Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / La présente thèse porte sur la reconstitution de la déglaciation de la partie sud du haut bassin de la rivière Saint-François et, de façon générale, sur les problèmes de reconstitution du dernier retrait glaciaire dans les Appalaches du Sud du Québec et du Nord de la Nouvelle-Angleterre. Malgré les études déjà effectuées dans cette région depuis plus d'un siècle, le déroulement da dernier retrait glaciaire y demeure encore problématique. En effet, la revue de la littérature montre qu'au moins trois principaux modèles y furent déjà proposés pour expliquer la déglaciation de cette région : (1) le modèle de retrait de l'Inlandsis laurentidien, (2) le modèle de retrait d'une glace laurentidienne ainsi que d'un ou de plusieurs glaciers appalachiens autonomes et (3) le modèle de retrait d'une ou de plusieurs calottes résiduelles détachées de l'Inlandsis laurentidien. Ces différents modèles divergent principalement quant à la provenance, à la taille ainsi qu'à la dynamique du ou des glaciers en cause. Ils furent élaborés à partir d'un faible nombre d'indices relevés dans la région, essentiellement des indices d'écoulement glaciaire, tels que l'orientation de nervures et de striures glaciaires ainsi que la répartition d'indicateurs lithologiques. Or, ces indices ont également enregistré des événements glaciaires plus anciens, puisqu'ils ont déjà permis de retracer une séquence contenant jusqu'à sept phases d'écoulement glaciaire pour la fin du Quaternaire, dans les Appalaches du Sud du Québec. Au contraire, dans cette thèse, nous utilisons une approche basée sur une interprétation du mode de mise en place de modelés tardiglaciaires relevés dans une région stratégique, plutôt que sur le seul sens des derniers écoulements glaciaires. Bien qu'ils aient été moins utilisés dans l'élaboration des différents modèles de déglaciation déjà proposés, les formes et les dépôts tardiglaciaires sont aussi des indices du dernier retrait glaciaire. Une reconstitution de leur environnement de mise en place devrait donc nous permettre de reconstituer des éléments principaux servant à élaborer un modèle de déglaciation, à savoir : (1) les lacs tardiglaciaircs et le drainage des eaux de fonte, (2) les principales positions bordières et (3) le sens des derniers mouvements glaciaires. Or, les modèles de retrait antérieurs ne rendent pas compte de l'existence possible de lacs proglaciaires dont la reconstitution n'a pas encore été faite, sauf seulement pour les niveaux les plus marqués dans le paysage, et ce malgré l'important modelé glaciolacustre qui est relevé dans la région. Un des éléments majeurs de cette thèse est justement la reconstitution des nombreux lacs proglaciaires et résiduels, y compris ceux ayant une faible dimension. L'évolution des niveaux glaciolacustres qui leur sont associés sert ensuite de repère chronologique pour délimiter les principales positions bordières qui sont établies à partir non seulement des moraines de retrait, mais aussi de toutes les formes juxtaglaciaires où la position de la glace peut être définie. Finalement, les derniers mouvements glaciaires ont été déterminés à partir de plusieurs indices d'écoulement glaciaire, mais ils ont ensuite été validés avec des indicés donnant le sens du retrait glaciaire. Une fois reconstitués les lacs tardiglaciaires, délimitées les principales positions bordières et déterminés les derniers mouvements glaciaires, il est ensuite possible d'établir une séquence chronologique des principales étapes de la déglaciation de la région étudiée, avant d'élaborer un modèle de déglaciation pour la région étudiée. Celui-ci repose sur le retrait d'un inlandsis laurentidien dont la glace aurait continué d'être active, même lorsque la bordure glaciaire reculait. Toutefois, en se retirant, cet inlandsis aurait également abandonné de petits culots glaciaires résiduels au cours de l'émergence de limites d'interfluve, comme les montagnes Frontalières. Nous avons aussi pu établir que la bordure de l'Inlandsis avait un tracé assez rectiligne, sauf dans les zones où le relief possède un fort dénivelé, et qu'elle s'est retirée principalement vers le nord-ouest. Ce retrait effectué dans le sens de la pente régionale serait aussi responsable de l'endiguement des eaux de fonte dans les vallées et de leur évacuation vers le sud puis le sud-ouest, en direction du Nord de la Nouvelle-Angleterre. Le modèle de déglaciation élaboré dans cette thèse est enfin comparé avec les autres modèles les plus récents issus de la littérature. C'est le modèle de retrait d'un inlandsis laurentidien qui s'accorde le plus avec nos conclusions, malgré qu'il ne tient toutefois pas compte des traces de stagnation glaciaire observées sur l'adret des interfluves. Par contre, les autres modèles évalués, dont le plus récent basé sur le retrait de vastes calottes résiduelles séparées d'un inlandsis laurentidien, n'expliquent pas le déroulement du dernier retrait glaciaire dans la région étudiée, en particulier le recul d'une grande masse glaciaire unique vers le nord-ouest, l'écoulement tardiglaciaire vers le sud-est, le tracé plutôt rectiligne des positions bordières, l'existence et révolution des paléolacs proglaciaires ainsi que le drainage des eaux de fonte vers la Nouvelle-Angleterre. D'ailleurs, ce sens du drainage proglaciaire implique également l'absence d'une importante masse glaciaire, qu'elle soit résiduelle ou bien autonome, qui serait centrée dans le Nord de la Nouvelle-Angleterre, juste au sud de la région étudiée.

