Depuis les années 1980, de nombreuses études ont montré l’importance des peuplements forestiers très matures et de leurs attributs constitutifs (arbres de gros diamètre, bois morts…) pour la conservation de la biodiversité forestière. Ces travaux ont permis d’initier un processus en faveur d’une meilleure reconnaissance de la fonction écologique des forêts. La plupart de ces études ne tiennent cependant pas compte de la notion d’ancienneté des forêts, i.e. de la continuité temporelle de l’état boisé. Cette notion apparaît pourtant pertinente pour expliquer la répartition de certaines espèces. Ainsi, une forêt ancienne, même rajeunie par une perturbation, pourrait jouer un rôle pour la conservation de la biodiversité tout aussi important qu’une forêt récente constituée de peuplements très matures. Cette relation a priori contrastée entre biodiversité et maturité d’une part et biodiversité et ancienneté d’autre part, soulève de nombreuses questions quant aux choix stratégiques à mettre en place pour une conservation et une gestion optimale de la biodiversité en forêts. Plus généralement, ces notions permettent de questionner l’influence relative des activités humaines passées et actuelles sur la biodiversité forestière. Afin de préciser les effets relatifs de l’ancienneté et de la maturité sur la biodiversité, une approche combinant géohistoire et sciences de l’environnement a été mise en place. Un dispositif d’étude de 70 sites, croisant des forêts anciennes ou récentes avec des peuplements peu matures ou très matures, a été développé dans les Préalpes francçaises (Vercors, Chartreuse et Bauges). Pour chacun des sites, l’ancienneté et la maturité ont été caractérisées et quatre groupes taxinomiques ont été inventoriés : flore vasculaire, coléoptères saproxyliques, collemboles et macrolichens épiphytes. Nos résultats indiquent une absence flagrante d’effet d’héritage dû aux usages passés, à la fois dans les sols et sur la biodiversité. Les espèces étaient avant tout influencées par la maturité des peuplements, notamment la diversité des bois morts pour les coléoptères saproxyliques et l’ouverture de la canopée pour la flore vasculaire. Le sol, à travers le pH et les formes d’humus, avait également un rôle structurant fort sur la flore vasculaire et les collemboles, et le climat, à travers les températures, sur les coléoptères saproxyliques. Cet effet limité de l’ancienneté, comparativement aux études antérieures, est à mettre en relation avec le contexte écologique, paysager et historique des forêts de montagne : fort taux de boisement, forte proportion de forêts anciennes, surfaces boisées peu fragmentées, usage ancien peu impactant et gestion forestière actuelle assez extensive. Nos résultats montrent ainsi que l’effet des usages anciens sur la biodiversité dépend fortement du contexte. Ils soulignent l’importance de la prise en compte des conditions environnementales locales, attributs de maturité mais aussi conditions climatiques et édaphiques, pour une compréhension plus fine des patrons de biodiversité en forêts de montagne / Since the 1980s, numerous studies had shown the importance of stand maturity, especially old-growth habitat features (very large trees, deadwood…) for forest biodiversity conservation. This work led to a better recognition of the ecological function of forests. However, most of these studies do not take account of forest continuity, i.e. the temporal continuity in forested condition. Forest continuity has been used to explain some species distribution. Therefore, ancient forests, even rejuvenated by disturbances, may be of greater conservation interest for biodiversity than recent forests composed of overmature stands. This a priori contrasting relationship between biodiversity and stand maturity on the one hand and biodiversity and forest continuity on the other hand, raises many questions about the most appropriate policy choices to conserve and manage adequately forest biodiversity. More generally, these concepts allow the questioning of the relative influence of past and present human-induced environmental changes on forest biodiversity. To clarify the relative effects of forest continuity and stand maturity on biodiversity, we developed an approach in which we combined historical ecology and environmental sciences. We established 70 sites in the French Prealps (Vercors, Chartreuse and Bauges) in which we crossed ancient or recent forests with mature or overmature stands. For each site we characterized forest continuity and stand maturity and assessed the response of four taxonomic groups: vascular plants, saproxylic beetles, springtails and epiphytic macrolichens. Results showed an obvious lack of legacy effect on both soil conditions and biodiversity. Species were above all influenced by stand maturity, especially deadwood diversity for saproxylic beetles and canopy openness for vascular plants. Soil conditions, through pH and humus forms, had also a great structuring role on vascular plants and springtails, and climatic conditions, through temperature, on saproxylic beetles. Comparatively to previous studies, this quite limited effect of forest continuity can be linked with the ecological, landscape and historical context of mountain forests: high percentage of forest cover, high proportion of ancient forests, low-fragmented wooded areas, past land use being low impacting and current extensive forest management. Overall, our results show that the effect of forest continuity on biodiversity is context dependent and underline the necessity to better account for local environmental conditions, stand maturity attributes but also climatic and edaphic conditions, to improve our understanding of biodiversity patterns in mountain forests

Pour mettre en application le principe de "développement durable", le secteur forestier compte aujourd'hui différentes initiatives engagées au niveau international. Cependant, ces efforts sont encore insuffisants pour freiner la dégradation des ressources forestières qui s'accentue particulièrement dans les pays pauvres. Ainsi, l'actuel défi du secteur forestier consiste à redoubler les efforts visant à améliorer la mise en œuvre concrète des engagements forestiers internationaux. Une des voies envisagées actuellement par les organismes internationaux est d'encourager une meilleure articulation du principe de durabilité aux politiques et programmes nationaux. Participant à ce même objectif, cette thèse aborde l'analyse du processus de décision publique forestière afin d'examiner l'utilisation effective du concept de gestion durable des forêts, et plus particulièrement à travers un des principaux outils de celle ci: les critères et indicateurs (C&I). Ainsi, dans le domaine de la gestion durable des forêts et des politiques forestières, le pilier central de ce travail de recherche est constitué des sujets suivants: les aspects conceptuels associés à la gestion durable des forêts; l'articulation des C&I avec un modèle de formulation de la politique forestière; l'étude de cas portant sur les C&I et les politiques forestières dans le cadre des forêts de montagne. Le principal résultat obtenu correspond à l'identification d'un ensemble de C&I servant à caractériser, globalement, une politique forestière pour la gestion durable des forêts de montagne européennes.

Les chutes de blocs constituent un aléa naturel majeur dans les Alpes françaises en raison de leur probabilité d'occurrence spatiale et temporelle très élevée. Les forêts peuvent constituer une solution naturelle et efficace pour atténuer ce phénomène tout en protégeant les populations et leurs infrastructures. Cependant, ce service écosystémique peut être perturbé par d'autres aléas naturels comme les feux de forêts, susceptibles d'être plus fréquents et intenses dans le contexte actuel et futur de changements climatiques.Cette thèse propose ainsi d'évaluer les effets des incendies sur la capacité de protection des forêts contre les chutes de blocs dans les Alpes françaises.Une méthodologie pour évaluer la capacité de protection d'une forêt contre les chutes de blocs est d'abord développée et consiste à utiliser des simulations de propagation de chutes de blocs réalisées sur 3886 placettes forestières des Alpes françaises pour calculer trois indicateurs quantitatifs évaluant la réduction de la fréquence (BARI), de l'intensité (MIRI) et la réduction globale (ORPI) de l'aléa chutes de blocs dues à la présence d'une forêt. Ces indicateurs sont utilisés pour identifier les variables forestières prépondérantes pour évaluer la capacité de protection : la longueur boisée sur le versant, la surface terrière et le diamètre moyen. Les peuplements présentant une distribution hétérogène des diamètres et composés de plusieurs essences offrent généralement une meilleure protection que les peuplements monospécifiques et réguliers, soulignant ainsi l'influence de la diversité forestière. Cette thèse montre ainsi que les taillis présentent les capacités de protection les plus élevées, suivis par les futaies feuillues et les futaies mixtes ; les peuplements résineux venant en dernier.Les évolutions spatiales et temporelles des conditions climatiques favorables aux incendies, étudiées sur la période 1959-2015, révèlent un contraste majeur entre les Alpes du Sud qui ont connu une forte augmentation (en intensité, fréquence, durée et saisonnalité) surtout à haute altitude, et les Alpes du Nord, où une légère hausse est observée à basse altitude, mais aucune tendance significative n'est observée à haute altitude. Ces résultats sont ensuite utilisés pour définir trois types de feux (d'hiver, d'été moyen et d'été très sec) pour lesquels la mortalité post-incendie est étudiée à l'échelle de l'arbre et du peuplement forestier. Ces analyses montrent que seuls les feux d'été sont susceptibles d'affecter significativement les peuplements, en particulier à basse altitude où les peuplements feuillus (notamment les taillis) dominent.L’effet des incendies sur la capacité de protection des forêts est évalué en comparant les simulations de propagation de chutes de blocs sans feu aux simulations après chaque type de feu pour lesquelles les arbres avec une forte probabilité de mortalité post-feu ne sont pas pris en compte. Les valeurs de ORPI pour chaque placette forestière et chaque type de feu sont ainsi calculées et comparées au scénario de référence sans feu, permettant ainsi d'évaluer quantitativement la réduction de la capacité de protection. Les peuplements de basse altitude, soumis à des conditions climatiques plus chaudes et sèches, présentent des réductions de la capacité de protection après des feux d'été de l'ordre de 60 à 100 %. Il s'agit principalement de taillis et de futaies feuillues. À plus haute altitude, la réduction est de l'ordre de 30 à 65 %.En conclusion, ce travail de thèse propose une méthode originale pour quantifier la capacité de protection d'une forêt contre les chutes de blocs avant et après un incendie et alimente les connaissances sur ces deux aléas naturels et les risques associés. L'analyse multi-aléas conduite en fin de thèse permet d'appréhender les effets cascades potentiels à l'échelle du peuplement forestier et de quatre territoires bioclimatiquement homogènes des Alpes françaises. / Rockfalls are a major natural hazard in the French Alps due to their high probability of spatial and temporal occurrence. Forests constitute an efficient nature-based solution to mitigate this hazard while protecting human lives and assets. However, this ecosystem service may be disrupted by others natural hazards such as wildfires likely to be more frequent and intense in the current and future context of climate changes.This PhD thesis proposes to assess the effects of fires on the protection capability of forests against rockfalls in the French Alps.A methodology to evaluate the protection capability of a forest against rockfalls is first developed. It consists in modeling rockfalls propagations on 3886 forest plots taken in the French Alps to calculate three quantitative indicators that assess the reduction of the frequency (BARI), the intensity (MIRI) and the overall reduction (ORPI) of rockfalls due to the presence of a forest. These indicators are used to identify the predominant forest variables for assessing the protective effect: the length of forest along the slope, the basal area and the mean diameter. Forest stands with a heterogeneous distribution of diameters and made up of several tree species generally offer a better protection than monospecific and regular stands, thus underlining the influence of forest diversity. This work shows that coppices have the highest protection capabilities, followed by hight stands dominated by deciduous species and mixed stands; coniferous stands coming last.Spatio-temporal trends in fire weather in the French Alps are investigated over the period 1959-2015 and reveal a major contrast between Southern Alps which experienced a strong increase (in intensity, frequency, duration and seasonality) especially at high elevation, and Northern Alps, where a slight increase at low elevation and no significant trends at high elevation are observed. These results are then used to define three types of fires (winter, summer, and dry summer) for which post-fire tree mortality is studied at the tree and forest stands levels. These analyses show that only summer fires are likely to significantly affect the forest ecosystems, particularly at low elevations where deciduous stands (especially coppice) dominate.The effect of fires on the protection capabilities of forests is assessed by comparing rockfalls propagation simulations without fire to simulations after each type of fire in which the trees with a high post-fire mortality are not taken into account. The ORPI values for each forest plot and fire type are thus calculated and compared to the reference scenario without fire thus making it possible to quantitatively assess the reduction of the protection capabilities. Low elevation stands, subject to warmer and drier climatic conditions, show reductions of the protective effect in the range 60-100%. It mainly concerns coppices and deciduous stands. At high elevation, the reduction is in the range 30- 65%.In conclusion, this PhD thesis proposes an original method to quantify the protection capabilities of a forest against rockfalls before and after a fire and improve the knowledge of these two natural hazards and their associated risks. The multi-hazard analysis conducted at the end of the thesis makes it possible to understand the potential cascading effects in the main forest types and for four bioclimatically homogeneous territories of the French Alps.