Le Bergsee offre une séquence sédimentaire terrestre et continue sur l’histoire environnementale de l’Europe de l’Ouest entre 50 ka BP et aujourd’hui.Un enregistrement pollinique continu et séculaire permet la construction de l’évolution de la végétation et du climat sur la dernière période glaciaire.Outre l’opposition entre le Stade Isotopique Marin 3 et 2 (le second étant plus steppique), la succession de stades et d’interstades courts nord-atlantiques est reflétée par l’alternance de steppes (i.e. climat froid/sec) et de courts épisodes forestiers (i.e. réchauffements). Des phases glaciaires plus prononcées attestent de Stades de Heinrich en Europe de l’Ouest.Ces résultats sont validés par : 1) la confrontation avec des études européennes et 2) l’approche multi-proxy (chironomes, alkanes, géochimie) appliquée à des épisodes clés.Une comparaison avec les données archéologiques montre finalement le potentiel de contribution du contexte climato-environnemental du Bergsee à la compréhension des changements sociétaux du Paléolithique Supérieur. / Bergsee Lake provides a terrestrial and continuous sediment record of environmental changes in Western Europe for the last 50 ka.A continuous pollen record established at secular resolution allow to reconstruct the vegetation and climate variability of the Last Glacial period.Contrasted climate/vegetation is recorded between Marine Isotope Stages 3 and 2 (more steppic for the second one), and the north-Atlantic stadial/interstadial succession is also reflected by alternating steppe (i.e. cold/dry climate) and short forested episodes (i.e. warming). Moreover, Heinrich Stadials are evidenced as pronounced glacial phases by the Bergsee record.These results are supported by 1) comparison with other European records and 2) the multi-proxy approach (chironomids, alkanes, sedimentary data) applied on key climatic periods.Finally, comparison with archaeological data highlights the great potential contribution of the Bergsee record to the understanding of society changes of the Late Palaeolithic.

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Ce projet porte sur la reconstitution paléo-écologique d'un environnement forestier fossile retrouvé sur un plateau au sud-ouest de l'île Bylot. Il a comme objectifs 1) de préciser la chrono-stratigraphie du site; 2) d’établir une liste et une succession des différents taxons polliniques retrouvés dans les différentes unités stratigraphiques du site; 3) d’estimer leur âge et 4) d’en inférer des conditions climatiques (température et précipitations). Plusieurs coupes stratigraphiques ont été excavées puis échantillonnées afin de réaliser des analyses stratigraphiques, paléomagnétiques et polliniques. Un GPS différentiel fut également utilisé afin de caractériser à petite et grande échelle les unités stratigraphiques associées aux unités organiques fossiles. Les résultats des analyses granulométriques indiquent la séquence de dépôt suivante au sein d’une dépression dans la roche en place (schiste tertiaire) : 1) un diamicton glaciaire local ; 2) un sédiment limoneux d’origine glacio-lacustre ; 3) une unité organique tourbeuse; 4) une unité de type alluvial ; 5) un sédiment fluvio-glaciaire et 6) un diamicton glaciaire d’origine allochtone. Les analyses polliniques suggèrent une végétation similaire à celle présente près de la limite des arbres actuelle, environ 2000 km plus au sud. Les conditions climatiques plus humides et plus chaudes permettaient notamment la croissance du pin (Pinus type strobus et banksiana), de l’épinette (Picea cf. mariana), de l’aulne (type crispa et incana) et du mélèze (Larix, indifférencié). Enfin, les études paléomagnétiques et la présence d’espèces éteintes suggèrent un âge pour les dépôts organiques fossiles situé entre 2,14 et 2,15 Ma ou entre 2,581 et 3,040 Ma. / The project focuses on the paleo-ecological reconstitution of a fossil forest environment found on a plateau on the southwest part of Bylot Island, in the Canadian Arctic. The objectives were 1) to describe the chrono-stratigraphy of the site; 2) to establish a list and the succession of different pollen taxa found in organic and inorganic fossil units of the site; 3) to estimate their age and 4) to infer the past climatic conditions of the site. Several stratigraphic cuts were excavated and sampled for stratigraphic, paleomagnetic and pollen analyses. Also, a differential GPS was used to characterise the stratigraphic units associated with the organic fossil units at a small and large scale. Results of the granulometric analysis suggest the following deposition sequence starting from a depression in the bedrock (tertiary shale): 1) a glacial diamicton with local clasts; 2) a silty sediment of glacio-lacustrine origin; 3) an organic peat unit; 4) an alluvial type unit; 5) a fluvio-glacial sediment and 6) a glacial diamicton of allochtone origin. The pollen analyses suggest vegetation similar to that of the current tree-line limit, situated about 2000 km south of the site. The climatic conditions were warmer and more humid, allowing the local growth of pines (Pinus type strobus and banksiana), spruce (Picea cf. mariana), alder (Alnus type crispa and incana) and larch (Larix, undifferentiated). Paleomagnetic analyses and the presence of extinct species finally suggest an age for the organic fossil deposits of between 2,14 and 2,15 My or most likely between 2,581 and 3,040 My.