Le but de cette étude est de retracer l’évolution de l’hydrologie dans la partie occidentale de l’Océan Pacifique subtropical en utilisant le proxy εNd analysé sur les foraminifères et sur les oxydes de ferromanganèse authigéniques dans les sédiments. Ceux-ci proviennent de carottes sédimentaires prélevées au nord de la Mer de Chine du Sud (MCS). Avant d’utiliser l’εNd dans les sédiments profonds de la MCS, 16 profils d’eau de mer, collectés au nord de la MCS et dans le Mer des Philippines, ont été analysés afin d’établir la distribution d’εNd des masses d’eau dans l’ouest du Pacifique tropical et dans la MCS, qui jusqu’à aujourd’hui n’était pas documentée. Les valeurs d’εNd des masses d’eau profondes et intermédiaires varient de -2,7 à -4,4 et augmentent légèrement avec la profondeur. Dans la mer des Philippines, les valeurs d’εNd de l’eau intermédiaire du Pacifique Nord (North Pacific Intermediate Water, NPIW) atteint -2.7±0.4 à moyenne profondeur (500 à 1400m). En-dessous de de 1800m, l’eau profonde Pacifique (Pacific Deep Water, PDW) est caractérisée par du Nd moins radiogénique (-4.1±0.5), indiquant l’intrusion de masses d’eau australes. Pour la plupart des stations du nord de la MCS, les masses d’eau en-dessous de 1500m (PDW) affichent des valeurs d’εNd homogènes (~ -4.1), similaires à celles de la PDW dans la Mer des Philippines. Les valeurs d'εNd pour l'eau intermédiaire de la mer de Chine du Sud (South China Sea Intermediate Water, SCSIW, 500-1500m) varient entre -3.0 et -3.9 dû au mélange vertical de la NPIW avec la PDW. Les valeurs d'εNd de l'eau de mer dans la MCS (-5.3 à -7.0) affichent des modifications locales dans des zones où l'eau s'écoule au-dessus de systèmes de dépôt sédimentaire. Ceci implique que "l'échange à la marge" avec des sédiments non radiogéniques (autour de -11) peut se produire dans le temps et dans l'espace sans modifier la composition isotopique du Nd de la PDW dans le Nord de la MCS. Dans un second temps, l’εNd extrait des foraminifères planctoniques G. ruber a été étudié sur la carotte MD05-2904, collectée à 2000m de profondeur sur la marge nord-ouest de la MCS. Cette étude a été conduite dans le but de retracer les variations hydrologiques depuis le Dernier Maximum Glaciaire (DMG) dans la partie occidentale du Pacifique Nord subtropical. Les enregistrements d'εNd ainsi obtenus couvrent les derniers 25 000 ans. Ils affichent une large gamme de valeurs de -4±0.2 à -6.7±0.3, suggérant d'importants changements dans la contribution de la NPDW (εNd=-4) et de la UCDW (Upper circumpolar Deep Water, εNd -6 to -8) dans la zone étudiée. Durant la déglaciation, les enregistrements d'εNd indiquent une diminution des excursions négatives de l'εNd impliquant une plus forte proportion de SSW (Southern-sourced Water) entre 17 et 15 ka BP ainsi qu'entre 10 et 8 ka BP. Ces intervalles de temps sont contemporains de l’évènement Heinrich 1 (HS1) et de l’Holocène inférieur. Les shifts négatifs centrés sur le HS1 coïncident avec un phénomène d'upwelling renforcé dans l'océan austral, associé à un déplacement vers le pôle des vents d'ouest. Ceci implique une augmentation de la formation de la SSW qui se propage dans l'Ouest du Pacifique subtropical. L'excursion négative de l'εNd durant l’Holocène inferieur (~10-8 cal ka BP) indique une plus grande proportion de SSW qui pourrait être associée avec une plus forte production de SSW, comme observé récemment dans l'atlantique