En Loire moyenne, deux espèces de Jussies exotiques invasives colonisent principalement les annexes hydrauliques et les grèves du lit endigué. La biologie de ces deux taxons, leurs impacts sur les communautés végétales et animales ont été étudiés. Les résultats des suivis de terrain et des expérimentations in situ et ex situ démontrent en particulier : (i) des différences entre les deux espèces concernant leurs traits reproductifs et leur développement, (ii) la possibilité d'un cycle de reproduction sexuée complet sous le climat ligérien, (iii) un impact nul sur les communautés végétales d'hydrophytes mais qui semble négatif sur les communautés riveraines, (iv) peu de différences entre la diversité et la structuration des communautés d'invertébrés des herbiers de macrophytes autochtones et exotiques. A partir de ces résultats, nous proposons de mettre en oeuvre un protocole de veille et de gestion, en intégrant la nouvelle donnée de forte probabilité de reproduction sexuée.

Dicorynia guianensis (Angélique) est un grand arbre de la forêt tropicale humide du plateau des Guyanes et la première espèce exploitée pour son bois en Guyane. La gestion durable de cette ressource exige de pouvoir prédire à long terme le renouvellement du stock exploitable et pour cela, de mieux cerner les processus écologiques qui déterminent la dynamique de sa régénération. Le travail présenté est la synthèse d'études menées sur l'écologie de la graine et la démographie de la régénération de D. guianensis en forêt naturelle et en forêt exploitée sur le site de Paracou, en Guyane. Les connaissances acquises, à l'échelle de la population, sur la régénération de l'espèce ont permis de calibrer un modèle de recrutement à partir de la graine intégrant la variabilité des processus d'installation, de croissance et de mortalité. Ce modèle constitue le point de départ d'un simulateur de la dynamique des populations naturelles de D. guianensis sélectivement exploitées en Guyane.

L'océan Austral est un endroit où des changements climatiques importants se sont produits au cours du siècle dernier, accompagnés d'un important niveau d'exploitation des ressources naturelles vivantes par l'homme. Ces changements globaux peuvent potentiellement conduire à des perturbations majeures des écosystèmes de l'océan Austral jusqu'aux prédateurs marins supérieurs. La pêche peut aussi directement affecter les oiseaux de mer par la mortalité accidentelle dans les engins de pêche (prises accessoires) et les ressources alimentaires supplémentaires fournies par les rejets. Lors des 20 dernières années un nombre croissant de recherches ont été effectuées sur les effets du changement climatique et des activités de pêche sur les oiseaux marins de l'océan Austral. L'utilisation de données à long terme d'observations en mer et de populations avec des animaux connus individuellement était essentielle pour détecter ces effets. Ici, nous passons en revue ces études afin d'identifier les tendances dans les changements de distribution, de phénologie, de démographie et de dynamique des populations en réponse aux changements climatiques et aux activités de pêche. Des changements dans la répartition et la phénologie de la reproduction ont été documentés en parallèle à l'augmentation des températures de surface de la mer et des changements dans la couverture de glace de mer dans l'océan Indien du Sud. Des températures de surface de la mer anormalement chaudes semblent principalement avoir un effet négatif sur les paramètres démographiques, bien qu'il existe des exceptions. Les variations de l'étendue de la glace de mer affectent également plusieurs paramètres démographiques et la dynamique des populations. Les relations suggèrent des effets non linéaires, avec des conditions optimales de couverture de glace de mer qui semblent être la règle. L'effort de pêche est principalement négativement relié aux taux de survie des populations et pour quelques espèces positivement relié au succès de la reproduction. Quelques études montrent que les facteurs climatiques et les prises accessoires de la pêche peuvent affecter les paramètres démographiques simultanément d'une manière complexe, qui peut être intégrée dans les modèles de dynamique des populations pour prévoir l'impact sur les populations. Bien que chez les oiseaux marins le taux de croissance démographique soit moins sensible aux variations de la survie des juvéniles qu'à des variations de la survie des adultes, la mortalité chronique des immatures en raison de la pêche peut nuire aux populations. Les modèles de population permettent aussi de projeter des trajectoires de populations dans des conditions climatiques futures. Les études à venir devront intégrer d'autres facteurs environnementaux, d'autres niveaux trophiques, le comportement de recherche de nourriture, les interactions entre climat et pêcheries et les mécanismes sous-jacents à la plasticité phénotypique, comme certaines études pionnières réalisées dans l'hémisphère Nord.

