Depuis le développement des mesures satellites de nombreuses missions spatiales sont dédiées au suivi de l'atmosphère et de la surface terrestre. Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre de la mission Megha-Tropiques dédiée au cycle de l'eau et de l'énergie en zone tropicale. L'objectif est d'évaluer le potentiel des estimations de précipitation par satellite pour des applications hydrologiques en zone tropicale. Les Tropiques réunissent les plus grands fleuves du globe, mais ne bénéficient pas de réseaux d'observation in-situ denses et continus permettant une gestion intégrée efficace de la ressource et des systèmes d'alertes. Les estimations des précipitations issues des systèmes d'observation satellite offrent une alternative pour ces bassins peu ou pas instrumentés et souvent exposés aux extrêmes climatiques. C'est le cas du fleuve Niger, qui a subi une grande variabilité climatique depuis les années 1950, mais aussi d'importants changements environnementaux et hydrologiques. Depuis les années 2000, le Niger moyen connaît une recrudescence des inondations pendant la période de crue Rouge (engendrée par ses affluents sahéliens pendant la mousson). A Niamey, des niveaux record de hauteur d'eau et de période d'inondation ont été enregistrés en 2003, 2010, 2012 et 2013, engendrant de nombreuses pertes humaines et matérielles. Ces travaux analysent l'influence du forçage pluviométrique sur les inondations liées à la crue Rouge à Niamey. Une gamme de produits pluviométriques (in situ et satellite) et la modélisation hydrologique (ISBA-TRIP) sont combinés pour étudier : (i) l'apport des produits satellite pour diagnostiquer la crue Rouge récente, (ii) l'impact des caractéristiques des produits et de leurs incertitudes sur les simulations et enfin (iii) l'évaluation du rôle des précipitations, face aux changements de conditions de surface, dans l'évolution de la crue Rouge à Niamey depuis les années 1950. L'étude a mis en évidence l'impact des caractéristiques des estimations des précipitations (cumul, intensité et distribution spatio-temporelle) sur la modélisation hydrologique et le potentiel des produits satellites pour le suivi des inondations. Les caractéristiques des précipitations se propageant dans la modélisation, la détection des inondations est plus efficace avec une approche relative à chaque produit plutôt qu'avec un seuil absolu. Ainsi des produits présentant des biais peuvent être envisagés pour la simulation hydrologique et la détection des inondations. Le nouveau produit TAPEER de la mission MT présente un fort potentiel hydrologique, en 2012 et pour la zone d'étude. D'autre part, l'étude de la propagation de l'erreur associée à ces précipitations a mis en évidence, la nécessité de déterminer la structure du champ d'erreur pour l'utilisation d'une telle information en hydrologie. Enfin la modélisation a été utilisée comme levier pour décomposer les sensibilités de la crue Rouge aux variations des précipitations et des conditions de surface. Pour simuler les changements hydrologiques entre les périodes 1953-1982 et 1983-2012, les changements d'occupation du sol et d'aire de drainage doivent être pris en compte. Puis les variations des précipitations peuvent expliquer les changements majeurs décennaux et annuels entre les années 1983 et 2012. / Since the development of satellite based remote sensing in the 1970s, many missions have been dedicated to monitoring the terrestrial atmosphere and surfaces. Some of these satellites are dedicated to the Tropics with specific orbits. Megha-Tropiques (MT) is devoted to the water and energy cycle in the tropical atmosphere and provides an enhanced sampling for rainfall estimation in the tropical region. This PhD work was initiated within MT hydro-meteorological activities, with the objective of assessing the hydrological potential of satellite rainfall products in the Tropics. The world most important rivers lay in tropical areas where the in situ observation networks are deficient. Alternative information is therefore needed for water resource management and alert systems. The present work focuses on the Niger River a basin which has undergone drastic climatic variations leading to disasters such as droughts and floods. Since 1950, the Niger has been through 3 main climatic periods: a wet period (1950-1960), a long and intense drought period (1970-1980) and since 1990 a partial recovery of the rainfall. These climatic variations and the anthropic pressure, have modified the hydrological behaviour of the basin. Since 2000, the middle Niger River has been hit by an increase of floods hazards during the so-called Red flood period. In Niamey city, the highest river levels and the longest flooded period were recorded in 2003, 2010, 2012 and 2013, leading to heavy casualties and property damage. This study combines hydrological modelling and a variety of rainfall estimation products (satellite and in-situ) to meet several objectives: (i) the simulation of the Niamey Red flood and the detection of floods (during the recent period 2000-2013) (ii) the study of the propagation of satellite rainfall errors in hydrological modelling (iii) the evaluation of the role of rainfall variability, and surface conditions, in the changes of the Red flood in Niamey since the 50s. The global model ISBA-TRIP, is run with a resolution of 0.5° and 3h, and several rainfall products were used as forcing. Products derived from gauges (KRIG, CPC), pure satellite products (TAPEER, 3B42RT, CMORPH, PERSIANN) and mixed satellite products adjusted by rain gauges (3B42v7, RFE2, PERSIANN-CDR). This work confirms the hydrological potential of satellite rainfall products and proposes an original approach to overcome their biases. It highlights the need for documenting the errors associated with the rainfall products and the error structure. Finally, the hydrological modelling results since the 1950s have given a new understanding of the relative role of rainfall and surface conditions in the drastic increase of flood risk in Niamey.