Sud, et/ou avec une possible réduction de la NPIW. Nos données suggèrent que le schéma de circulation actuel dans la partie occidental du Pacifique subtropical s'est mis en place il y a 4600 ans. / The aim of this study is to reconstruct the evolution of the hydrology of the western subtropical North Pacific Ocean by using εNd proxy analysed on foraminifera and dispersed authigenic ferromanganese oxide precipitates in sediments from deep-sea cores collected in the northern SCS. Before using the εNd proxy on deep sea sediments of the SCS, Nd of 16 seawater profiles collected in the northern South China Sea (SCS) and the Philippine Sea were investigated to establish the εNd distribution of water masses along the tropical western Pacific and the SCS that, until now have not been documented. εNd values for mid- and deep-water masses of the Philippine Sea and the SCS range from -2.7 to -4.4 and generally increase slightly with water depth. In the Philippine Sea, εNd values for the North Pacific Intermediate Water (NPIW) reach- 2.7±0.4 at mid-depths (500 to 1400 m). Below ~1800 m, the Pacific Deep Water (PDW) is characterized by less radiogenic Nd (-4.1±0.5) indicating the instrusion of southern sourced water masses. For most of the stations in the Northern SCS, water masses below 1500m (PDW) display homogenous εNd values (~ -4.1) similar to those of the PDW in the Philippine Sea. εNd values for the South China Sea Intermediate Water (SCSIW, 500-1500m) vary from -3.0 to -3.9 as a result of the vertical mixing of the NPIW with the PDW in the SCS. Seawater εNd values for the SCS (~5.3 to -7.0) display local modification in areas where the water lies above sediment drift deposit systems. This implies that “boundary exchange” with unradiogenic sediments (around~11) may occur temporally and spatially and does not modify he Nd isotopic composition of the PDW in the Northern SCS. In a second step, seawater εNd extracted from cleaned planktonic foraminifera G. ruber has been investigated on core MD05-2904, collected at a deph of 2000m on the north-western margin of the SCS. This study was undertaken in order to reconstruct hydrological variations since the LGM in the western subtropical North Pacific. The εNd records obtained from foraminifera spanning the past 25kyr. Display a wide range of values, ranging from -4±0.2 to -6.7±0.3, suggesting important changes in the contribution of the NPDW (εNd=-4) and the UCDW (εNd -6 to -8) in the subtropical western Pacific. During the period of deglaciation, εNd records indicate a relative decrease in the negative excursions of the εNd implying a higher proportion of SSW during the time intervals 17-15 cal kyr BP and 10-8 cal kyr BP; these intervals are coeval with the HS1 and early Holocene. The negative shifts centered on the HS1coincide with an enhanced upwelling in the Southern Ocean, associated with a polewards shift of the southern westerlies, inducing an enhanced formation of the SSW that propagates to the subtropical western Pacific. The negative excursion of the εNd during the Early Holocene (~10-8 cal kyr BP) indicates a higher relative proportion of SSW that could be associate with higher production of the SSW, as has been recently observed in the South Atlantic, and/or with a possible reduction of the NPIW. Our data suggest that the present modern circulation pattern in the western subtropical Pacific Ocean was fully established after 4.6 cal kyr BP.

