Au cours des dernières décennies, l'étude des paléoenvironnements de l’Hemisphere Sud s’est développée avec les informations fournies par l'analyse des carottes de glace polaires et plus récemment à partir des carottes de glace prélevées dans les Andes. Bien que les zones tropicales et subtropicales de l'Amérique du Sud jouent un rôle majeur dans la chimie atmosphérique globale en raison de l’existence de réservoirs importants, les échanges entre l’équateur et les hautes latitudes sud restent encore peu documentés. Même si d’autres archives apportent des informations sur le climat passé, il existe peu de données de la composition atmosphérique des moyennes latitudes de l’Hémisphère Sud, aussi bien en termes de variabilité naturelle que d’impact anthropique.Ce travail est basé sur l'analyse d'une carotte de glace de 122 m extraite d’un site d'altitude en Patagonie (Monte San Valentin 46º 35' S, 73º19' W, 3723 m). Outre l’établissement de profils à haute résolution des ions minéraux et organiques obtenus par chromatographie ionique, nous avons réalisé une étude des précipitations susceptibles d'influencer le site, fournissant ainsi une base pour l'interprétation de l'archive de glace.Ce site se caractérise par l’enregistrement d’événements à caractère marin et continental. Nous avons démontré que, sur ce glacier, les contributions marines primaires et secondaires ne sont pas synchrones et qu’elles sont très probablement sousreprésentées dans le profil en raison de processus d'accumulation. Contrairement au sel de mer, une partie importante des aérosols biogéniques marins est associée à un apport influencé par des contributions continentales diluées. L’apport continental est complexe : il est composé d’événements ponctuels de combustion, de retombées volcaniques et d’émissions par les sols. Il correspond à presque la moitié de la quantité totale de sulfate déposé. Cette contribution importante et omniprésente de sulfate est associée au nitrate et au chlorure, mais mieux cerner son origine nécessiterait des recherches plus poussées. La comparaison de notre archive glaciochimique avec des éruptions volcaniques datées et le début de la colonisation en Patagonie nous a permis de proposer quelques repères pour la datation de la carotte, qui reste à ce jour encore incertaine. Enfin, aucune tendance anthropique claire n’a été décelée à partir de l’évolution du bruit de fond des espèces continentales, excepté l'ammonium, lui pouvant être mis en relation avec l’utilisation croissante d'engrais après les années 1960. / Although tropical and subtropical South America play an important role in atmospheric global and hemispheric chemistry due to the coexistence of big reservoirs with large-scale atmospheric patterns, exchanges between tropics and higher latitudes have remained poorly documented. During the last few decades, the study of past climate and atmospheric composition has benefited greatly by information provided by ice core analysis. In the Southern Hemisphere, a large amount of data is now available from polar ice cores and more recently from ice cores recovered in the Andes. Despite a few studies on climate reconstruction, there is a lack of information on past atmospheric composition in Southern mid-latitudes, in terms of both natural variability and anthropogenic impact. This work is based on the analysis of a 122 m ice core extracted from a high altitude site in the Northern Patagonian Icefield (Monte San Valentin 46º 35'S, 73º19' W, summit at 4032 m.a.s.l., drilling plateau at 3723 m.a.s.l.). Besides high-resolution measurements of mineral and organic ions, a study of the precipitation events likely to influence the site was conducted in order to provide a basis for the interpretation of the ice archive. The selected site registers precipitation events of marine and continental origin. We have demonstrated that marine primary and biogenic contributions are not synchronous and they are very likely underrepresented along the ice archive due to the effect of accumulation processes. Contrary to sea salt, a significant part of marine biogenic aerosol is associated with a complex and diluted continental fingerprint. The continental imprint was studied in terms of background trends and major events involving combustion processes, urban pollution, volcanic and soil emissions. This set of mixed sources is responsible for almost half of the total sulfate input. This important and ubiquitous sulfate concentration is related to that of nitrate and chloride and its understanding in terms of sources and transport needs further research. A comparison of our records with documented volcanic eruptions and Patagonian settlement periods allowed us to propose a few dating horizons, although an accurate dating of the entire core has not been possible so far. Background trends of continental species do not show any trend that can be clearly associated with an anthropogenic influence, except for ammonium, which increases likely in response to fertilizer consumption after ca. 1960.