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Il n'existe à présent que peu de modèles aux volumes finis non structurés (UFVM: Unstructured Finite-Volumes Methods) développés pour simuler les écoulements à surface libre. La difficulté principale rencontrée durant ce développement est liée à la géométrie complexe du domaine de calcul et aux variations de fonds très irréguliers avec la présence des zones sèches ou/et mouillées. Ce mémoire de thèse présente le développement d'un modèle numérique 2D, baptisé ECOMOD-UFVM, qui est basé sur la résolution des équations de Saint-Venant par une technique de projection couplée à une UFVM. La UFVM permettra une modélisation plus proche de la géométrie souvent complexe des zones côtières et estuariennes. Dans un premier temps, un seul schéma ULSS (Upwind Least Squares Scheme) du 2ème ordre a été introduit dans le code pour traiter les termes de convection, responsables des oscillations et diffusions numériques indésirables. Une dizaine de cas-tests proposés dans les études d'écoulements à surface libre existantes ont été réalisés : écoulements à surface libre; problèmes de rupture de barrages. Les résultats des cas-tests sont satisfaisants et nous permettent d'envisager avec confiance le passage à deux applications grandeur nature: la rupture du barrage de Malpasset (France) et l'inondation par les crues éclairs dans la ville de Dongchuan (Chine). Les résultats du présent travail confirment la fiabilité, la précision, la stabilité, et la robustesse du code développé dans la résolution des équations de Saint-Venant décrivant les écoulements de tout genre : lent, rapide et torrentiel sur tout type du fond : sec/mouillé, plat ou en grande pente, régulier ou très irrégulier.

Je possède un Doctorat en Sciences de l'Information Géographique. J'ai utilisé ces sciences dans le domaine du génie civil durant ma thèse, en particulier pour l'amélioration du dispositif de gestion des digues de protection contre les inondations. En effet, la particularité de ces ouvrages est leur grande longueur qui complique leur gestion. C'est pourquoi nous avons fait le choix de privilégier une recherche dans le domaine des Systèmes d'Information Géographique (SIG). En parallèle, l'analyse systémique, la Sûreté de Fonctionnement et les méthodes d'aide à la décision multicritères ont été employées pour modéliser les mécanismes de rupture des digues et pour évaluer l'état et la performance des digues. Enfin, ces méthodes ont été couplées à un SIG pour obtenir un système d'aide à la décision à référence spatiale permettant aux gestionnaires de digues de prioriser les opérations de maintenance grâce à la visualisation du niveau de performance de leur parc de digues. Aujourd'hui, mes recherches ont pour finalité la formalisation des connaissances utiles pour l'aide à la décision et pour l'aide à la conception de villes résilientes aux inondations. En particulier et en préliminaire, l'évaluation de la résilience urbaine vis-à-vis du risque inondation constitue l'apport principal de mes recherches pour permettre de s'appuyer sur un socle scientifique solide en vue de la fabrication de la ville résiliente, à moyen terme. Les méthodes employées et les outils développés, ou en cours de développement, ont pour objectifs d'une part d'informer sur le niveau de résilience de la ville par rapport à des scénarios d'inondation, d'autre part d'aider sur les décisions à prendre pour augmenter le niveau de résilience des territoires urbains. Cette recherche est donc transdisciplinaire et au service de la ville. La discipline scientifique principale utilisée dans le cadre de nos recherches est le Génie Urbain, discipline par essence transversale faisant appel à d'autres disciplines, parmi lesquelles la systémique, la Sûreté de Fonctionnement, la théorie des graphes, la recherche opérationnelle, la géographie urbaine et la géographie des risques, l'aide à la décision et les Sciences de l'Information Géographique. Cette recherche s'appuie essentiellement sur trois concepts :  le concept de gestion patrimoniale des ouvrages de génie civil appliqué aux digues de protection contre les inondations. Notre apport scientifique consiste en la production d'un modèle fonctionnel déterministe de l'évaluation de la performance des digues vis-à-vis de leurs mécanismes de rupture. Les méthodes employées proviennent de la Sûreté de Fonctionnement et de l'aide à la décision multicritère.  