La croissance secondaire est à l'origine de l'accumulation de biomasse pérenne par les arbres et détermine en partie la capacité des écosystèmes forestiers à stocker du carbone. Cependant, les contraintes environnementales sur la croissance en milieu méditerranéen sont encore mal décrites et nous ne savons pas comment les changements climatiques futurs vont les modifier. L'objectif de la thèse est de déterminer, principalement à partir de l'étude de l'allocation du carbone à la croissance secondaire, les réponses fonctionnelles saisonnières et interannuelles du chêne vert (Quercus ilex L.) aux variations climatiques en région méditerranéenne. L'utilisation de différentes approches expérimentales, à des échelles spatiales allant du cerne à l'écosystème et à des échelles temporelles allant de la journée à plusieurs dizaines d'années, a permis de mettre en évidence l'effet de différentes contraintes environnementales (disponibilité en eau, réchauffement de la température, et densité du peuplement) sur la croissance secondaire et la composition isotopique du cerne. L'étude de la phénologie de la croissance montre que celle-ci est contrôlée directement par les températures hivernales et le déficit hydrique, plus que par la disponibilité en éléments carbonés issus de la photosynthèse. De 1968 à 2013, les changements climatiques ont entrainé une contrainte hydrique de plus en plus précoce qui s'est trouvée compensée par un début de croissance initié plus tôt dans l'année, sous l'effet du réchauffement des températures hivernales, et une meilleure efficacité d'utilisation de l'eau, sous l'effet de l'augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique. La réduction de la mortalité et l'augmentation de la croissance observée dans des parcelles éclaircies montre que cette pratique sylvicole permet de préparer les taillis de chêne vert à l'intensification de la sècheresse prévue pour la région méditerranéenne. / Tree secondary growth is responsible for woody biomass accumulation and is a major component of carbon storage in forest ecosystems. Environmental constraints on secondary growth in Mediterranean ecosystems must, however, be described in more to details to better understand how they will be modified by climate change. This dissertation aims at studying the functional responses of Mediterranean holm oak (Quercus ilex) to seasonal and inter-annual climate variations through the study of carbon allocation to secondary growth. Different experimental approaches, at spatial scales ranging from tree rings to the ecosystem and at temporal scales from the day to several decades, were used to identify the main environmental constraints (water availability, temperature warming, competition) to secondary growth and carbon isotopic composition of tree rings. The phenology of stem growth shows evidence for a direct environmental control on annual growth by winter temperature and summer drought that is more limiting than the carbon supply from photosynthesis. Climate change from 1968 to 2013 resulted in earlier water limitation on secondary growth, which was compensated by earlier growth onset, due to warmer winter temperature, and higher water use efficiency, due to increased atmospheric CO2 concentration. Thinning reduced tree mortality and increased stem growth, so thinning management in old holm oak coppices could prepare the ecosystem to better withstand the increasing drought forecasted for the Mediterranean region.