Le bilan de masse en surface (noté BMS ; l'accumulation de neige diminuée de l'ablation) de la calotte glaciaire antarctique est sensible aux paramètres climatiques et contribue directement aux variations du niveau moyen des mers. Il est donc important, dans le cadre de la prévision du changement climatique, de développer des outils capables de simuler les processus physiques régissant le bilan de masse en surface antarctique. L'approche développée dans cette thèse consiste à utiliser une cascade de modèles atmosphériques allant de la grande échelle vers l'échelle locale. Ainsi, un modèle climatique régional (Modèle atmosphérique régional, MAR), forcé par des réanalyses du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT), fournit à un modèle diagnostique de désagrégation physique des précipitations les champs météorologiques nécessaires calculés à l'échelle régionale (typiquement, de résolution 40 km). Dans un premier temps, il est montré que le bilan de masse en surface généré par le MAR est conforme aux observations dans la plupart des régions. Toutefois, le ruissellement est surestimé ; ce problème disparaît en introduisant une dépendance de l'albédo avec la distance zénithale de l'astre solaire. Dans un second temps, il est montré que malgré la relative simplicité des paramétrisations physiques du désagrégateur, la connaissance du relief de fine échelle (de résolution 5 km) permet d'améliorer la variabilité spatiale de la précipitation, et, par conséquent, du BMS, sur les régions côtières de l'Antarctique. La validation est menée à l'aide, notamment, de mesures de hauteurs de neige délivrées par des stations météorologiques automatiques. Sur le site côtier de Law Dome, le gradient d'accumulation nette est davantage dû au forage orographique subi par la précipitation qu'au processus de chasse-neige. Le modèle de désagrégation sous-estime fortement la précipitation sur le plateau Antarctique, où les nuages stratosphériques polaires associés au refroidissement radiatif pourraient jouer un rôle dans la génération de la précipitation pendant la nuit polaire.

Les séismes sont à l'origine d'évènements sédimentaires gravitaires (turbidites) dont l'étude permet de reconstituer l'histoire mal connue de la paléosismicité des marges continentales. L'analyse d'une série de carottes de sédiments, collectées stratégiquement dans trois systèmes turbiditiques de la marge en subduction Hikurangi de Nouvelle-Zélande, permet d'établir les caractéristiques, les facteurs de contrôle et les mécanismes déclencheurs de la sédimentation gravitaire des derniers 18,000 ans. La succession sédimentaire comprend quatre lithofaciès et modes de dépôt : hémipélagite (sédimentation marine), turbidites (courants de turbidité), débrites (débris flows) et tephra (retombée de cendres volcaniques), dont l'organisation générale dépend de la morphologie de la marge et des fluctuations glacio-eustatiques. Les crues, les éruptions volcaniques et les " slope failures " sont les trois mécanismes déclencheurs des turbidites. Plus de 90% sont déclenchées par des " slope failures " en haut de pente (150 - 1,200 m) à la suite de séismes. L'adaptation d'un modèle empirique de stabilité de pente suggère que ces turbidites représentent l'enregistrement sédimentaire des ruptures répétées de trois failles actives, dont l'interplaque, et correspondent à des séismes de Mw≥7.3 avec un temps de retour de 150±50 ans. Parmi ces turbidites co-sismiques, 20 montrent une synchronicité de déclenchement sur l'ensemble de la marge et un volume important. Elles correspondent à des ruptures de la zone interplaque de Mw 7.5 - 8.4, dont les temps de retour montrent une phénomène de clustering où alternent les périodes actives à faible temps de retour (305 - 610 ans), et les périodes de quiescence à temps de retour élevé (1480 - 2650 ans). Ce calendrier paléosismique intégré aux modélisations en cours devrait permettre de mieux appréhender l'aléa sismique et les risques pour la population.