le concept de résilience urbaine en réponse à une gestion des risques jusqu'alors centrée sur la gestion des aléas. Le développement d'une méthodologie d'évaluation de la résilience des réseaux techniques urbains est l'objectif. Pour cela, nous analysons la capacité de résistance des réseaux, leur capacité d'absorption et leur capacité de récupération. Nous nous appuyons sur le modèle fonctionnel développé pour les digues, ensuite nous proposons la conception d'un indicateur de redondance des réseaux sur la base de la théorie des graphes et de travaux de géographie des réseaux.  le concept de système d'information à référence spatiale d'aide à la décision à destination des gestionnaires d'ouvrages de génie civil, des gestionnaires des réseaux techniques urbains, des collectivités territoriales et des services de l'Etat. Nous utilisons les Sciences de l'Information Géographique pour enrichir les fonctionnalités classiques des systèmes d'information existant avec les connaissances produites en termes de performance et de résilience. Il s'agit d'améliorer les capacités d'analyse des systèmes d'information par l'incorporation de nos modèles, avec, in fine, un objectif d'aide à la décision pour la ville résiliente aux inondations. La recherche entreprise est partenariale et s'opère dans plusieurs projets de recherche comme FloodProBE, FloodResilienCity, Resilis et Paris Résiliente. Les partenaires liés à cette recherche collaborative et applicative sont nombreux, internationaux et de nature différente. Parmi les partenaires académiques, cette recherche est menée avec le Cemagref, le laboratoire PRODIG (co-directions de thèses), le LEESU (Département Génie Urbain), l'Université de Sheffield (UK), aussi, mais dans des objectifs plus opérationnels, avec Deltares (NL) et Sintef (N). Sur le plan industriel, les Groupe Egis et Sogreah sont impliqués côté français, tout comme HR Wallingford (UK) et Dura Vermeer (NL). Enfin, puisque notre recherche est appliquée, plusieurs collectivités territoriales participent à cette recherche et bénéficient des résultats : la Ville de Paris et les Grands Lacs de Seine en Ile de France, le Conseil Général du Loiret, l'AgglO et la Ville d'Orléans sur le Bassin de la Loire, et, à l'international, les Villes de Bradford (UK), Dublin (Irl), Mainz (D), Bruxelles et Leuven (B), Rotterdam et Dordrecht (NL), Trondheim (N), Prague (CZ), puis, La Nouvelle-Orléans (USA). La recherche que je mène depuis le début de ma thèse s'inscrit, du fait de mon parcours universitaire et professionnel, dans une démarche logiquement transdisciplinaire. Je m'appuie sur un corpus scientifique et disciplinaire qui me permet de répondre à l'objectif de rendre la ville plus résiliente face aux risques. Ainsi, je dispose de disciplines que je sélectionne et adapte pour répondre à ce besoin sociétal d'adapter les enjeux urbains aux aléas naturels et technologiques. Parmi ces disciplines, rassemblées sous le Génie Urbain, on retrouve l'urbanisme et l'aménagement de l'espace, le génie civil, les Sciences de l'Information Géographique, la géographie, l'analyse de risque,... Ces disciplines articulées entre elles représentent une contribution à l'amélioration des conditions de la résilience des villes. Les méthodes et outils développés sont d'abord génériques, puis ils sont testés et validés avec les gestionnaires des villes (Dublin, thèse de Serge Lhomme, Paris, thèse de Marie Toubin). La dimension spatiale de ma recherche en constitue aussi un fil conducteur : localiser, spatialiser, analyser les effets des risques et des mesures de résilience dans l'espace urbain font partie intégrante du processus de résilience urbaine et d'aide à la décision pour les acteurs concernés. Ces méthodes et outils développés puis testés, en co-construction avec les acteurs urbains, permettent une appréhension des politiques à mener à l'avenir à la fois en termes d'intégration du risque en ville, mais aussi pour la mise en place d'un urbanisme et d'un aménagement urbain plus résilients.

