aims to integrate preference modeling into the framework of realistic epistemology.

Cette thèse se propose d'étudier les impacts des changements climatiques sur les vents de surface en France et d'en tirer des conclusions sur le potentiel éolien. Du fait de leur faible résolution spatiale, les modèles climatiques ne peuvent pas reproduire correctement la variabilité spatiale des vents de surface en France. Deux méthodes de désagrégation ont donc été développées afin de régionaliser un ensemble de scénarios climatiques: une méthode statistique basée sur une analyse en types de temps et une méthode statistico-dynamique utilisant des simulations méso-échelles à haute résolution. A l'horizon 2050, des changements significatifs mais relativement faibles apparaissent avec notamment une diminution de la vitesse du vent dans le sud et une augmentation dans le nord. L'utilisation d'autres méthodes de désagrégation permet d'étudier différentes sources d'incertitudes : il apparaît que l'essentiel de l'incertitude est dû aux modèles climatiques.

La France, comme la majeure partie de l'Europe risque d'être confrontée à des changements climatiques sévères au cours du 21ème siècle. Cette thèse se propose d'en étudier les impacts sur le cycle hydrologique, à l'échelle des bassins versant français.<br />Une méthode de désagrégation statistique, basée sur le concept de type de temps, est développée et mise en œuvre afin de régionaliser un ensemble de scénarios climatiques pour forcer un modèle hydro-météorologique. Des impacts sévères sont visibles dès le milieu du 21ème siècle, avec notamment une forte diminution des débits moyens en été et automne, et une large augmentation du nombre de jours d'étiage.<br />D'autres méthodes de désagrégation sont utilisées afin de tester la sensibilité des résultats <br />au choix de la méthode: celle-ci s'avère limitée. La principale source d'incertitude <br />réside en fait dans le choix du modèle climatique. Nous essayons pour finir de mieux comprendre les raisons physiques de cette dispersion des scénarios climatiques sur l'Europe.

Le champ de l'Aide Multicritère à la Décision (AMCD) propose des manières de modéliser formellement les préférences d'un décideur de façon à lui apporter des éclaircissements. Le champ s'intéresse aux problèmes impliquant une décision et faisant intervenir plusieurs points de vue pour évaluer les options (ou alternatives) disponibles. Ce travail vise principalement à proposer des méthodes d'élicitation, donc des façons de questionner un décideur ou un groupe de décideurs pour obtenir un ou plusieurs modèles de préférence. Ces méthodes utilisent des techniques dites de désagrégation consistant à prendre des exemples de décision pour base de la modélisation. Dans le contexte étudié, les modèles de préférence sont des modèles de tri : ils déterminent une façon d'affecter des alternatives à des catégories ordonnées par préférence. Nous nous intéressons à la classe de modèles de tri MR Sort. Nous présentons une méthode permettant de faire converger un groupe de décideurs vers un modèle de tri unique. Elle s'appuie sur des programmes mathématiques. Nous analysons également en détail les difficultés liées aux imprécisions numériques posées par l'implémentation de ces programmes. Nous proposons aussi un algorithme permettant de comparer deux modèles MR Sort. Nous introduisons une manière novatrice d'interroger le décideur d'une façon qui permet de prendre en compte ses hésitations, via l'expression de degrés de crédibilités, lorsqu'il fournit des exemples d'affectation. Les résultats de la méthode permettent au décideur de visualiser les compromis possibles entre la crédibilité et la précision des conclusions obtenues. Nous proposons une méthode de choix de portefeuille. Elle intègre des préoccupations d'évaluation absolue, afin de s'assurer de la qualité intrinsèque des alternatives sélectionnées, et des préoccupations portant sur l'équilibre du portefeuille résultant. Nous expliquons également en quoi cette méthode peut constituer une alternative à la discrimination positive. Nous décrivons les composants logiciels réutilisables que nous avons soumis à une plateforme de services web, ainsi que les fonctionnalités développées dans une bibliothèque qui implémente les méthodes proposées dans ce travail. Un schéma de données existe visant à standardiser l'encodage de données de méthodes d'AMCD en vue de faciliter la communication entre composants logiciels. Nous proposons une nouvelle approche visant à résoudre un certain nombre d'inconvénients de l'approche actuelle. Nous développons en guise de perspective une proposition visant à inscrire la modélisation des préférences dans une épistémologie de type réaliste.