Cette thèse consiste en l'utilisation d'outils d'informatiques pour recueillir des informations concernant l'écologie d'espèces animales. L'objectif de départ était d'assembler des algorithmes capables de traiter des enregistrements acoustiques et de détecter, lister et dénombrer les sons éventuellement présents d'insectes, amphibiens et oiseaux. Pour ce faire nous avons testé de manière non exhaustive différents classifieurs et descripteurs de signal audio9 pour (première partie) organiser et participer à trois concours internationaux de reconnaissance automatique de sons d'animaux et (seconde partie) construire un outil de suivi d'abondance de deux espèces d'oiseaux marins pélagiques sur l'île de la Réunion. La première moitié de la thèse (chapitre 7) a été dédiée à la construction et au test de modèles de reconnaissance multi-classes (92 espèces animales : 82 espèces d'oiseaux (dont 66 passériformes), 9 espèces d'insectes, et 1 espèce d'amphibien, Pelophylax kl. grafi). La seconde moitié de la thèse (chapitre 8) s'est concentrée sur la construction de détecteurs de cris de deux espèces d'oiseaux protégées dont les colonies sont particulièrement difficiles d'accès et menacées par le développement et les éclairages urbains : Le Pétrel de Barau (Pterodroma baraui, endémique de la Réunion et en danger d'extinction depuis 2008 d'après l'UICN) et le Puffin tropical (Puffinus bailloni). / The present manuscript deals with computer science applied to ecology. The main objective was to assembly algorithms able to analyse acoustic recordings and automatically detect, list and count sounds of insects, amphibiansand birds. We tested a non exhaustive list of audio features and classifiers to (first part) organize and participate to three international challenges of automatic regnotion of animal's sounds and (second part) build a automatic and passive acoustic monitoring of two species of pelagic seabirds on the Reunion island.

Le genre Cyrtorchis, groupait 18 espèces d’orchidées angraecoïdes endémiques d'Afrique tropicale, était connu pour ses grandes fleurs blanches, odorantes à long éperon bien adaptées pour des études sur la biologie de la reproduction. Il était également connu pour ses problèmes de délimitation taxonomique qui peuvent s’avérer préjudiciables pour la conservation des espèces.La présente thèse de doctorat ambitionne de résoudre les problèmes de délimitation au sein du genre au niveau inter et intraspécifique en utilisant une approche de taxonomie intégrative et de documenter sa biologie de la reproduction.Une inspection visuelle de 1752 spécimens, les analyses morphométriques et phylogénétiques ont été utilisées pour clarifier la taxonomie au sein du genre. L’inspection visuelle a permis de délimiter 27 morphogroupes à priori, desquels un échantillonnage de 171 spécimens représentant 20 morphogroupes a été utilisé pour les analyses morphométriques. Pour les reconstructions phylogénétiques, 69 spécimens représentant 21 des 27 morphogroupes ont été séquencés à partir de six marqueurs moléculaires. La caractérisation des patrons de floraison et l’observation et des pollinisateurs ont été réalisées au Cameroun grâce à un suivi phénologique en ombrière sur trois ans de 494 spécimens vivants représentant 15 taxons, et un suivi de la pollinisation naturelle in situ de deux de ces taxons. L’évaluation des facteurs affectant la production des fruits et des graines viables a été réalisée chez deux espèces du genre à travers 448 tests de pollinisation manuelle pour lesquels l’effet du système de pollinisation et de la limitation des ressources ont été examinés.Les approches morphologiques permettent de distinguer deux groupes correspondant aux deux sections préalablement identifiées pour le genre Cyrtorchis. Les analyses moléculaires quant à elles ne soutiennent que la monophylie d’une des deux sections, Cyrtorchis sect. Cyrtorchis. Huit taxons morphologiquement définis dans le genre incluant trois nouvelles espèces sont également bien supportés par les analyses morphométriques et phylogénétiques. Le point d’insertion des stipites au tier supérieur du viscidium semble être l’un des principaux caractères reproducteurs soutenant la monophylie du genre alors que d’autres traits (tels que la structure du viscidium, la forme des stipites et des lobes latéraux du rostelle) se révèlent être d’importants critères permettant d’inférer des relations phylogénétiques au sein du genre. Au final, cette analyse met en évidence 27 taxons au sein du genre(incluant six nouveaux taxons à décrire), dont 12 taxons, confirmé par les approches morphométriques et/ou phylogénétiques. La phénologie de la floraison des espèces en ombrière montre un pic de floraisons