La France et plus généralement le monde subissent de fréquents épisodes de crues dévastatrices. Les inondations provoquent d'importants dégâts et les coûts induits sont considérables. Les digues de protection contre les inondations, souvent sousdimensionnées et mal entretenues, ont montré leurs faiblesses à plusieurs reprises et leurs uptures augmentent la violence des inondations. A l'échelle nationale, le linéaire conséquent de digues (environ 7 500 km) et le manque de données sur l'ensemble de ce parc d'ouvrages compliquent leur gestion. A l'échelle du gestionnaire local se pose la question de l'optimisation des opérations de maintenance. En effet, un gestionnaire de digues ne dispose généralement pas d'un budget suffisant pour réaliser l'ensemble des opérations de maintenance sur la totalité du parc d'ouvrages. Ce long linéaire pose donc une question majeure : par où commencer les actions de maintenance pour à la fois assurer le bon fonctionnement des digues et optimiser les choix budgétaires ? Dans ce contexte, les gestionnaires de digues ont besoin de méthodes et d'outils d'aide à la décision. Un premier Système d'Information Géographique (SIG), le SIRS Digues, est opérationnel. Il contient les informations détaillées sur les ouvrages : géoréférencement des digues à l'échelle 1/10 000ème et informations relatives aux digues (constitution, désordres, réseaux, voiries...). Toutefois en l'état, cet outil ne permet pas d'évaluer l'état des digues. Notre recherche vise à développer des méthodes d'évaluation de la performance des digues. A partir des informations disponibles (inspections visuelles détaillées, essais réalisés, données historiques, etc.), nous proposons des indicateurs capables d'évaluer leur état et leur performance. Notre démarche comporte trois étapes : * l'élaboration d'un modèle fonctionnel des mécanismes de rupture, bâti à partir de l'Analyse Fonctionnelle (AF) et l'Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets (AMDE), et utilisant une représentation sous forme de graphes causaux et d'arbres de défaillances ; * la construction d'indicateurs de performance pour chaque mécanisme de rupture, sur la base de critères et d'une méthode d'aide à la décision multicritère : l'agrégation à base de règles ; * l'intégration du modèle multicritère d'évaluation de la performance des digues dans le SIRS Digues. Cette opération permet de cartographier et de visualiser la performance d'un parc d'ouvrages. Après une application sur une digue existante de ces méthodes, nous proposons divers développements et perspectives à cette recherche, dont la principale est, à moyen terme, le développement d'un outil opérationnel pour l'aide à la décision dans les actions de maintenance des digues de protection contre les inondations.