Les estuaires à mangroves sont des écosystèmes très dynamiques qui transportent du carbone provenant des eaux continentales et de la production côtière vers la plaine d’inondation, et exportent vers l’océan une partie de celui fixé par la végétation environnante. Les mangroves sont des écosystèmes très productifs et servent ainsi de zones de nurserie et d’alimentation pour de nombreuses espèces côtières qui y pénètrent lors de la marée montante et exportent lors de la marée descendante la matière qu’ils y ont ingérée. Cependant, les quantités et la qualité du carbone qui est échangé dans l’estuaire, ainsi que les transformations qui s’y opèrent, sont encore mal connues. Ce travail de thèse a pour objectif d’étudier le cycle du carbone dans l’estuaire traversant la mangrove de Can Gio, au sud du Vietnam, ainsi que les organismes macroscopiques connectant la mangrove au compartiment océanique par leurs déplacements ; ceci, afin de mieux comprendre le bilan de carbone de la mangrove de Can Gio, et plus largement, celui des mangroves tropicales. Les résultats présentés sont issus de 3 campagnes d’échantillonnage ; la première en saison sèche, uniquement le long de l’estuaire traversant la mangrove ; la deuxième en saison humide, le long de l’estuaire et dans un chenal de vidange ; et la dernière afin de simuler en laboratoire le devenir d’effluents crevetticoles une fois rejetés dans l’estuaire. Des suivis des masses d’eau ont été effectués en différentes zones du réseau hydrographique de la mangrove, à chaque fois au cours d’un cycle tidal complet (24 h), et diverses espèces macroscopiques ont été capturées dans le lit mineur et la zone intertidale. Cette étude s’intéresse à la fois aux formes minérales du carbone, notamment le CO2 qui joue un rôle clé dans la régulation du climat, à ses formes organiques, en particulier les acides gras qui sont utilisés comme traceurs de la matière organique dans les réseaux trophiques et qui possèdent de nombreuses fonctions métaboliques, et enfin à des spécificités du compartiment microbien, qui contribue au remaniement de ce carbone. / Mangrove estuaries are highly dynamic environments importing carbon originating from both the watershed and the coastal ocean to the adjacent floodplain, and exporting to the ocean a fraction of that photosynthesised by the surrounding vegetation. Mangroves are very productive ecosystems. Thus, they serve as a nursery for a wide variety of coastal species entering the ecosystem during flood, and exporting during ebb the carbon they consumed. However, the quantities and the quality of carbon exchanged within the estuary, along with the transformations occurring during the water transit, are still not fully understood. This work aims to examine the carbon cycle in the main estuarine channel of the Can Gio mangrove, located in southern Vietnam, along with macroscopic species connecting the mangrove ecosystem to the coastal ocean through their movements; this, in order to better understand the carbon budget of the Can Gio mangrove, and at a broader scale, of tropical mangroves. Results presented in this manuscript are originating from 3 sampling campaigns; the first performed during the dry season, along the main estuarine channel only; the second achieved during the wet season, along both the main estuarine channel and a mangrove tidal creek; and the last in order to simulate in controlled conditions the fate of shrimp pond effluents once released in the estuary. Water column parameters were surveyed at different sites located on the mangrove waterways, each during a complete tidal cycle (24 h), and various macroscopic species were sampled from both the intertidal zone and the water column. This study examines concomitantly mineral forms of carbon, particularly CO2, which plays a major role in climate mitigation; its organic forms, especially fatty acids, used as biomarkers in trophic webs studies and implied in diverse metabolic functions; and specificities of the microbial compartment, contributing to the cycling of this carbon.

En Europe, l'augmentation des températures moyennes de surface de l'air projetée au cours du 21ème siècle s'accompagne d'une augmentation des extrêmes chauds et d'une diminution des extrêmes froids. Dans les dernières décennies, des indices témoignent déjà de ces changements, comme l'établissement récurrent de nouveaux records de chaleur ou l'augmentation des canicules. Nous étudions l'évolution des extrêmes journaliers de température au cours du 20ème et du 21ème siècle en France et en Europe, et ce en termes d'occurrence et d'intensité. Un intérêt particulier est aussi porté aux mécanismes responsables de ces futurs extrêmes climatiques, ainsi qu'aux futures températures maximales. Nous nous intéressons tout d'abord à l'évolution des records journaliers de température à partir d'observations et de modèles de climat. Entre 1950 et 1980, l'évolution théorique des records dans le cadre d'un climat stationnaire représente correctement l'évolution observée des records chauds et froids. Depuis les années 1980, un écart à ce climat stationnaire est observé, avec respectivement une augmentation et une diminution de l'occurrence des records chauds et froids. Les modèles climatiques suggèrent une accentuation de ces changements au cours du siècle. L'occurrence moyenne des records chauds à la fin du siècle présente une forte augmentation par rapport aux premières décennies de la période observée. L'augmentation la plus importante des records chauds est projetée en été, en particulier dans la région méditerranéenne. Quant aux records froids, les modèles indiquent une diminution très importante de leur occurrence, avec une occurrence quasi-nulle dans les dernières décennies. Les variations observées