à la grande saison de pluie (entre août et octobre). Un décalage de la floraison est observé chez certains taxons distribués en sympatrie et un asynchronisme de la floraison entre population de la même espèce. La pollinisation naturelle est un évènement rare et difficile à observer chez les deux espèces étudiées (C. letouzeyi et C. okuensis). En effet, le taux de pollinisation/fructification est globalement faible (39 % de fleurs avec les pollinies emportées et 16 % de fruits produits chez C. okuensis ;31-15 % de fleurs avec les pollinies emportées et 7-4 % de fruits produits chez C. letouzeyi), et ce, à cause du nombre réduit des visites des pollinisateurs. Par ailleurs, les pollinisateurs des deux espèces ont été identifiés et la pollinisation par les sphinx est confirmée dans le genre. Les tests de pollinisation manuelles ont révélé que la pollinisation croisée semble être le système de pollinisation le plus efficace pour la production de fruits et de graines viables. Cependant, davantage d’espèces devront être testées pour confirmer ce patron. Les approches multidisciplinaires développées dans ce travail sont des bases solides pour la définition et la mise en œuvre de stratégies efficaces de conservation pour les espèces d’orchidées menacées. Afin de produire une révision taxonomique complète du genre, une phylogénie complète incluant les cinq taxons restants et ceux encore non résolus est nécessaire. Les nouveaux taxons identifiés devraient être décrits et les statuts de conservation évalués pour l’ensemble des espèces reconnues dans le genre. / The genus Cyrtorchis, grouped of 18 angraecoid orchids species endemic to tropical Africa, and was known for its large, white, fragrant flowers with a long spur well suited for studies on reproductive biology. It was also known for its taxonomic delimitation problems, which can be detrimental to the conservation of the species.This PhD thesis aims to address the delimitation problems within the genus at the inter- and intraspecific level using an integrative taxonomic approach and to investigate its reproductive biology.Visual inspection of 1752 specimens, morphometric and phylogenetic analyses was used to clarify the taxonomy within the genus. Visual inspection delineated 27 a priori morphogroups, from which a sample of 171 specimens representing 20 morphogroups was used for morphometric analyses. For phylogenetic reconstructions, 69 specimens representing 21 of the 27 morphogroups were sequenced with six molecular markers. The characterization of flowering patterns and the observation of pollinators were carried out respectively through a three-year shadehouse phenological survey of 494 living specimens representing 15 taxa and a survey of the natural in situ pollination of two taxa in Cameroon. The assessment of factors affecting fruit and viable seed production was carried out in two species of the genus through 448 hand pollination tests for which the effect of pollination system and resource limitation were examined.Morphological approaches allow to distinguish two groups corresponding to the two sections previously identified for the genus Cyrtorchis. Molecular analyses support only the monophyly of on of the sections, Cyrtorchis sect. Cyrtorchis. Eight morphologically defined taxa including three new species are also well supported by morphometric and phylogenetic analyses. The insertion point of the stipites at the rear third of the length of the viscidium appears to be one of the main reproductive characters supporting the monophyly of the genus while other traits (such as the viscidium structure, the shape of the stipites and the lateral lobes of the rostellum) are found to be important criteria for inferring phylogenetic relationships within the genus. Finally this analysis highlights 27 taxa within the genus (including six new taxa to be described), of which 12 taxa, confirmed by morphometric and/or phylogenetic approaches. Flowering of most species at the shadehouse is peaking during the main rainy season (between August and October). However, some sympatric species present non-overlapping flowering periods and an asynchronism of flowering between populations of the same species. Natural pollination is a rare event and difficult to observe in the two studied species. Indeed, the overall pollination/fruiting rate is low (39% of flowers with pollinia removed and 16% of fruits produced in C. okuensis; 31-15% of flowers with pollinia removed and 7-4% of fruits produced in C. letouzeyi) because of the reduced number of pollinators visits. Additionally, both species were found to be pollinated by hawkmoths. Manual pollination tests revealed that cross-pollination appears to be the