En application de l'article 33 de la loi du 16 septembre 1807 relative au dessèchement des marais, la responsabilité du maintien et du contrôle de la bonne sécurité des digues relève du propriétaire de la digue. Au fil des ans, plusieurs textes sont venus préciser et renforcer les obligations en matière de gestion et d'entretien des digues contribuant au sentiment de sécurité que peuvent conférer ces ouvrages. Toutefois, alors qu’elles sont censées protéger les populations, les digues ont progressivement été qualifiées d’« ouvrages de danger » du fait du risque inhérent à leur rupture, conduisant à l’émergence d’un « risque digue » qui reconnaît juridiquement les limites des travaux de protection et de correction des cours d’eau et des rivages, et même leur contribution involontaire à la production de désastres. Les inondations et submersions marines qui sont survenues au cours des deux dernières décennies ont en effet illustré une importante situation de défaut d’entretien des digues sur l’ensemble du territoire métropolitain dont l’origine a pu être identifiée au travers d’une structure de la propriété des digues complexe, avec de multiples intervenants, l’absence pour de nombreux propriétaires riverains de volonté ou de moyens d’investir les sommes nécessaires pour la protection des digues, dont les enjeux dépassent souvent la protection de leurs biens et, en conséquence, pour pallier les carences des propriétaires de digues, une substitution des collectivités territoriales, sans que fût nécessairement mis en œuvre des moyens financiers suffisamment conséquents, et sans que celles-ci mesurent toujours à quel point elles engageaient leur responsabilité / In accordance with article 33 of the 16 september 1807 act relating to the draining of marshes, owners of dams are legally responsible for maintaining and monitoring the dams’ security. Various laws have clarified and strengthened the management and maintenance duty of dams over time to provide a sense of security. Despite the fact that the dams are built to protect people’s security, they have been considered as “hazardous structures” due to the potential risk of collapse. In addition, the legal concept of ‘dams disaster’ has emerged and been established, recognizing the limits of water proofing works as well as improvement and maintenance works and legally recognizing even unexpected disasters. Flooding and submersions occurred during last two decades demonstrated a significant lack of adequate maintenance for dams throughout the mainland France. The cause of lack of maintenance can be attributed to a complicated structure of ownership, which include many stakeholders and also to the owners’ unwillingness or lack of funding to make investments required for improvement and maintenance works. But, these stakes often go beyond the protection of their property. Furthermore, the responsibility of dam owners has been allocated to local authorities to offset deficiencies, but it was done so without preparing financial measures necessary for maintenance works and fully assessing the level of funds needed

Alors que les entités municipales se trouvent devant la nécessité d'agir pour protéger leurs populations des impacts liés à différents aléas climatiques, l'évaluation des progrès réalisés en adaptation fait l'objet d'un intérêt grandissant. Or, faute d'approches permettant d'évaluer objectivement les progrès des efforts municipaux d'adaptation, il apparaît nécessaire, dans le développement d'indicateurs d'adaptation, d'accorder une grande importance aux aspects méthodologiques et psychométriques, telles la fidélité et la validité des instruments de mesure. Cette thèse poursuit donc deux objectifs généraux. Elle vise d'abord à développer et valider deux indices de mesure en vue de dresser un portrait de la situation actuelle en ce qui concerne les municipalités québécoises en matière de pratiques et comportements d'adaptation aux impacts des vagues de chaleur/inondations et à la maladie de Lyme. Elle vise ensuite à identifier les facteurs associés à l'adoption par les municipalités québécoises d'interventions d'adaptation relatives à ces trois aléas. La thèse repose sur trois articles. Le premier article illustre le processus d'élaboration et de validation, à l'aide d'analyses métrologiques, d'un indice d'adaptation aux vagues de chaleur et aux inondations à l'échelle des urbanistes et des aménagistes œuvrant au sein d'entités municipales québécoises. Le second article s'appuie sur la théorie du comportement planifié (TCP) ainsi que sur certains construits théoriques du modèle des croyances relatives à la santé afin de prédire l'adoption d'interventions préventives pour la maladie de Lyme à l'échelle des municipalités québécoises. Enfin, le troisième article identifie les facteurs psychosociaux de la TCP qui prédisent et expliquent le mieux l'adoption de comportements d'adaptation, cette fois à la chaleur et aux inondations, par les autorités municipales du Québec. Les indices développés permettent de jeter un premier regard multidimensionnel sur le niveau d'adaptation des municipalités québécoises. Les résultats montrent que de façon générale, les municipalités sont actives bien qu'elles soient moins souvent engagées dans des mesures structurantes d'adaptation - qui peuvent avoir des implications financières et stratégiques importantes pour l'organisation – que dans des mesures préparatoires à l'adaptation. Ces résultats suggèrent que les municipalités sont relativement nombreuses à adopter des actions d'adaptation, sans pour autant s'inscrire dans une démarche officielle d'adaptation, au sens d'un processus continu de gestion adaptative. Quant aux facteurs associés à l'adoption de mesures d'adaptation, les analyses ont montré que, contrairement aux normes sociales, les attitudes à l'égard de l'adoption de pratiques d'adaptation et les barrières