De par sa position, le Golfe du Lion est un site idéal pour l’investigation des changements paléo-environnementaux et des processus affectant le dépôt sédimentaire. Les travaux antérieurs ont permis de mettre en évidence les impacts de la variabilité climatique et glacioeustatique sur l’organisation stratigraphique de la marge, mais également sur les exports terrestres de matière organique.L’étude isotopique du carbone organique et de l’azote de la matière organique dans les sédiments du forage PRGL1-4 nous a permis de mettre en évidence de forts exports fluviaux lors des interstades survenus au cours des 200 000 derniers milles ans. La mise en regard de cette découverte avec les enregistrements paléo-climatologiques terrestre et marin disponibles dans la région indique que ces forts exports fluviaux résultent d’une augmentation des précipitations le long de la bordure Nord Méditerranéenne. Grâce à la position dePRGL1-4, nous proposons que ces pluies soient le résultat d’une augmentation du passage de dépressions Nord Atlantique dans le bassin Ouest Méditerranéen.Une caractérisation des isotopes du soufre préservés dans la pyrite sédimentaire a été réalisée. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence une variation isotopique insoupçonnée, l’une des plus grandes observées de nos jours, dont la cyclicité semble indiquer un fort contrôle climatique. Nous proposons deux mécanismes influençant le fractionnement isotopique: une modulation de l’activité bactérienne par le climat, et/ou (ii) une modulation locale liée la nature des sédiments impliqués dans la formation des pyrites en lien avec les variations eustatiques. / By its position, the Gulf of Lion is an ideal location for investigation of past ecological changes and processes affecting the sedimentary deposition. Previous work has highlighted the impacts of climatic and glacio-eustatic changes on the GoL stratigraphic organization, but also on terrestrial exports of organic matter.This isotopic study based on the organic carbon and nitrogen preserved in PRGL1-4 sediments highlights important rivers runoff during warm periods of the last 200 000 years.Regional intercomparison with terrestrial and marine records indicates that these river exports resulting from an increase of precipitation over the North Mediterranean borderland.Using PRGL1-4 location, out of Mediterranean cyclogenetic area, we suggest that these pluvial events occurred in response to enhance passage of North Atlantic atmospheric perturbation into the Western Mediterranean basin.Pyrite sulfur isotopes investigations over the last 500 kyr have also been done. The stratigraphic variations (up to 76‰) in the isotopic data reported here are among the largest ever observed in pyrite, and are in phase with glacial-interglacial sea level. These results suggest that there exist important but previously overlooked depositional controls on sedimentary sulfur isotope records. Two different mechanisms influencing the isotopic fractionation can explain the observed dataset: a climatic modulation of the bacterial activity, and / or (ii) a local sedimentary modulation involve during early diagenetic formation of pyrite in relation with the eustatic variations.

L’introduction de petites faunes au sein du régime alimentaire humain dans le passé constitue un sujet de recherche essentiel dans la compréhension des modes de subsistance des chasseurs-cueilleurs, notamment au Paléolithique supérieur. Durant cette période, et notamment au Dernier Maximum Glaciaire, le lapin de garenne (Oryctolagus cuniculus) domine les assemblages fauniques de nombreux sites archéologiques de la Péninsule Ibérique. Plusieurs hypothèses ont été avancées afin de comprendre le rôle que ce petit gibier a pu jouer dans la subsistance des groupes humains. Néanmoins, la multitude et la variété de ces hypothèses reflètent, d’un côté, le manque de consensus quant à la portée de l’exploitation du lapin dans la subsistance durant cette période dans la Péninsule Ibérique, et elles soulignent d’un autre côté que l’appréhension des implications économiques, technologiques, environnementales et sociales de son exploitation est une tâche complexe. A partir de ce double constat, j’ai dès lors établi comme problématique d’explorer les potentielles motivations liées à la chasse du lapin et d'appréhender le rapport entre les humains et cette espèce de petite taille, et ce dans l’objectif d’obtenir une meilleure compréhension des modes de subsistance adoptés pendant cette période en Ibérie. L’approche développée dans cette thèse repose sur la proposition que l’explication du pourquoi les humains exploitaient le lapin doit être traitée par une compréhension du comment les humains chassaient ce petit gibier. Si nous voulons analyser le régime alimentaire humain dans le passé, nous devons effectivement comprendre comment les humains prenaient leurs décisions cynégétiques. A cette fin, un des cadres théoriques principalement utilisé en archéologie, la Optimal Foraging Theory, a été employé, en complément de la modélisation à base d’agents. La problématique a été répartie en trois questions de recherche distinctes et complémentaires, chacune faisant l’objet d’une publication. Dans le premier article, l’application du Diet Breadth Model issu de la Optimal Foraging Theory a permis d’observer que l’exploitation