Au cours de la première moitié de l'Holocène les conditions climatiques, eustatiques et anthropiques connaissent de nombreuses et importantes modifications. Parmi celles-ci, les données. Parmi celles-ci, les données régionales relatives au quart nord-ouest du bassin méditerranéen révèlent plusieurs variations pluriscalaires et significatives des conditions d'humidité ainsi que des températures. Parallèlement, la hausse du niveau marin enregistre des vitesses très élevées et la région de l'arc Liguro-Provençal voit l'installation des premières communautés agro-pastorales de la culture " Impressa ", en l'occurrence dès le début du 6ème millénaire cal. BCE. Afin de qualifier la réponse de la végétation alluviale côtière, entre la fin du 8ème et le 5ème millénaire, face à l'évolution de ces conditions, l'analyse pollinique à haute résolution de deux séquences sédimentaires alluviales (bassin du Loup et de la Cagne) à été réalisée. Grâce à une approche pluridisciplinaire (carpologie, ostracologie, sédimentologie...) et méthodologique inédite (analyse du transport pollinique fluviatile) les résultats montrent une évolution précise des écosystèmes végétaux côtiers et alluviaux. Au sein de cette évolution, la remontée du niveau marin joue un rôle fondamental comme en témoigne l'expansion littorale des aulnaies marécageuses. Le forçage climatique joue également un rôle important. Les étés plus humides du 6ème millénaire participe à la diffusion du sapin à basse altitude, alors que l'augmentation de la fréquence des sécheresses estivales enregistrées à partir du 5ème millénaire favorise le développement d'une végétation sclérophylle à bruyère arborescente. La néolithisation de la région participe également au façonnage des paysages littoraux. La récurrence du type pollinique Cerealia (gr. Hordeum) dès les premières décennies du 6ème millénaire atteste de l'importance des plaines alluviales côtières dans l'économie de production des premiers groupes néolithiques.

Dans le contexte du réchauffement climatique, les enregistrements paléoclimatiques à différentes échelles temporelles et spatiales apparaissent essentiels pour comprendre les mécanismes du climat. La Patagonie Chilienne (41°S à 56°S) parcourue du Nord au Sud par les Andes représente une contrainte topographique majeure sur les circulations atmosphériques et océaniques. Cette région est la seule qui intercepte la totalité de la ceinture des vents d'ouest austraux et constitue donc une zone clé pour étudier les changements paléoenvironnementaux et comprendre les mécanismes océan-atmosphère et leurs interactions aux moyennes et hautes latitudes de l'hémisphère sud. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse sont : (1) de tester l'analyse pollinique dans les sédiments marins de cette région, (2) d'étudier les modifications des paléoenvironnements continentaux au cours des 20 000 dernières années à partir de deux carottes océaniques de la campagne "PACHIDERME" (MD07-3088 et MD07-3104) et (3) de déterminer leurs liens avec l'activité des vents d'ouest et avec l'influence de ces vents dans l'hémisphère sud et donc sur le climat à l'échelle globale. Les analyses polliniques dans les sédiments marins de surface à l'intérieur et à l'extérieur des fjords de la Patagonie reflètent fidèlement la végétation actuelle développée sur le continent le plus proche, ce qui prouve la validité de la palynologie marine dans cette région. Au niveau de la péninsule de Taitao (46°S), l'expansion des forêts nord patagoniennes après 17.6 ka marque le début de la déglaciation. Cette dernière est interrompue par un évènement froid et humide, l'Antarctic Cold Reversal (ACR) qui s'exprime ici par le développement des tourbières de Magellan et est lié à l'intensification des vents d'ouest. Le développement de taxons héliophiles à ~11 ka illustre le début de l'Holocène sous des conditions plus chaudes et plus sèches qui sont également enregistrées autour du Fjord de Reloncavi (41°S). Ces conditions persistent jusqu'à ~8-7 ka, puis les changements de végétation aux cours de l'Holocène montrent une variabilité climatique plus importante évoluant vers un climat plus froid et plus humide qui se renforce au nord de la Patagonie après ~6-5 ka puis pendant l'Holocène supérieur. La comparaison de nos résultats avec les données paléoclimatiques de la région souligne les déplacements de la ceinture des vents d'ouest. Après une descente rapide vers le sud au début de la déglaciation, cette ceinture des vents d'ouest remonte vers le nord pendant l'ACR avant de redescendre à nouveau vers le sud à l'Holocène proche de sa position actuelle. Ce phénomène appuie l'hypothèse d'un lien entre les variations du CO2 atmosphérique et la ceinture des vents d'ouest jusqu'au début de l'Holocène. A partir de l'Holocène moyen et supérieur, la ceinture des vents d'ouest s'élargit avec un léger retour vers le nord probablement lié à la mise en place d'El Niño au niveau de l'océan Pacifique tropical.