perçues semblent représenter des prédicteurs importants de l'adaptation à l'échelle des municipalités québécoises. Les barrières perçues peuvent également modérer l'association entre l'intention d'agir et l'adoption de mesures d'adaptation, ce qui suggère que la force de l'association entre l'intention et la décision de passer à l'action se trouve réduite lorsque les responsables municipaux perçoivent des obstacles à l'action. Les résultats de cette thèse ont des implications importantes sur le plan du suivi et évaluation des progrès en matière d'adaptation, ainsi qu'en ce qui concerne la conception d'interventions visant à favoriser l'adoption de pratiques d'adaptation. / While municipal entities are faced with the need to act to protect their populations from the impacts related to various climate hazards, there is a growing interest in assessing the progress made in terms of adaptation. That said, given the lack of approaches for objectively assessing progress from municipal adaptation efforts, it appears necessary, when developing adaptation indicators, to attach great importance to the methodological and psychometric aspects, such as reliability and validity of the measurement instruments. Consequently, this thesis has two general objectives. The first is to develop and validate two measurement indices with a view to drawing a portrait of the current situation in Quebec municipalities regarding practices and behaviours for adapting to heat waves, floods and Lyme disease. The next objective is to identify the factors associated with Quebec municipalities' implementation of adaptation interventions related to these three hazards. The thesis is based on three articles. The first article illustrates the development and validation process, using metrological analyses, of an index of adaptation to heat waves and floods at the level of urbanists and urban planners working in Quebec's municipal entities. The second article rests on the theory of planned behaviour as well as on some theoretical constructs of the health belief model to predict the implementation of preventive interventions for Lyme disease across Quebec municipalities. Finally, the purpose of the third article is to identify the psychosocial factors of the theory of planned behaviour that best predict and explain the adoption of adaptation behaviours, this time to heat and floods, by Quebec's municipal authorities. The indices developed help provide a first multidimensional view of Québec municipalities' levels of adaptation. The results show that, generally, the municipalities are active, even though they are less frequently involved in structuring adaptation measures which may have significant financial and strategic implications for the organization than in the adoption of groundwork adaptation actions. These results suggest that a relatively large number of municipalities are carrying out adaptation actions, but not as part of an official adaptation process, in the sense of continuous adaptive management. As for the factors associated with the implementation of adaptation measures, the analyses showed that contrary to social norms, attitudes towards the adoption of adaptation practices and perceived barriers seem to represent important predictors of adaptation across Quebec municipalities. Perceived barriers may also moderate the association between the intention to act and the adoption of adaptation measures, which suggests that the strength of the association between the intention and the decision to take action is reduced when municipal officials perceive obstacles to the action. The results of this thesis have significant implications for the monitoring and evaluation of the progress made in terms of adaptation, as well for the designing of interventions intended to promote the implementation of adaptation practices.

Le besoin d’agir face aux inondations n’a jamais été aussi pressant. Le Québec a connu dernièrement des épisodes exceptionnels qui rendent à l’évidence la vulnérabilité des communautés face aux inondations, notamment d’un point de vue des infrastructures. Il est temps de réaliser un virage vers des innovations de l’aménagement qui seront davantage inclusives de l’eau. Dans cet esprit, les infrastructures vertes et bleues pourraient offrir une solution complémentaire aux infrastructures plus traditionnelles, étant plus respectueuses de l’environnement ainsi que des personnes, caractérisées par une flexibilité qui vient compenser l’incertitude climatique présentement vécue. Ce mémoire de recherche vise à étudier et cadrer le concept d’infrastructures vertes et bleues afin de proposer un scénario adapté au contexte québécois. L’exercice a permis de proposer des interventions théoriques à deux échelles complémentaires, misant sur les réalisations des acteurs de l’eau ainsi que du laboratoire de recherche dans lequel ce mémoire prend place. / The need to act in the face of floods has never been more crucial. Quebec has recently experienced exceptional episodes that highlight the vulnerability of communities to flooding, particularly from an infrastructure point of view. It is time to shift towards planning innovations that will be more inclusive of water as a resource. In this spirit, green and blue infrastructures could offer a complementary solution to more traditional interventions, being more respectful of the environment as well as people and characterized by a flexibility that can potentially compensate for the climatic uncertainty currently experienced. This thesis aims to study and adapt de concept of green and blue infrastructure to the province of Quebec, by developing a project proposal. This exercise yielded the proposal of theoretical scenarios at two complementary scales, building off local and regional interventions as well as some of the work realized by the research group in which this project takes place.