d’une garenne est optimale lorsque plusieurs individus capturent un minimum de 7 lapins à l’aide de filets au cours du Dernier Maximum Glaciaire dans la Péninsule Ibérique. Dans le second article, nous avons mené des expériences de simulation à travers le développement d’un modèle à base d’agents pour évaluer les implications de ce type d’exploitation dans un cadre plus réaliste au sein duquel les humains interagissent, avant de l'intégrer, dans le troisième article, dans différents contextes socio-économiques qui lui sont associés et observés dans le registre ethno-historique. Nos résultats montrent que la composition du régime alimentaire humain et, par-là, le retour énergétique quotidien, sont influencés par l'organisation sociale entre les membres d'un groupe, la stratégie de chasse et la technologie associée afin d’exploiter une garenne. Particulièrement, la rentabilité de l’exploitation des ressources est encore plus grande si les femmes, les enfants et les ainés sont impliqués dans l’exploitation des garennes à travers des battues et/ou l’aide de filets. Par conséquent, cette thèse expose que le développement de formations socio-culturelles optimales basées sur une division des tâches de subsistance selon l’âge et/ou le sexe (et de la technologie qui leur est associée) a pu permettre aux groupes humains de s'adapter aux environnements de la Péninsule Ibérique au Dernier Maximum Glaciaire. Finalement, le lapin ayant probablement été un complément alimentaire important pendant cette période, cette thèse souligne la nécessité de considérer son exploitation (et celle de petites faunes en général) lors de l’interprétation du registre zooarchéologique car des changements d’un point de vue économique, technologique mais aussi socio-culturel dans les modes de subsistance adoptés dans le passé peuvent être ainsi appréhendés. / The introduction of small fauna into the human diet in the past is an essential research topic in the understanding of hunter-gatherer subsistence patterns, particularly in the Upper Paleolithic. During this period, and particularly during the Last Glacial Maximum, the European rabbit (Oryctolagus cuniculus) dominates the faunal assemblages of many archaeological sites in the Iberian Peninsula. Several hypotheses have been proposed to understand the role played by this small game in the subsistence of past human groups. Nevertheless, the number and diversity of these hypotheses first reflect a lack of agreement as to the extent to which rabbits played a role in subsistence during this period in the Iberian Peninsula. Secondly, they underline the complexity of understanding the economic, technological, environmental, and social implications of rabbit exploitation. From these observations, I established as the problematic to explore the potential motivations behind rabbit hunting, and to apprehend the relationship between humans and this small game, with the aim of providing a better understanding of the subsistence patterns adopted during this period in Iberia. The approach developed in this thesis is based on that the explanation of why humans exploited rabbits must be addressed by an understanding of how humans hunted them. If we are to analyze human diet in the past, we must indeed understand how humans made their hunting decisions. To this end, one of the theoretical frameworks mainly used in archaeology, the Optimal Foraging Theory, has been adopted, complemented by Agent-Based Modeling. I divided the problematic into three distinct and complementary research questions, each the subject of a publication. In the first article, the application of the Diet Breadth Model derived from the Optimal Foraging Theory enabled us to observe that the exploitation of a warren is optimal when several individuals capture a minimum of 7 rabbits using nets during the Las Glacial Maximum in the Iberian Peninsula. In the second paper, we carried out simulation experiments through the development of an Agent-Based Model to assess the implications of this type of exploitation in a more realistic environment in which humans interact, before integrating it, in the third paper, into different socio-economic contexts related to it and observed in the ethno-historical record. Our results show that the composition of the human diet and, consequently, the daily energetic return are influenced by the social organization between group members, the hunting strategy and the associated technology employed for exploiting a warren. In particular, the energetic efficiency of resource exploitation is even greater if women, children, and elders are involved in exploiting warrens through net hunting and/or drives. Consequently, this thesis argues that the development of optimal socio-cultural group configurations based on an age and/or gender-based division of labor (and their associated technology) may have enabled human groups to successfully adapt to the environments of the Iberian Peninsula during the Last Glacial Maximum. Finally, as rabbit was probably an important energetic source during this period, this thesis highlights the need to consider its exploitation (and that of small game in general) when interpreting the zooarchaeological record, as not only economic and technological, but also socio-cultural changes in subsistence patterns adopted in the past can be apprehended.