d'occurrence de records sont, au début du 21ème siècle, toujours dans l'éventail des fluctuations de la variabilité interne du climat. Au cours du siècle, l'émergence de l'influence anthropique de ces fluctuations est détectable dans l'évolution des records chauds et froids en été, et ce respectivement autour des décennies 2030 et 2020. À l'horizon de la fin du siècle, les changements moyens d'occurrence de records ne peuvent pas être uniquement expliqués par des fluctuations naturelles. Nous nous sommes ensuite intéressés aux futures températures estivales extrêmes, ainsi qu'aux canicules intenses qui peuvent être à l'origine de ces extrêmes. Pour cela, l'utilisation de modèles climatiques globaux est associée à la modélisation climatique régionale et à des stations d'observations en France. Tout d'abord, l'augmentation maximale des valeurs maximales des records journaliers de température en été en France est estimée à partir d'une simulation régionale à haute résolution spatiale. À l'horizon 2100, les projections indiquent une augmentation maximale de ces valeurs extrêmes en été comprise entre de 6.6°C et 9.9°C selon les régions de la France. La comparaison de ces projections avec un ensemble de modèles climatiques indique que ces augmentations maximales pourraient être plus importantes. La médiane de la distribution des modèles indique en effet une augmentation maximale de ces valeurs maximales des records journaliers de température de 11.8°C en été et en France. Puis, des expériences de modélisation de canicules intenses du climat européen de la fin du 21ème siècle ont été réalisées à partir d'événements particuliers d'un modèle de climat. Ces expériences ont mis en évidence le rôle des interactions entre le sol et l'atmosphère dans l'amplification des températures extrêmes lors de futurs évènements caniculaire intenses. L'occurrence de telles canicules est d'abord dépendante de la circulation atmosphérique, mais l'intensité des températures peut ensuite être fortement amplifiée en fonction du contenu en humidité des sols avant la canicule, et donc des conditions climatiques des semaines et des mois précédents. / Over the 21st century, the mean increase in surface air temperatures is projected to be associated with an increase in warm temperature extremes and a decrease in the cold ones. Over the last decades, evidence already suggests these changes, as for example recurrent warm record-breaking temperatures or the increase in heatwave occurrence. We investigate the evolution of daily temperature extremes over the 20th and the 21st centuries in France and in Europe, their possible changes in frequency and intensity. We also focus on the mechanisms responsible for these projected climate extremes, as well as the maximum values of temperature extremes at the end of the century. First, we investigate the evolution of daily record-breaking temperatures in Europe based on the observations and an ensemble of climate models. From the 1950s to the 1980s, the theoretical evolution of the records in a stationary climate correctly reproduce the observed one, for both cold and warm records. From 1980, a shift from that theoretical evolution is observed, with an increase in the occurrence of warm records and a decrease in the occurrence of the cold ones. Climate models suggest an amplification of these changes over the century. At the end of the 21st century, the mean number of warm records shows a strong increase compared to the first decades of the observed period. The strongest increase in warm record-breaking temperatures is found in summer, and particularly over the Mediterranean edge. On the contrary, the occurrence of cold record-breaking temperatures is projected to strongly decrease, with almost no new records in the last decades of the century, for all seasons and over the entire European domain. Observed variations of daily record-breaking temperatures are still, at the beginning of the 21st century, consistent with internal climate variability only. Over the century, the anthropogenic influence emerge from these fluctuations in the summer record evolutions, around the 2030 and the 2020 for the warm and cold records respectively. By 2100, the mean changes in record occurrences cannot be explained by the internal climate variability solely, for all seasons and over the entire European domain. Then, we investigate future extreme temperatures at the end of the 21st century, as well as severe heatwaves leading to these extremes. Climate models analyses are associated with regional climate modeling and a French station-based dataset of observations. The summer 21st century evolution of the maximum values of daily warm record-breaking temperatures is first examined in the observations and the high resolution simulation of the regional model. By 2100, an increase of these values is projected, with maximum changes between +6.6°C and +9.9°C in summer among the French regions. These projections assessed from a regional model may underestimate the changes. The multi-model mean estimate of the maximum increase of these values is indeed around +11.8°C in summer over France. Finally, regional modeling experiments of severe heatwaves in the climate of the end of the 21st century in Europe are performed. These severe heatwaves are selected cases from a global climate model trajectory. The experiments results show the role of the soil-atmosphere interactions in the amplification of the extreme temperatures during such future severe warm events. The occurrence of the heatwave is first caused by the atmospheric circulation, but the temperature anomaly can then be amplified according to the soil moisture content before the event, and thus the climatic conditions of the preceding weeks and months.