En étant nécessaire à la vie humaine, l’eau est également nécessaire au fonctionnement des économies. Pour qu’elle soit utile à la société, l’eau doit être disponible en quantité et en qualité adéquates, caractéristiques qui ne sont pas toujours disponibles dans la nature. Ainsi, trop ou pas assez d’eau entraînerait des inondations ou des sécheresses, tandis qu’une eau contaminée pourrait être le vecteur de maladies contagieuses mortelles, chacun de ces fléaux entraînant des dommages économiques. Cette thèse est organisée en trois chapitres traitant de thématiques liées aux investissements dans les infrastructures d'eau et à la gestion des maladies infectieuses. Le premier chapitre étudie comment les améliorations apportées aux réseaux d’égouts atténuent les impacts économiques des inondations provoquées par la pluie. Pour estimer l’effet causal de ces investissements, ce chapitre utilise un resserrement inattendu du financement fédéral américain en faveur des réseaux d’égouts, à la suite de l’amendement de 1977 à la politique du Clean Water Act. L'analyse empirique combine un nouveau modèle statistique du risque d'inondation induit par la pluie avec des données horaires sur la quantité de pluie dans les comtés et les codes postaux américains de 1996 à 2019. Les résultats indiquent que des investissements plus importants dans les réseaux d'égouts ont conduit à des réductions substantielles des inondations locales. Les bénéfices de ces investissements sont supérieurs à leurs coûts, économisant près de 23 millions de dollars pour le comté moyen. Dans l’ensemble, ces résultats mettent en évidence à quel point la détérioration des infrastructures publiques peut exacerber les conséquences du changement climatique. Le deuxième chapitre étudie le rôle des épidémies locales de maladies infectieuses dans l'adoption de systèmes centralisés d'approvisionnement en eau dans les premières villes américaines au XIXe siècle. À l’aide d’un vaste corpus de données provenant d’archives de journaux de 1800 à 1896, je construis un nouvel indicateur capturant les épidémies de fièvre jaune, de choléra et de fièvre typhoïde au niveau des villes. Les résultats indiquent que (1) les épidémies locales de maladies infectieuses ont entraîné une augmentation du nombre systèmes d'approvisionnement en eau construits par les villes et ont joué un rôle crucial dans la décision de construire environ 12% des ouvrages d’adduction d’eau en activité en 1897 ; (2) La réponse des villes aux épidémies de typhoïde a été deux fois plus importante que celle qui a suivi les épidémies de fièvre jaune ou de choléra. (3) Les entreprises privées ont construit davantage de nouveaux réseaux d’adduction d’eau après les épidémies locales, tandis que les gouvernements locaux ont procédé à davantage d’améliorations et d’extensions des réseaux d’adduction d’eau publics existants ainsi qu’à des rachats de sociétés d’eau privées. Enfin, je discute du rôle potentiel de divers facteurs sociodémographiques. Le troisième chapitre étudie les coûts économiques associés à une stratégie utilisée pour gérer les épidémies locales lors de la récente pandémie de COVID-19. Dans ce travail en collaboration avec Jian Tang, nous quantifions les effets de la politique ‘zéro-COVID’ à l’aide d’un riche ensemble de données sur les confinements au niveau des comtés en Chine et d’images satellitaires nocturnes. Nous constatons que des confinements plus stricts induisent une forte baisse de la luminosité nocturne au cours de la même période, suivie d’une lente reprise, qui se produit au moins deux trimestres après l’instauration du confinement. En l’absence de contagions généralisées, un comté soumis à un confinement total subit en moyenne une perte de PIB de 6% par rapport aux comtés non confinés. L’effet négatif est particulièrement persistant dans les zones où la production est dominée par les services, par opposition aux zones où la production est dominée par l’activité manufacturière. L’on note par ailleurs la présence d’effets d’entraînement à proximité des comtés confinés, mais ces effets sont de courte durée. / By being necessary to human life, water is also necessary for the functioning of economies. For it to be valuable to society, water should be available in the right quantity and the right quality, characteristics not always available in nature. Hence, too much or too little water would lead to floods or droughts, while tainted water could be the vector of deadly contagious diseases, each of these scourges coming with its economic damages. This thesis is organized into three chapters treating topics related to investments in water infrastructure and the management of infectious diseases. The first chapter studies how improvements in water infrastructure -- sewer systems -- mitigate the economic impacts of rainfall-induced flooding. To estimate the causal impact of these investments, this chapter exploits an unanticipated tightening in federal funding towards sewer systems, following the 1977 Amendment to the Clean Water Act. The empirical analysis combines a novel statistical model of rainfall-induced flood risk with hourly data on precipitation across U.S. counties and ZIP codes from 1996 to 2019. Results indicate that greater investments in sewer systems led to substantial reductions in local flooding. I estimate that the benefits from these investments exceeded their costs, saving nearly $23 million for the average county. Overall, these findings highlight how deteriorating public infrastructure may exacerbate the consequences of climate change. The second chapter studies the role of local outbreaks of infectious diseases in the adoption of centralized water systems in early American cities during the nineteenth century. Using a large corpus of archival newspaper data from 1800 to 1896, I construct a novel measure of city-level outbreaks of yellow fever, cholera, and typhoid fever. Results indicate that (1) infectious disease local outbreaks led to an increase in the number of waterworks constructed by cities and were pivotal in the decision to construct around 12% of waterworks in operation by 1897; (2) Cities’ response to typhoid outbreaks was twice as large as that following yellow fever or cholera outbreaks. (3) Private companies constructed more new waterworks after local outbreaks while local governments operated more improvements and extensions of existing public waterworks as well as takeovers of private water companies. Finally, I discuss the potential role of various socio-demographic factors. The third chapter studies the economic costs associated with a strategy used to manage local outbreaks during the more recent COVID-19 pandemic. In this joint work with Jian Tang, we quantify the effects of the “zero-COVID” policy using a rich set of county-level lockdown events in China and nighttime satellite imagery. We find that more stringent lockdowns induce a large contemporaneous decline in nightlight followed by a slow recovery, which happens at least two quarters after lockdown enactment. Absent widespread contagions, a county under total lockdown incurs on average a 6% GDP loss compared to those without restrictions. The negative effect is particularly persistent in service-heavy areas as opposed to manufacturing-heavy areas. There exists some evidence consistent with spillover effects near counties under lockdown, but these effects are short-lived.

La façon dont elle est utilisée ou valorisée par les groupes humains donne à la ressource en eau son statut d'enjeu géopolitique. La ressource en eau acquiert son statut d'enjeu au niveau des relations intergouvernementales, mais également à l'intérieur des administrations publiques. Une lecture multi-scalaire est donc nécessaire. Dans le bassin du Mékong les différents acteurs de la scène hydropolitique se font les avocats de différents projets pour le fleuve, et du rôle que la ressource en eau doit y jouer. Cette valorisation s'appuie autant sur des éléments objectifs que sur des représentations. Le statut et la valeur de l'information hydrologique reflètent cette diversité. Cette recherche montre que l'analyse des conditions de production, de gestion et de partage constitue une clef d'entrée et un outil pour l'analyse des situations hydropolitiques - à différentes échelles spatiales et institutionnelles. Précisément: reconstruire l'économie de l'information hydrologique permet d'identifier les acteurs, les enjeux et les processus de l'hydropolitique. L'étude du fonctionnement de la Commission du Mékong (MRC) confirme cette portée opératoire de l'information hydrologique.