I. An original methodological discussion is proposed on the problem of the typology of tropical rain forest’s plant communities, based on the study of forest types across gradients of continentality and elevation, within Atlantic central Africa. These investigations were based on the statement that the main problems in forest typology are related to the non-zonal or zonal character of the different vegetation types and to non considering the relations and differences between forest strata. II. Field data consisted in phytosociological homogeneous sample plots localized within different recognized phytogeographical entities, in a region of tropical Africa where these entities are known to be well conserved. A total of 37 such plots were inventoried in the region extending from the littoral forests of Ndoté, Equatorial Guinea, which are wet evergreen forests, to the continental forests of the Dja, Cameroon, known as evergreen seasonal forests. The studied region also included the oriental Atlantic forests of Equatorial Guinea, known as moist evergreen forests or caesalp forests. In various parts of this continentality gradient, some plots were localized within climax non-zonal formations, namely the submontane rain forests. The emphasis was put on the vegetation of the Monte Alén National Park. The sampling methodology was willing to be as "complete ", including all strata, "quantitative ", enumerating all individuals, and "representative ", within each stratum, as possible. These multi-layers plots were realised using nested sub-plots, with a sampling size of 100 individuals for every ligneous stratum recognized (dominant trees, dominated trees and shrubs) and a sampling size of 200m² for the herbaceous and suffrutex stratum. Forest types were defined independently for each stratum and the differences were analysed. A method was proposed for the simultaneous analysis of all floristic data, converting and standardizing the values from ligneous strata, on the one hand, and from understorey strata, on the other hand. III. Ten forest types were described using IndVal and discussed in the general context of the guineo-congolian region, from a syntaxonomic view point (agglomerative classification) and from a phytogeographical view point (divisive classification). Homologies between these two approaches are described. The proposed phytogeographical system is based on an "open " conception of hierarchical classifications, combining advantages of agglomerative and divisive classifications. In concrete terms, the non-zonal criteria, for example the submontane variants, are categorised separately and in analogy with the zonal criteria, related to the usual phytochoria. Analysis of ecological relationships for the 10 communities showed that the main variables related to the floristic variability in our mainland rain forests are elevation, rainfall, hygrometry (estimated using bryophytes cover levels) and distance to the ocean. The two extremes on the vertical microclimatic gradient, dominant trees stratum and herbaceous stratum, give similar typologies, however canonical analysis showed that for the herbaceous layer, non-zonal variables (hygrometry and elevation) were gaining more importance when the influence of the two zonal variables was attenuated. In every case, spatial autocorrelation was less important than the environment in explaining floristic variability but its role increased in the spatial arrangement of understorey species, whose dispersal capacity is generally lower than canopy trees. The phytosociological, phytogeographical and ecological description of forest types is accompanied by a physiognomical description using biological types spectrum, as well as architectural models, leaf sizes, etc. With regard to diversity, we have demonstrated that species richness was higher from upper to lower strata because of the accumulation in lower strata of species from various strata. On the other hand, the proper stratum diversity, i.e. the structural set, decreased from dominant trees to shrubs. The proper diversity of the herb layer showed relatively high figures mainly due to the higher individual density in relation to the existence of microstrata. Within the 37 sample plots, 1,050 taxa have been identified to species or morpho-species levels, for a total of 25,750 individuals. These taxa represent 442 genus among 104 families. The richest forest type is found on the foothills of the Niefang range, on the windward side. This forest type is also characterised by a high number of oligotypic genus and by species belonging to functional types indicators of glacial refuges. These functional types are defined on the basis of the dispersal capacity and on kind of stand needed for effective germination. We formulated the hypothesis that this kind of "foothills refuge ", characterised by his zonal nature, could have been one of the rare refuges for species from mainland rain forests, while montane and fluvial refuges would mainly have preserved species from non-zonal forest types: (sub)montane and riverine. Based on indicator species of submontane forests, a potential distribution map of this forest type has been realised at the Atlantic central African scale. More than 400 submontane forest localities have been mapped. These forests begin at 400m of altitude near the ocean, and progressively at higher altitude for increasing distance to the ocean. Many lowland localities also comprised submontane species, which could indicate the existence of ecological transgressions. These transgressions would allow migratory tracks for submontane species between isolated mountain ranges, not only during glacial periods, through heights at the northern and southern borders of the congo basin, but also contemporarily through the lowland riverine forest network, in the centre of this basin. Finally, a special attention has been attributed to littoral forests and to some cases of choroecological transgressions, coupled to the ecological equalization phenomenon.