L'altération des lithologies himalayennes a potentiellement impacté le cycle global du carbone. Pour pouvoir contraindre et comprendre les processus qui se sont produits dans l'Himalaya et qui ont affecté ces cycles, nous devons être distinguer les signatures de l'altération du silicate et du carbonate dans la charge dissoute des fleuves de l'Himalaya. Des études antérieures ont tenté de le faire en utilisant diverses méthodes mais il n’existe toujours pas de consensus clair sur l’ampleur et le flux de l’altération du silicate dans l’Himalaya. Cette thèse propose l'utilisation du 40Ca comme traceur pouvant améliorer la quantification du flux d'altération du silicate et du carbonate dans la charge dissoute des rivières himalayennes. Des travaux antérieurs ont montré que le budget de l'eau de mer 40Ca est dominé par une source de manteau, de sorte que les carbonates marins ont une signature homogène de 40Ca indiscernable par rapport à la valeur du manteau. En revanche, la croûte supérieure de silicate devrait avoir développé une composition radiogénique. La différence entre la signature en Ca radiogénique des lithologies de carbonate et de silicate peut donc être utilisée pour différencier l’altération du carbonate et du silicate dans la charge dissoute des rivières. Nous présentons ici une étude géochimique comprenant des analyses de Ca radiogénique des rivières drainant les principales unités lithologiques de l'Himalaya, ainsi que des résultats provenant de sédiments, de substrat rocheux, de sol et de gravier. Nos résultats montrent que les carbonates de l’Himalaya ne présentent pas d’excès de 40Ca radiogénique malgré des signatures très variables 87Sr/86Sr, alors que les sédiments sont radiogènes (+0.9 à +4). Ceci suggère que pour Ca, contrairement à Sr, l'échange isotopique entre les lithologies silicate et carbonate a été minime. La composition en Ca radiogène de l'eau des rivières va de +0.1 dans les captages à prédominance carbonatée à +11 dans les rivières drainant des bassins versants silicatés. Pour les grandes rivières, les estimations du budget relatives à l’altération du silicate et du carbonate sur la base des éléments principaux et la composition en Ca radiogénique tendent à concorder. Cependant, pour certaines rivières plus petites, en particulier celles drainant des bassins à dominance silicatée dans les formations cristallines de HHC et du LH, certaines divergences sont observées. Celles-ci ne peuvent pas être attribuées à une définition imprécise de la composition chimique ou radiogénique en Ca des pôles de mélange utilisés pour la modélisation budgétaire, car les valeurs requises pour résoudre le modèle ne sont pas raisonnables. Ils ne peuvent pas non plus être expliqués par la précipitation de carbonates secondaires dans les rivières car la composition non radiogénique de carbonates suggère que ce processus n'est que mineur. Au contraire, ces différences peuvent être dues à la dissolution des traces de calcite radiogénique contenues dans les lithologies de silicate HHC et LH. Le vieillissement de ce matériau, qui ne représente qu'une infime partie de la surface du captage du silicate, pourrait produire une proportion substantielle du Ca radiogénique et pourrait ainsi avoir une influence significative sur le calcul des budgets de ces bassins à partir des données isotopiques. Néanmoins, comme cet effet est observé principalement dans les bassins à faible taux d’érosion des silicates, son influence sur les estimations du flux global de vieillissement du silicate sera mineure. Plus généralement, les résultats de cette thèse impliquent que le système 40Ca permet une résolution de problématiques qui ne peuvent pas être approfondies avec succès à l'aide d'isotopes Sr dans l'Himalaya. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour définir la gamme complète des compositions de Ca radiogénique dans l’Himalaya afin de répondre clairement aux questions concernant les flux d’altération des silicates / Weathering of Himalayan lithologies has had a potential impact on the global carbon cycle. To be able to constrain and understand the processes that occurred in the Himalayas that affected these cycles, we must be able to distinguish the signatures of silicate and carbonate weathering in the dissolved load of Himalayan rivers. Previous studies have attempted to do this using a variety of methods but there is still not a clear consensus on the magnitude and flux of silicate weathering in the Himalaya. This thesis proposes the use of 40Ca as a tracer that could improve the quantification of the silicate and carbonate weathering flux in the dissolved load of Himalayan rivers. Previous work has shown that the 40Ca budget of seawater is dominated by a mantle source, such that marine carbonates have a homogeneous 40Ca signature indistinguishable from the mantle value. In contrast, the upper silicate crust is expected to have developed a radiogenic composition. The difference between the radiogenic Ca signature of carbonate and silicate lithologies can be therefore used to differentiate between carbonate and silicate weathering in the dissolved load of rivers. Here, we present a geochemical survey, including radiogenic Ca analyses, of rivers draining the main lithological units of the Himalaya, as well as results from sediments, bedrock, soil and gravel. Our results show that Himalayan carbonates exhibit no radiogenic 40Ca excesses despite highly variable 87Sr/86Sr signatures, whereas sediments are variably radiogenic (+0.9 to +4). This suggests that for Ca, unlike for Sr, isotopic exchange between the silicate and carbonate lithologies has been minimal. The radiogenic Ca composition of river water ranges from +0.1 in carbonate dominated catchments to +11 in rivers draining silicate catchments. For large rivers, silicate and carbonate weathering budget estimates based on major elements and radiogenic Ca compositions tend to agree. However, for some smaller rivers, especially those draining silicate dominated basins in the HHC and LH formations, some discrepancies are observed. These cannot be attributed to poor definition of the chemical or radiogenic Ca composition of the endmembers used for budget modeling, as the values required to bring the estimates into agreement are unreasonable. They also cannot be explained by precipitation of secondary carbonates in the rivers as the non-radiogenic composition of the carbonate fraction of sediments suggests that this process is only minor. Rather, these discrepancies may be due to the dissolution/weathering of trace amounts of radiogenic calcite contained within HHC and LH silicate lithologies. The weathering of such material, which represents only a tiny fraction of the area of the silicate catchment, could yield a substantial proportion of the radiogenic Ca and may thus have a significant influence on the isotopically based weathering budgets of these basins. Nevertheless, as this effect is observed primarily in basins with low silicate erosion rates, its influence on estimates of the overall silicate weathering flux will be minor. More generally, the results of this thesis imply that the 40K–40Ca system can resolve issues that cannot be successfully addressed using Sr isotopes in the Himalaya. Further work is needed to define the full range of radiogenic Ca compositions in the Himalaya in order to clearly answer questions regarding silicate weathering fluxes

Le champ de l'Aide Multicritère à la Décision (AMCD) propose des manières de modéliser formellement les préférences d'un décideur de façon à lui apporter des éclaircissements. Le champ s'intéresse aux problèmes impliquant une décision et faisant intervenir plusieurs points de vue pour évaluer les options (ou alternatives) disponibles. Ce travail vise principalement à proposer des méthodes d'élicitation, donc des façons de questionner un décideur ou un groupe de décideurs pour obtenir un ou plusieurs modèles de préférence. Ces méthodes utilisent des techniques dites de désagrégation consistant à prendre des exemples de décision pour base de la modélisation. Dans le contexte étudié, les modèles de préférence sont des modèles de tri : ils déterminent une façon d'affecter des alternatives à des catégories ordonnées par préférence. Nous nous intéressons à la classe de modèles de tri MR Sort. Nous présentons une méthode permettant de faire converger un groupe de décideurs vers un modèle de tri unique. Elle s'appuie sur des programmes mathématiques. Nous analysons également en détail les difficultés liées aux imprécisions numériques posées par l'implémentation de ces programmes. Nous proposons aussi un algorithme permettant de comparer deux modèles MR Sort. Nous introduisons une manière novatrice d'interroger le décideur d'une façon qui permet de prendre en compte ses hésitations, via l'expression de degrés de crédibilités, lorsqu'il fournit des exemples d'affectation. Les résultats de la méthode permettent au décideur de visualiser les compromis possibles entre la crédibilité et la précision des conclusions obtenues. Nous proposons une méthode de choix de portefeuille. Elle intègre des préoccupations d'évaluation absolue, afin de s'assurer de la qualité intrinsèque des alternatives sélectionnées, et des préoccupations portant sur l'équilibre du portefeuille résultant. Nous expliquons également en quoi cette méthode peut constituer une alternative à la discrimination positive. Nous décrivons les composants logiciels réutilisables que nous avons soumis à une plateforme de services web, ainsi que les fonctionnalités développées dans une bibliothèque qui implémente les méthodes proposées dans ce travail. Un schéma de données existe visant à standardiser l'encodage de données de méthodes d'AMCD en vue de faciliter la communication entre composants logiciels. Nous proposons une nouvelle approche visant à résoudre un certain nombre d'inconvénients de l'approche actuelle. Nous développons en guise de perspective une proposition visant à inscrire la modélisation des préférences dans une épistémologie de type réaliste.