Le traitement médical des allergies nécessite la caractérisation des pollens en suspension dans l’air. Toutefois, cette tâche requiert des temps d’analyse très longs lorsqu’elle est réalisée de manière manuelle. Une approche automatique améliorerait ainsi considérablement les applications potentielles du comptage de pollens. Les dernières techniques d’analyse d’images permettent la détection de caractéristiques discriminantes. C’est pourquoi nous proposons dans cette thèse un ensemble de caractéristiques pertinentes issues d’images pour la reconnaissance des principales classes de pollen allergènes. Le cœur de notre étude est l’évaluation de groupes de caractéristiques capables de décrire correctement les pollens en termes de forme, texture, taille et ouverture. Les caractéristiques sont extraites d’images acquises classiquement sous microscope, permettant la reproductibilité de la méthode. Une étape de sélection des caractéristiques est appliquée à chaque groupe pour évaluer sa pertinence.Concernant les apertures présentes sur certains pollens, une méthode adaptative de détection, localisation et comptage pour différentes classes de pollens avec des apparences variées est proposée. La description des apertures se base sur une stratégie de type Sac-de-Mots appliquée à des primitives issues des images. Une carte de confiance est construite à partir de la confiance donnée à la classification des régions de l’image échantillonnée. De cette carte sont extraites des caractéristiques propres aux apertures, permettant leur comptage. La méthode est conçue pour être étendue de façon modulable à de nouveaux types d’apertures en utilisant le même algorithme mais avec un classifieur spécifique.Les groupes de caractéristiques ont été testés individuellement et conjointement sur les classes de pollens les plus répandues en Allemagne. Nous avons montré leur efficacité lors d’une classification de type SVM, notamment en surpassant la variance intra-classe et la similarité inter-classe. Les résultats obtenus en utilisant conjointement tous les groupes de caractéristiques ont abouti à une précision de 98,2 %, comparable à l’état de l’art. / The correct classification of airborne pollen is relevant for medical treatment of allergies, and the regular manual process is costly and time consuming. An automatic processing would increase considerably the potential of pollen counting. Modern computer vision techniques enable the detection of discriminant pollen characteristics. In this thesis, a set of relevant image-based features for the recognition of top allergenic pollen taxa is proposed and analyzed. The foundation of our proposal is the evaluation of groups of features that can properly describe pollen in terms of shape, texture, size and apertures. The features are extracted on typical brightfield microscope images that enable the easy reproducibility of the method. A process of feature selection is applied to each group for the determination of relevance.Regarding apertures, a flexible method for detection, localization and counting of apertures of different pollen taxa with varying appearances is proposed. Aperture description is based on primitive images following the Bag-of-Words strategy. A confidence map is built from the classification confidence of sampled regions. From this map, aperture features are extracted, which include the count of apertures. The method is designed to be extended modularly to new aperture types employing the same algorithm to build individual classifiers.The feature groups are tested individually and jointly on of the most allergenic pollen taxa in Germany. They demonstrated to overcome the intra-class variance and inter-class similarity in a SVM classification scheme. The global joint test led to accuracy of 98.2%, comparable to the state-of-the-art procedures.