I. An original methodological discussion is proposed on the problem of the typology of tropical rain forest’s plant communities, based on the study of forest types across gradients of continentality and elevation, within Atlantic central Africa. These investigations were based on the statement that the main problems in forest typology are related to the non-zonal or zonal character of the different vegetation types and to non considering the relations and differences between forest strata.<p><p>II. Field data consisted in phytosociological homogeneous sample plots localized within different recognized phytogeographical entities, in a region of tropical Africa where these entities are known to be well conserved. A total of 37 such plots were inventoried in the region extending from the littoral forests of Ndoté, Equatorial Guinea, which are wet evergreen forests, to the continental forests of the Dja, Cameroon, known as evergreen seasonal forests. The studied region also included the oriental Atlantic forests of Equatorial Guinea, known as moist evergreen forests or caesalp forests. In various parts of this continentality gradient, some plots were localized within climax non-zonal formations, namely the submontane rain forests. The emphasis was put on the vegetation of the Monte Alén National Park.<p><p>The sampling methodology was willing to be as "complete ", including all strata, "quantitative ", enumerating all individuals, and "representative ", within each stratum, as possible. These multi-layers plots were realised using nested sub-plots, with a sampling size of 100 individuals for every ligneous stratum recognized (dominant trees, dominated trees and shrubs) and a sampling size of 200m² for the herbaceous and suffrutex stratum.<p><p>Forest types were defined independently for each stratum and the differences were analysed. A method was proposed for the simultaneous analysis of all floristic data, converting and standardizing the values from ligneous strata, on the one hand, and from understorey strata, on the other hand.<p><p>III. Ten forest types were described using IndVal and discussed in the general context of the guineo-congolian region, from a syntaxonomic view point (agglomerative classification) and from a phytogeographical view point (divisive classification). Homologies between these two approaches are described. The proposed phytogeographical system is based on an "open " conception of hierarchical classifications, combining advantages of agglomerative and divisive classifications. In concrete terms, the non-zonal criteria, for example the submontane variants, are categorised separately and in analogy with the zonal criteria, related to the usual phytochoria.<p><p>Analysis of ecological relationships for the 10 communities showed that the main variables related to the floristic variability in our mainland rain forests are elevation, rainfall, hygrometry (estimated using bryophytes cover levels) and distance to the ocean. The two extremes on the vertical microclimatic gradient, dominant trees stratum and herbaceous stratum, give similar typologies, however canonical analysis showed that for the herbaceous layer, non-zonal variables (hygrometry and elevation) were gaining more importance when the influence of the two zonal variables was attenuated. In every case, spatial autocorrelation was less important than the environment in explaining floristic variability but its role increased in the spatial arrangement of understorey species, whose dispersal capacity is generally lower than canopy trees. The phytosociological, phytogeographical and ecological description of forest types is accompanied by a physiognomical description using biological types spectrum, as well as architectural models, leaf sizes, etc.<p><p>With regard to diversity, we have demonstrated that species richness was higher from upper to lower strata because of the accumulation in lower strata of species from various strata. On the other hand, the proper stratum diversity, i.e. the structural set, decreased from dominant trees to shrubs. The proper diversity of the herb layer showed relatively high figures mainly due to the higher individual density in relation to the existence of microstrata. Within the 37 sample plots, 1,050 taxa have been identified to species or morpho-species levels, for a total of 25,750 individuals. These taxa represent 442 genus among 104 families. The richest forest type is found on the foothills of the Niefang range, on the windward side. This forest type is also characterised by a high number of oligotypic genus and by species belonging to functional types indicators of glacial refuges. These functional types are defined on the basis of the dispersal capacity and on kind of stand needed for effective germination. We formulated the hypothesis that this kind of "foothills refuge ", characterised by his zonal nature, could have been one of the rare refuges for species from mainland rain forests, while montane and fluvial refuges would mainly have preserved species from non-zonal forest types: (sub)montane and riverine.<p><p>Based on indicator species of submontane forests, a potential distribution map of this forest type has been realised at the Atlantic central African scale. More than 400 submontane forest localities have been mapped. These forests begin at 400m of altitude near the ocean, and progressively at higher altitude for increasing distance to the ocean. Many lowland localities also comprised submontane species, which could indicate the existence of ecological transgressions. These transgressions would allow migratory tracks for submontane species between isolated mountain ranges, not only during glacial periods, through heights at the northern and southern borders of the congo basin, but also contemporarily through the lowland riverine forest network, in the centre of this basin. Finally, a special attention has been attributed to littoral forests and to some cases of choroecological transgressions, coupled to the ecological equalization phenomenon.<p> / Doctorat en sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished