Ce mémoire a pour objectif général d’apporter une contribution à la compréhension de la nature et l’étendue des modifications du paysage par les Iroquoiens du Saint-Laurent dans la vallée laurentienne au XVIe siècle. Comme « organismes vivants », ce groupe culturel apparenté qui occupait un grand territoire entre l’embouchure des Grands Lacs et le golfe du Saint-Laurent constituant une vaste zone de captage de ressources, a créé des niches pour assurer sa reproduction. Nous nous intéressons particulièrement à l’empreinte que ces niches réalisées ont laissé sur leur environnement en prenant spécifiquement le paysage comme objet d’étude. Nous avons cherché à évaluer l’importance ou l’étendue de cette « transformation ». Puisqu’il est difficile de « voir » ces paysages du passé, nous avons tenté de les décrire en utilisant des descriptions des premiers explorateurs, missionnaires, aventuriers, administrateurs et colonisateurs européens, d’une part, et à des études paléoécologiques et archéologiques plus récentes, de l’autre. La démarche adoptée est celle de la multidisciplinarité. Les études protohistoriques sur le paysage étant relativement peu fréquentes en écologie végétale et dans les disciplines de l’aménagement, nous nous appuierons principalement sur une revue de littérature dans les domaines de l’ethnologie, de l’ethnohistoire, de l’histoire, de l’ethnologie comparative, de la géographie, de l’écologie, de l’agronomie, de la palynologie, de l’étude des charbons de bois fossiles, de l’archéologie et de l’archéologie du paysage, considérant certains paysages comme une niche réalisée. Au final, plus de 400 textes ont été consultés dont 160 ont été cités dans ce mémoire. Les illustrations de l’explorateur et du cartographe Samuel de Champlain, sur la côte est de la Nouvelle-Angleterre, et celles de la vallée du Saint-Laurent ont été étudiées pour déterminer à la fois leur valeur de « vérité » et leur valeur de « connaissances » et, ainsi nous permettre de mieux comprendre les paysages anthropiques de ces territoires. Un des outils les plus efficaces pour défricher de larges pans des forêts pour ainsi ouvrir le paysage et permettre, en autre, la mise en culture de la terre est l’utilisation du feu. Nous avons recensé un certain nombre d’observations dans ce sens dans le nord-est de l’Amérique, mais pas strictement dans la vallée du Saint-Laurent. La niche réalisée par les Iroquoiens du Saint-Laurent devait constituer un ou des paysages de type mosaïque. C’est-à-dire que de grandes étendues de forêts denses pouvaient alterner avec des forêts de type « parc ». Les sources historiques retenues dans notre mémoire tendent à confirmer ce type de paysages dans certaines parties de la vallée laurentienne et autour des Grands Lacs. / The purpose of this thesis is to contribute to the understanding of the nature and extent of landscape changes by the Iroquoians of the St. Lawrence in the Laurentian Valley in the sixteenth century. As a "living organism" (Homo sapiens), this related cultural group, which occupied a vast territory between the mouth of the Great Lakes and the Gulf of St. Lawrence, was a large resource catchment area and created niches to ensure its reproduction. We are particularly interested in the « footprint » that these niches made to leave on their environment by specifically taking the landscape as a scale of study. We sought to assess the importance or extent of this "transformation". Since it is impossible to "see" these landscapes of the past, we have tried to describe them using descriptions of early explorers, missionaries, adventurers, administrators and European colonizers, on the one hand, and more recent paleoecological and archaeological studies, on the other hand. The approach adopted is that of multidisciplinarity. Protohistorical studies on landscape are relatively infrequent in plant ecology and in the disciplines of planning, we will rely primarily on a literature review in the fields of ethnology, ethnohistory, history, comparative ethnology, geography, ecology, agronomy, palynology, the study of fossil charcoal, archeology and landscape archeology, considering certain landscapes as a realized niche construction. In the end, more of 400 texts were consulted, of which 160 were cited in this master thesis. Illustrations by Samuel de Champlain, explorer and cartographer, on the east coast of New England, and those of the St. Lawrence Valley were studied to determine both their value as "truth" and their value as "knowledge" and thus allow us to "see" the anthropic landscapes of these territories. One of the most effective tools for clearing large part of forests to open up the landscape and allow, among other things, the cultivation of the land is the use of fire. We have identified a number of observations along these lines in northeastern America, but not strictly in the St. Lawrence Valley. The niche created by the Iroquoians of the St. Lawrence was to constitute one or more mosaic-type landscapes. That is, large areas of dense forest could alternate with "park" type forests. The historical sources retained in our memory tend to confirm this type of landscape in certain parts of the Laurentian valley and around the Great Lakes. As part of this master thesis, we are looking to know if the use of fires controlled by Aboriginals for the creation of a niche or for the maintenance of the niche created could be used in the management of natural environments by taking for example the speckled alder (Alnus incana ssp. rugosa) overgrowth in marsh of Lake Saint-François National Wildlife Area.

La région du lac Mégantic est probablement la première zone à s'être déglacée au Québec, ce qui lui confère un intérêt particulier. L'analyse pollinique et anthracologique des sédiments des trois lacs situés à ses abords, soit les lacs Clinton, Dubuc et des Joncs ont permis de reconstituer l'histoire locale et régionale de la végétation et des feux. La présence d'un gradient altitudinal a entrainé des décalages surtout dans l'instauration des premières phases forestières. La région s'est déglacée vers 13 500 ans AA, et une toundra s'y est installée. Le début de l'afforestation est marqué par l'arrivée du sapin baumier et de l'épinette noire. Par la multiplication de leurs populations, la forêt s'est fermée vers 10 000 ans AA pour constituer une forêt boréale qui fût alors perturbée par plusieurs épisodes de feux. Vers 8000 ans AA, les nouvelles conditions climatiques favorisent les espèces feuillues et instaurent une érablière à bouleau jaune et une diminution de la fréquence des feux. Les résultats obtenus permettent d'enrichir les connaissances paléophytogéographiques et anthracologiques du Québec. / The Lac Mégantic area is probably the first deglaciated in Quebec (13,500 cal. BP) which gives it a special interest. The pollen and charcoal analysis in sediments of three lakes located in its vicinity, Clinton, Dubuc and des Joncs Lakes, helped to reconstruct postglacial vegetation and fire, locally and regionally. The presence of an altitudinal gradient resulted in some delays in the introduction of various forest stages especially at the beginning. At start, tundra established in the region. The start of the afforestation is marked by the arrival of the balsam fir and black spruce. By multiplying their populations, the forest closed around 10,000 years cal. BP to build a boreal forest and was also disturbed by multiple fires. By 8,000 years cal. BP, new conditions favored deciduous species and created a sugar maple and yellow birch forest associated with lower fire frequencies. This study offers new perspectives in fire and forest reconstitutions by using proximal sites.

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. / Understanding the factors that determine vegetation nature and dynamics in Central Africa is an important issue given climatic changes and increasing human pressure. Forest and savanna are often considered as two alternative stable and highly contrasted states, driven by complex interactions between climate, soil and disturbances. The current relationships between tree cover and its determinants (annual water deficit, fire frequency, population density, intensity of land use and soil type) were characterized using remote sensing data and a statistical model. It has been shown that there is not one, but several savanna stable states. For savanna states of low tree cover (≤ 35%), it is mainly the soil type and the annual water deficit which determine their presence and the transition from one to another. The most wooded savannas (> 35%) and the forests seem to be the most sensitive to anthropogenic disturbances. However, this statistical model can only describe the contemporary relationships between vegetation structure and its determinants. Conversely, studying environmental bio-proxies preserved in natural archives, which constitutes the paleo-ecological approach, enables reconstructing long-term vegetation, disturbances and some climatic features, in order to obtain a dynamic view of their relationships. Paleo-sequences from three lakes, currently located in a forest, in a savanna-forest mosaic, and in a savanna, were investigated. On the one hand bio-proxies from recent lake sediments were compared to satellite images, and on the another hand a statistical model between bio-proxies from modern soils and vegetation surveys was calibrated. The results of these studies enabled to better understand the information carried by phytoliths and charcoals, and therefore to better estimate vegetation structure and fire history. Moreover, they emphasize the importance of precisely identifying taphonomic processes in order to accurately reconstruct paleo-environments. The preliminary results of a lacustrine paleo-sequence covering the last 3000 years are presented in discussion. Although the environment around the lake has remained a savanna, vegetation structure has undergone significant changes due to both climate change and modifications in fire regimes. Moreover, it seems that these structural changes were not gradual but happened abruptly, as it happens currently along the climatic gradient. This work therefore predicts a critical response of tropical biomes to global changes.

La thèse s'est inscrite dans le cadre du programme international AMMA (Analyses Multidisciplinaires de la Mousson Africaine) qui vise à mieux renseigner, comprendre et prévoir la mousson de l'Afrique de l'Ouest et ses variabilités. La distribution de l'ozone dans un plan altitude-latitude a été simulée à l'aide d'un modèle méso-échelle bidimensionnel afin d'évaluer les processus participant à la formation des gradients méridiens d'ozone tels qu'ils sont observés en haute et basse troposphère grâce aux mesures aéroportées des programmes MOZAIC et AMMA. Une seconde partie est consacrée à l'analyse des données de radiosondages ozone effectués à Cotonou, Bénin. Les variations saisonnières et interannuelles de la distribution verticale de l'ozone en Afrique de l'Ouest sont soulignées. Le transport inter-hémisphérique des émissions des feux de biomasse pendant l'été boréal est démontré avec l'aide de modèles numériques (chimie-transport et dispersion lagrangienne de traceur passif).

Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire portent sur la simulation sur maquette d'un panache d'incendie en tunnel par un panache massique formé par le rejet continu en canal d'un gaz léger (air-hélium). L'objectif de ces travaux est d'améliorer la technique de simulation à partir d'études théorique, expérimentale et numérique sur la dynamique d'un panache massique en champ libre ainsi qu'en milieu confiné ventilé.<br />Dans un premier temps, un modèle théorique de type intégral est développé pour décrire le comportement d'un panache massique se développant en champ libre, dans un fluide ambiant au repos et non stratifié. Ce développement théorique met en évidence que les évolutions avec l'altitude des caractéristiques du panache peuvent être déduites de celle d'un paramètre unique, la "fonction panache". Dans un second temps, des simulations numériques sont réalisées à l'aide du code de calcul Fire Dynamic Simulator (FDS) dans des situations de plus en plus complexes : panache massique d'hélium en champ libre puis en milieu confiné et ventilé (type tunnel). Les résultats de simulations numériques obtenus pour un milieu confiné et ventilé sont encourageants, en bon accord avec des données expérimentales. Les résultats numériques et expérimentaux, obtenus dans le cadre d'un projet de recherche national RGC&U, permettent de mettre en lumière les mécanismes à l'origine du caractère fortement tridimensionnel d'un panache d'incendie dans un tunnel ventilé longitudinalement. Enfin, dans le cadre des essais sur maquette, les règles de similitude pour la simulation d'un panache d'incendie réel par un panache massique sont établies à partir des équations physiques. Le foyer est modélisé par le rejet d'un mélange gazeux léger air-hélium dont les caractéristiques sont ajustées afin de correctement reproduire la masse volumique des fumées d'incendie.

Les sols des régions de montagne sont confrontés à de fortes modifications climatiques et d'usages qui les rendent particulièrement sensibles à trois menaces : l'érosion, la perte de matière organique et de biodiversité. Cette thèse aborde la question de la qualité des sols sous l'angle de processus clés (décomposition et agrégation de la matière organique) au sein de différents compartiments de la partie superficielle du sol vivant (épipédon). Ces processus clés interviennent dans l'intensité des services rendus par les sols comme la séquestration de carbone, la fertilité des sols et le maintien de leur activité biologique. Parmi les indicateurs utilisés dans l'évaluation de la qualité des sols, nous avons choisi de tester des indicateurs simples et composites reliés aux processus clés de deux types d'écosystèmes subissant de fortes contraintes environnementales. Deux sites d'étude situés dans les massifs du Dévoluy (Isère) et des Maures (Var) ont été utilisés. Tous deux sont marqués par un fort gradient de végétation induit par des contraintes naturelles (sols à permafrost pour le site du Dévoluy) ou anthropiques (incendies pour le site des Maures). Dans ce travail, nous formulons trois hypothèses : (i) il existe au niveau des sols une signature originale des modifications environnementales influençant le fonctionnement des écosystèmes forestiers ; (ii) cette signature est liée à la qualité des sols et recouvre une partie biologique largement sous estimée ; (iii) la réflectance du sol résume cette signature et permet sa caractérisation dans des conditions contrastées. Les résultats de la thèse démontrent que les contraintes liées au pédoclimat et aux incendies induisent de fortes modifications des variables décrivant les processus de décomposition et d'agrégation dans les sols. Le compartiment biologique du sol (microflore ou microfaune) est particulièrement affecté par ces contraintes, révélant des modifications dans les processus liés aux chaînes trophiques des sols (voies préférentielles de décomposition et d'agrégation biologique, nitrification et dénitrification potentielles). La spectroscopie proche infrarouge se révèle être un outil pertinent pour rendre compte des modifications de qualité physico-chimiques mais aussi biologiques des sols soumis à de fortes contraintes.

Les aérosols perturbent l'équilibre radiatif de la Terre via leurs effets directs (diffusion et absorption du rayonnement solaire) et indirects (interaction avec les nuages). La perturbation anthropique sur le climat liée aux émissions d'aérosols est du même ordre de grandeur que celle liée aux gaz à effet de serre, mais bien moins connue. Pour améliorer notre connaissance de cette perturbation, il est nécessaire de mieux connaître la distribution spatio-temporelle des aérosols. En effet, la description des sources et du transport dans les modèles d'aérosols reste incertaine et l'information fournie par les satellites est incomplète (pas de détection en présence de nuages, pas d'information sur la distribution verticale ou sur la nature chimique). De plus, les campagnes de mesures sont localisées dans l'espace et dans le temps. Mon travail de thèse vise à améliorer la connaissance des distributions d'aérosols via l'assimilation de mesures spatiales dans un modèle de transport. On combine ainsi les informations apportées par la mesure spatiale (épaisseur optique) avec celles du modèle (type de particules attendues, distribution verticale). Dans cette étude, les données de l'instrument spatial POLDER sont assimilées dans le modèle LMDz-INCA. Les résultats montrent tout l'intérêt d'utiliser l'ensemble de l'information disponible. Dans beaucoup de régions, cette méthode a permis d'améliorer notre connaissance des distributions (en termes de réduction des erreurs RMS). Un exemple d'application à l'étude de l'effet indirect des aérosols est montré.

Dans les paysages soudaniens, embrasés lors de la saison sèche, les importantes mutations engendrées par l'intensification agricole recomposent les espaces et les modes de gestion associés. Dans ce contexte, le feu, symbole passé de la dégradation des forêts devient un outil d'ingénierie écologique aux services des savanes désormais menacées. Afin d'analyser ces bouleversements complexes des paysages-objets et des représentations associées aux enjeux modernes qui se tissent, une caractérisation spatiale fine du feu a été entreprise. Ce travail, central dans la recherche menée, permet alors d'appréhender l'évolution des modes de gestion et les trajectoires paysagères. Contrairement aux observations reléguant les pratiques du feu comme anecdotiques ou anarchiques en saison sèche, nous montrons que la dynamique complexe des feux de brousse est principalement structurée par la combinaison locale d'une pratique régulière et de facteurs pédoclimatiques. L'interaction locale entre le moment de la mise à feu et la combustibilité de la végétation est le critère déterminant des régimes de feux observés à l'échelle régionale. Les dernières pluies correspondent ainsi à l'éclosion des premiers feux sur les sols squelettiques, puis petit à petit, les feux parcourent des milieux aux sols plus profonds où la végétation reste humide plus longtemps. Le recours à l'analyse et à la simulation spatiale a permis de faciliter les échanges entre observations de terrain et cartes régionales, pour ainsi explorer les interactions locales entre mise à feu et dynamique saisonnière des espaces. Cependant si cette dynamique saisonnière est confirmée, elle dévoile au-delà-des variables biophysiques, la place nouvelle des territoires dédiés à la protection de la nature et l'hétérogénéité des regards portés sur la gestion des espaces ruraux.

La région du lac Mégantic est probablement la première zone à s'être déglacée au Québec, ce qui lui confère un intérêt particulier. L'analyse pollinique et anthracologique des sédiments des trois lacs situés à ses abords, soit les lacs Clinton, Dubuc et des Joncs ont permis de reconstituer l'histoire locale et régionale de la végétation et des feux. La présence d'un gradient altitudinal a entrainé des décalages surtout dans l'instauration des premières phases forestières. La région s'est déglacée vers 13 500 ans AA, et une toundra s'y est installée. Le début de l'afforestation est marqué par l'arrivée du sapin baumier et de l'épinette noire. Par la multiplication de leurs populations, la forêt s'est fermée vers 10 000 ans AA pour constituer une forêt boréale qui fût alors perturbée par plusieurs épisodes de feux. Vers 8000 ans AA, les nouvelles conditions climatiques favorisent les espèces feuillues et instaurent une érablière à bouleau jaune et une diminution de la fréquence des feux. Les résultats obtenus permettent d'enrichir les connaissances paléophytogéographiques et anthracologiques du Québec. / The Lac Mégantic area is probably the first deglaciated in Quebec (13,500 cal. BP) which gives it a special interest. The pollen and charcoal analysis in sediments of three lakes located in its vicinity, Clinton, Dubuc and des Joncs Lakes, helped to reconstruct postglacial vegetation and fire, locally and regionally. The presence of an altitudinal gradient resulted in some delays in the introduction of various forest stages especially at the beginning. At start, tundra established in the region. The start of the afforestation is marked by the arrival of the balsam fir and black spruce. By multiplying their populations, the forest closed around 10,000 years cal. BP to build a boreal forest and was also disturbed by multiple fires. By 8,000 years cal. BP, new conditions favored deciduous species and created a sugar maple and yellow birch forest associated with lower fire frequencies. This study offers new perspectives in fire and forest reconstitutions by using proximal sites.

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.