L’étude des pratiques mortuaires de l’ère chrétienne est un champ de recherche largement exploré par les historiens et les archéologues. Pourtant, en dépit d’une certaine tendance scientifique actuelle à questionner les rapports homme/milieu, aucune étude n’aborde la pompe funèbre dans une optique ethnobotanique. Cette enquête diachronique reconstitue les accessoires végétaux que la société puise dans son environnement pour accompagner le cadavre. Une méthodologie est développée pour la reconnaissance des micro- et macro-restes végétaux, en particulier le pollen, appliquée aux vestiges de huit sites archéologiques français et italiens (Ier-XVIIe s). Ces données, parfois éclairées par les sources écrites, livrent des informations inédites sur deux types de pratiques. D’une part, des dépôts végétaux constitués d’espèces florales accompagnent le corps des défunts et lui confèrent une image plus éclatante du point de vue visuel et olfactif, y compris dans les milieux sociaux les plus humbles. Ces données invitent les archéologues à considérer l’existence d’un mobilier funéraire peu connu jusqu’alors. D’autre part, les végétaux sont utilisés pour l’embaumement interne des plus privilégiés. L’opération transforme chirurgicalement la dépouille, et les chairs sont apaisées par le baume, une préparation dans laquelle les plantes jouent un rôle prédominant en vertu de leurs propriétés médicinales, olfactives, et symboliques. Ce travail pose les bases méthodologiques d’une archéobotanique funéraire. Les origines anciennes des pratiques mises en évidence devront à présent être reconstituées, mais c’est aussi leur rémanence dans la société contemporaine qu’il conviendra d’analyser. / Roman and Christian mortuary practices are widely explored by historians and archaeologists in Western Europe. Considered as a relic of a social being, the dead body contributes to a better understanding of human communities and cultures. However, even if Man-Environment interactions are now a central issue of the scientific research, no study has questioned funerary behaviors in an ethnobotanical perspective yet. This work aims to reconstitute plant accessories that people collect in their environment to treat the corpse and modify its appearance or its anatomical and biological properties. An original methodology is set up to sample and analyze macro and microbotanical remains, especially pollen, from Roman, Medieval and Modern tombs (1st-17th centuries AD) excavated on eight archaeological sites in France and in Italy. These archaeobotanical data confronted with written sources shed light on two kinds of practices.On the one hand, plant materials such as floral arrangements, litter and cushion made of colorful and fragrant species accompany the defunct into the grave. These tributes modify the sensory perception of the corpse and materialize devotion to the deceased, even in more humble social backgrounds. These results invite archaeologists to consider a new and unexpected kind of grave goods during fieldwork and laboratory analysis.On the other hand, plants are used for embalming into elite social circles. In Europe this practice, most likely originated in Ancient Times, is accurately documented by written and archaeological sources between the 14th century and the early 19th century. Evisceration and excerebration procedures physically transform the corpse, then the flesh and the skin are treated with an aromatic balm composed by many plants and exudates such as wormwood, mint, myrrh and frankincense. Surgeons appeal to medicinal, olfactory and symbolic properties of plants in order to stop the decay process and honor the body.This work lays foundation for an ethno-archaeobotany of death and brings some elements to understand the relationship between the dead body and its plant environment. Ancient origins of these mortuary practices now need to be identified. Moreover their persistence in contemporary society could also be analyzed through an ethno-sociological approach.