most efficient pollination system to produce fruits and viable seeds. However, more species will need to be tested to confirm this pattern.The multidisciplinary approaches developed in this work provide a solid basis to define and implement effective conservation strategies for threatened orchid species. To produce a complete taxonomic revision of the genus, a completed phylogeny including the five remaining and the yet unresolved taxa is required. The newly identified taxa should be described and the conservation status assessed for all species recognised in the genus. / Option Biologie des organismes du Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les prairies supra-forestières sont des écosystèmes bien représentés dans les milieux de montagne et qui s’avèrent vulnérables aux changements climatiques et aux modalités d’utilisation des terres. Dans ce contexte, l’objectif principal de cette thèse a été d’évaluer l’effet des forçages climatiques et du pastoralisme sur la végétation des prairies supra-forestières à différentes échelles spatio-temporelles. En particulier, nous avons cherché à comprendre les réponses des prairies à la variabilité interannuelle du climat (température et précipitation), aux tendances sur le long terme (réchauffement) et aux évènements extrêmes (vagues de chaleur et sécheresses) ; ainsi qu’aux modalités de la gestion pastorale (charges et calendriers de pâturage). Pour cela, nous avons réalisé des analyses sur un nombre de métriques phénologiques, météorologiques et pastorales. Les premières, dérivées principalement de l’indice de différence normalisée de la végétation (NDVI) à partir d’images satellite de moyenne (MODIS) et de haute résolution (Landsat et SPOT), ainsi que des données acquises au sol à la volée et en continu sur cinq alpages. Les deuxièmes, calculées à partir des ré-analyses du modèle climatique SAFRAN de Météo-France. Les troisièmes, estimées à partir des données des Enquêtes Pastorales régionales (1996-1997 et 2012-2014), et des cahiers d’alpage du dispositif Alpages Sentinelles. Concernant la végétation des prairies supra-forestières, nos résultats mettent en évidence : (i) des tendances au verdissement assez généralisées, (ii) des tolérances plus importantes aux vagues de chaleur qu’aux périodes de sécheresse estivales, (iii) des sensibilités plus importantes aux facteurs climatiques qu’aux pressions de pâturage, (iv) des réponses légères mais positives aux modalités de gestion pastoral, et (v) un potentiel de repousse en fin de saison. L’originalité de nos résultats a été de montrer l’existence de relations plus fortes entre les facteurs climatiques et la végétation des prairies, qu’entre cette dernière et le pâturage. Ils ont également éclairé les apports de l’utilisation de la télédétection dans l’étude de ces milieux. / Mountain grasslands are wide distributed ecosystems which are particularly vulnerable to climate and land use changes. In this context, the main objective of this thesis was to assess the effect of climate and pastoral drivers on mountain grasslands vegetation at different spatiotemporal scales. In particular, we wanted to understand plant responses to annual variations of climate (temperature and precipitation), long term warming and extreme events (heat waves and droughts); as well as the land management impact (grazing intensity and calendars). Hence, we performed several analyses using phenological, meteorological and pastoral metrics. First, we derived phenological metrics mainly from the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) extracted from two sources: satellite remote sensing images at moderate (MODIS) and high (Landsat and SPOT) resolution and field remote sensing measures acquired with portable and fixed sensors over five mountain grasslands. Second, we estimated meteorological metrics from reanalysis of the climatic model SAFRAN provided by Météo France. Third, we estimated pastoral metrics from two regional pastoral surveys (1996-1997 and 2012-2014) and several local documents (“cahiers d’alpage”) produced within the project “Alpages Sentinelles”. Regarding mountain grasslands vegetation, our results showed: (i) widely distributed greening trends, (ii) higher tolerance to heat waves than to droughts, (iii) higher sensibility to climate factors than to grazing pressures, (iv) weak but positive responses to grazing, and (v) a regrowth potential at the end of the season. The originality of our results was to exhibit the stronger relationships between climate factors and vegetation phenology, than between the latter and grazing pressures. Moreover, we highlighted the important contributions of remote sensing data to study mountain ecosystems.