Les premières migrations ont atteint la région de l’Océanie Lointaine (à l'est des îles Salomon) récemment, autour de 3000 ans BP. De nombreux éléments sont à prendre en compte dans ce processus de déplacement de populations, dont les changements environnementaux. L’installation de l’Homme sur des îles vierges a probablement influencé la faune et la flore insulaires, mais la réponse de la végétation face à la pression anthropique varie d’un site étudié à un autre. Les objectifs de cette recherche ont été de décrire l'influence humaine sur l'environnement depuis les premières migrations, de déterminer l'impact climatique sur ces déplacements de populations et sur la modification des paysages au cours de l'Holocène supérieur ; puis, de caractériser le comportement humain et son adaptation à une île vierge. Pour répondre à cette problématique, deux carottes palustres, prélevées sur l'île d'Efate (au centre du Vanuatu) ont été étudiées : le marais d’Emaotfer et le lac Otas. Afin d’identifier la paléovégétation arborée et herbacée présente autour des sites, j’ai principalement analysé les grains de pollen et les micro-charbons. J’ai également reconstitué les températures et les précipitations passées à l’aide de fonctions de densité de probabilité.Au niveau climatique, ces analyses mettent en évidence une période chaude et humide jusqu'à 3700 ans cal BP. Ensuite, un environnement plus sec se met en place, suite à une augmentation de l'ampleur et du nombre d’évènements El Niño. Entre 1950 et 750-600 ans cal BP, les résultats révèlent un climat plus humide, associé à la diminution de fréquence et d’intensité des El Niño. Les modifications de la végétation du marais d’Emaotfer et du lac Otas illustrent une nouvelle période sèche après 750-600 ans cal BP, que l’on peut associer au Petit Âge Glaciaire.Les populations Lapita ont atteint l'île d'Efate vers 3000 ans cal BP, sous des fréquents et importants El Niño, lorsque les vents d'est se sont arrêtés, favorisant la navigation à voile vers l’est. Ces résultats soutiennent l'hypothèse de migrations vers l'est sous de faibles alizés. Les premiers colons étaient des navigateurs et des pêcheurs-cueilleurs, ils ont eu peu d'impact sur l'environnement. Autour de 1500-1300 ans cal BP, une nouvelle population s’est installée sur le site d’Emaotfer, a développé la culture de plantes médicinales, cérémoniales et alimentaires et a probablement pratiquée l’agriculture sur brûlis. Ce groupe a vécu sous un climat humide, également plus approprié au développement de l'horticulture. Nos résultats montrent la capacité d'adaptation des populations aux nouvelles contraintes environnementales et climatiques. Les résultats issus des analyses polliniques et de micro-charbons livrent des informations assez complètes sur le paléoenvironnement, les relations Homme-climat-végétation et l'émergence de l'impact anthropique. Pour de futures recherches, il serait nécessaire d'obtenir plus de données sur la pluie pollinique d’un maximum de taxons, sur les exigences écologiques des espèces végétales et les paramètres climatiques actuels propre à chaque île, afin de modéliser de façon robuste les paysages, les climats et l’influence de l’Homme sur la dynamique de végétation passée (projet LandCover6k) / The first settlers reached the Remote Oceania (east of the Solomon Islands) quite recently, around 3000 yr BP. There are several hypotheses concerning the causes of these migrations, and environmental changes have to be taken into account in the settlement proceeding. The arrival of populations on pristine islands has an influence on the native fauna and flora, but landscape responses to human impact vary for each site examined. The aims of this research are to describe the human influence on the environment since the first migrations, to discriminate the climate impact, which causes theses migrations and the landscape modification during the late Holocene; then, to characterize the human behaviour and adaptation on pristine island. To answer this problem, two palustrine cores, collected in Efate Island (central Vanuatu) were studied: the Emaotfer Swamp and the Otas Lake.I have mainly used pollen and micro-charcoal analyses to reconstruct the arboreal and herbaceous vegetation found around the sites. I have also conducted of past temperatures and rainfalls reconstructions thanks to density probability functions. At the climatic level, these analyses highlight a warm and wet period until 3700 cal yr BP. Then, a increase in magnitude and number of El Niño events caused a drier environment. Between 1950 and 750-600 cal yr BP, the results reveal a more humid climate, associated with the decrease in El Niño frequency and magnitude. The climatic variations recorded by the Otas Lake and the Emaotfer Swamp vegetation show a new dry period after 750-600 cal yr BP, corresponding to the Little Ice Age.Lapita people reached Efate Island ca. 3000 cal yr BP under frequent and sustained El Niño events. During this period, easterly winds stopped and favoured eastward sail. These results support the hypothesis of eastward migrations under low trade winds. The first settlers were seafarers and fishers-gatherers, they had little impact on the environment. A new population settled the Emaotfer Swamp from 1500-1300 cal yr BP, developed medicinal, ceremonial and food plants cultivations and has probably practiced slash and burn agriculture. This group lived under humid climate, also more suitable to the development of horticulture. Our results show the adaptive capacity of populations to new environmental and climatic constraints. The complementary of the pollen and micro-charcoal analyses deliver rather complete information on the palaeoenvironment, the Human-climate-vegetation relations and the emergence of the human impact. For future researches, it will be necessary to obtain more information on the pollen rain for a maximum of taxa, the ecological needs of plant species and the specific climate parameters for each island, to develop a robust model of past landscapes, climates and land-use (project LandCover6k).