Les espèces végétales envahissantes sont l'un des principaux facteurs de changement de la biodiversité dans les écosystèmes terrestres. Une détection précise et précoce des espèces exotiques est donc cruciale pour surveiller les invasions en cours et pour prévenir leur propagation. Présentement, les méthodes de surveillance des invasions biologiques permettent de suivre la propagation des envahisseurs à travers les aires de répartition géographique, mais une attention moindre a été accordée à la surveillance des espèces envahissantes à travers le temps. Les plates-formes de télédétection, capables de fournir des informations détaillées sur les variations des traits foliaires dans le temps et l'espace, sont particulièrement bien placées pour surveiller les plantes envahissantes en temps réel. Les changements temporels des traits fonctionnels sont exprimés dans la signature spectrale des espèces par des caractéristiques d'absorption spécifiques de la lumière associés aux pigments photosynthétiques et aux constituants chimiques tous deux liés à la phénologie. Ainsi, les variations temporelles dans la réponse spectrale des plantes peuvent être utilisées afin de mieux identifier des espèces individuelles. L'un des envahisseurs les plus problématiques au Canada est le roseau commun, Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steudel sous-espèce australis, dont la propagation menace la biodiversité des écosystèmes de zones humides en Amérique du Nord. Déterminer la période de l'année où cet envahisseur se distingue d’avantage, du point de vue spectral et fonctionnel, des autres plantes de la communauté serait centrale dans une meilleure gestion du roseau commun. Pour ce faire, nous avons utilisé des traits fonctionnels et une série temporelle de données spectrales foliaires à haute résolution au cours d'une saison de croissance à Boucherville, Québec, Canada, afin de déterminer la séparabilité spectrale de l'envahisseur par rapport aux espèces co-occurrentes et comment cette dernière varie à travers le temps. Nos résultats ont révélé que la spectroscopie foliaire a permis de distinguer le phragmite des espèces co-occurrentes avec une précision de plus de 95% tout au long de la saison de croissance – un résultat prometteur pour le futur de la télédétection des espèces végétales envahissantes. / Invasive plant species are one of the main drivers of biodiversity change in terrestrial ecosystems. Accurate detection of exotic species is critical to monitor on-going invasions and early detection of incipient invasions is necessary to prevent further spread. At present, surveillance methods of biological invasions allow to track the spread of invaders across geographic ranges, but less attention has been given to invasive species monitoring across time. Remote sensing platforms, capable of providing detailed information on foliar trait variations across time and space, are uniquely positioned for monitoring invasive plants in real time. Temporal changes in foliar traits are expressed in a species spectral profile through specific absorption features related to variation in photosynthetic pigments and chemical constituents driven by phenology. Thus, variations in a plant’s spectral response can be used to improve the identification of individual species. One of Canada’s most problematic invaders is the common reed, Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steudel subspecies australis, whose spread threatens biodiversity in wetland ecosystems in North America. Determining the time of year when the invader is spectrally and functionally more distinct from other plants in the community would be central to better management of common reed. To do so, we collected a time-series of foliar traits and high-resolution leaf spectral data over the course of a growing season at Boucherville, Quebec, Canada, to determine the spectral separability of the invader from co-occurring species and how its detection varies over time. Our results revealed that leaf-level spectroscopy distinguished Phragmites and co-occurring species with > 95% accuracy throughout the growing season – a promising result for the future remote detection of invasive plant species.