Les microfossiles non-polliniques, des restes de divers organismes préservés dans les sédiments lacustres ou tourbeux, sont de plus en plus couramment employés en paléoécologie. Parmi ces microrestes, les spores de champignons coprophiles sont privilégiées dans les reconstructions des activités humaines telles que les activités pastorales. L’aptitude de ces spores à refléter la présence ou l’abondance des troupeaux n’est pas encore complètement comprise. Des analogues modernes ont été collectés dans deux zones d’estive, dans les montagnes du Pays Basque et d’Ossau. Des analyses de gradients contraintes par des variables environnementales ont permis d’identifier des assemblages non-polliniques associés à diverses conditions environnementales en contexte humide et terrestre. Un cortège d’ascospores de groupes coprophiles liées aux activités pastorales a pu être isolé. Les référentiels ont également fourni des informations sur la portée spatiale de l’information non-pollinique.Les microfossiles non-polliniques ont été étudiés dans quatre séquences tourbeuses en complément d’autres sources d’informations paléoenvironnementales (pollen, signal incendie). Ils ont fourni les informations sur les dynamiques des quatre sites durant l’Holocène et les périodes historiques. Les résultats des référentiels sont appliqués à l’interprétation des dynamiques pastorales. Les résultats modernes et fossiles montrent que la charge pastorale n’est pas le seul paramètre qui influence les signaux coprophiles ; ces spores pourraient avoir un potentiel d’indicateurs paléoenvironnementaux et pastoraux plus étendu qu’attendu.Les ascospores de groupes coprophiles sont décrites et illustrées ainsi que d’autres microfossiles fongiques, algaux et indéterminés. / Non-pollen palynomorphs, microscopic remains produced by a variety of organisms and preserved in peat and lake sediments, are now more widely used in palaeoenvironmental studies. In particular, spores of coprophilous fungi are considered as an adapted tool to reconstruct past land-use such as pastoral activities. However, their ability to reflect the presence and/or the number of cattle is not fully understood yet. Modern analogs from summer pastures in the Basque Mountains and the Ossau valley have been collected. Numerical analysis of modern non pollen-palynomorphs and environmental variables helped to distinguish several pools of microremains associated to distinct environmental conditions in both terrestrial and wet ecosystems. A group of ascospores of dung-related fungi clearly related to grazing activities was isolated. The modern dataset also provided useful information on the spatial scale represented by non-pollen palynomorphs. Fossil non-pollen palynomorphs from four peat records, combined with other palaeoenvironmental data (pollen, fire frequencies), have been studied. They informed on the evolution of the local conditions of the wetlands during Holocene and historical times. The modern data set is used to aid interpretation of the dynamics of past land-use and pastoral activities. The results from both modern and fossil approaches show that other parameters than the grazing pressure can induce variability in the copropilous signals; the indicative value of dung-related ascospores might be broader than expected. The ascospores of dung-related taxa are described and illustrated, alongside with other fungal, algal and unidentified microremains.