Titre de l'écran-titre (visionné le 25 mars 2024) / Au cours des dernières décennies, la télédétection a grandement facilité la documentation des tendances associées au raccourcissement de la période d'englacement des lacs en réponse au changement climatique. Bien que ces investigations soient diversifiées, certaines lacunes persistent, notamment l'exclusion des petits lacs et des réservoirs des études globales, et ce malgré leur abondance dans l'hémisphère nord. Ainsi, l'objectif de ce projet est de caractériser l'englacement des lacs et réservoirs à travers l'hémisphère nord grâce à l'imagerie satellitaire Sentinel-2A. Il vise également à examiner les tendances spatiales des dates de phénologie et à évaluer l'influence des caractéristiques géographiques, morphométriques et climatiques associées aux plans d'eau. Ces travaux reposent sur le développement d'une vaste base de données regroupant les dates de phénologie de la glace de 3702 lacs et de 1028 réservoirs à travers l'hémisphère nord de 2019 à 2023. En outre, cette base de données a permis la calibration d'un modèle prédictif de l'englacement des plans d'eau. Ce modèle, de type forêt aléatoire, a démontré une bonne performance avec une erreur absolue moyenne de 11 et 13 jours pour la prise et la fonte de la glace, respectivement. Cette marge d'erreur s'explique principalement par les causes d'incertitudes associées à la détection de glace par imagerie optique, notamment la gestion de la couverture nuageuse, mais aussi la détection de glace noire en climat aride. Parmi les variables d'entrée du modèle, la latitude et l'accumulation maximum des degrés-jours de gel constituent les paramètres déterminants dans la prédiction des dates de gel et de fonte de la glace. Bien que l'utilisation des capteurs optiques présente des défis spécifiques, le potentiel de la télédétection reste significatif dans le cadre d'études globales sur la glace, offrant également la possibilité d'améliorer les modèles climatiques actuels. L'étude de cas du réservoir de la Romaine-2 illustre un exemple concret de la synergie entre la télédétection et la modélisation. / In recent decades, remote sensing has considerably facilitated the documentation of trends related to the shortening of lake ice duration in response to climate change. Although these studies are diverse, certain gaps remain, in particular the exclusion of small lakes and reservoirs from global studies, despite their abundance in the Northern Hemisphere. Using Sentinel-2 satellite imagery, this project aims to characterize lake and reservoir freeze-up period across the Northern Hemisphere, and to assess the influence of their geographic, morphometric and climatic characteristics. This work is based on the development of an extensive database of ice phenology dates for 3702 lakes and 1028 reservoirs across the Northern Hemisphere from 2019 to 2023. This database was also used to calibrate a predictive model of lake and reservoir ice conditions. This random forest model performed well, with mean absolute errors of 11 and 13 days for freeze-up and break-up, respectively. This error is mainly due to uncertainties associated with ice detection from optical imagery, particularly cloud cover management, but also black ice detection in arid climates. Among the model input variables, latitude and maximum accumulation of freezing degree-days were the determining parameters in predicting freeze-up and break-up dates. Although the use of optical sensors presents specific challenges, the potential of remote sensing in the context of global ice studies remains significant and offers the possibility of improving current climate models. The case study of the Romaine-2 reservoir provides a concrete example of the synergy between remote sensing and modeling.

L’objectif de la thèse est d'évaluer l’apport des données satellites dans le suivi saisonnier de la végétation forestière (sous-bois et strate arborée). L'étude a été conduite sur la forêt landaise. Elle est basée sur une série de sept ans d'observations satellitaires décadaires d’un indice de végétation (PVI) et de mesures in situ de la surface foliaire (LAI) du sous-bois et des arbres. Tout d’abord, les observations in-situ ont été analysées. Elles montrent que le sous-bois est le déterminant majeur de la trajectoire saisonnière du LAI de l’ensemble du couvert végétal. Puis, ces informations ont été comparées aux données satellitaires. Il apparaît que la phénologie printanière du PVI renseigne sur celle du LAI du sous-bois. Enfin, ces résultats été exploités à l’échelle régionale et une carte régionale des types de landes a pu être produite. Cette étude ouvre des perspectives en matière d'intégration et de spatialisation des bilans d'eau et de carbone des écosystèmes forestiers à l'échelle régionale. / The aim of this thesis is to assess the potential of the remote sensing data to monitor the seasonal dynamic of the forest vegetation (understory and tree canopy). The study has been carried out on the maritime pine forest in the Southwest of France. It is based on a 7-year time-series of the 10-day vegetation index PVI composite derived from satellite and on in situ leaf area measurements (LAI) of understory and tree story.At first, the in situ observations have been analysed. It shows that the understory vegetation is the main driver of the seasonal dynamic of the whole forest LAI (understory+tree story). Then, these informations have been compared with the time-series of remote sensed PVI . It appears that the spring phenology of the PVI informs directly about the LAI understory one.Finally, these results have been used at the regional scale and a regional map of the lande types has been produced. This study opens some new prospects about integration and spatialisation of water and carbon balance of forest ecosystems at regional scale.