I estimated 75 previously unavailable sea-floor spreading rates from shipboard and airplane magnetic profiles. To estimate the location of the Nubia-Somalia-Antarctica triple junction along the Southwest Indian Ridge (SWIR) I combined these, new rates with the 59 rates and 9 transform fault azimuths used by Chu and Gordon (1999). F-ratio tests determined the statistical significance of a two-plate (Africa-Antarctica) model and various three-plate (Nubia-Somalia-Antarctica) models. The best fit Nubia-Antarctica angular velocity is a rotation of 0.1512 +/- 0.0015° Myr-1 (1sigma) about 12.596° N, 44.340° W. The best fit Somalia-Antarctica angular velocity is a rotation of 0.1378 +/- 0.0034° Myr-1 (1sigma) about 14.299° N, 55.064° W. If a narrow Nubia-Somalia boundary intersects the SWIR, the Nubia-Somalia-Antarctica triple junction lies along the SWIR between 36.28° E and 38.50° E (95% confidence limits). The best fit Nubia-Somalia angular velocity is a rotation of 0.0297 +/- 0.0085° Myr-1 (1sigma) about 2.068° S, 12.388° E.

Marine-geological and -geophysical studies were undertaken to determine Late Quaternary glacial history of the West Antarctic Ice Sheet in Pine Island Bay, Antarctica. Analysis of geomorphic features and sediments on the continental shelf reveal the mechanism and timing of ice-sheet advance and retreat during the last glacial cycle. The ice sheet was grounded on the outer shelf during maximum extent. Thick ice, flowing slowly and resting on crystalline bedrock, was influenced by significant amounts of subglacial meltwater on the inner shelf. Thinner, but more rapidly flowing ice characterized the seaward extent of the ice sheet, which was grounded on a sedimentary substrate. Deglaciation is described by two phases. The outer-most extension of ice retreated gradually, stopping on a bathymetric high on the middle shelf by ∼16,000 years ago. Between ∼16,000 and 12,000 years ago, ice began to retreat rapidly and reached its present-day position by ∼10,000 years ago.

Deltaic deposits were the main sinks for sequestering large volumes of sand on the northern Gulf of Mexico continental shelf during the late Quaternary. Examination of high resolution seismic reflection data, cores, and platform boring descriptions allows detailed description and delineation of two sand units on the East Texas shelf. This study determined sand source, depositional setting, and volume of each unit along with an evaluation of sediment supply changes through time. The ancestral Colorado River deposited the two deltaic sand units during a sea-level highstand (Stage 3) and a sea-level rise (Stage 2 to 1). The balance between sediment supply and eustasy controlled the timing and style of delta deposition. Climate changes in the drainage basin have tentatively been correlated with sediment supply changes. Generally, increased supply up-dip correlates with increased yield down-dip, however, other factors, such as floods and floodplain construction, can modify the overall signal.

Resolving uncertainties about the cycling of organic carbon in the world's oceans is particularly crucial in the Arctic because it is the locus of deep water formation, as well as rapid environmental change. The specific goal of this thesis was to quantify the flux of soil organic carbon (SOC) to the Arctic Ocean due to erosion along the Yukon Coastal Plain. Ground ice and SOC within coastal sediments, and the current and future fluxes of carbon were examined in detail. / An evaluation of the volume of ground ice showed it to be a significant constituent of coastal bluffs. The amount of it was related to surficial material and geomorphic history, being lowest in coarse-grained marine deposits and highest in lacustrine materials. It made up almost half the soil volume in formerly glaciated areas where bluffs are high, but only one third the volume in unglaciated portions with low bluffs. / Overlooking ground ice resulted in overestimates of SOC and mineral sediment of up to 20%. Corrections were especially important in the upper ice-rich soil layers. Organic carbon contents were related to surficial material and bluff height, and 57% of carbon was located at depths greater than 1 m. SOC fluxes were up to three times higher than previously thought, but comparable to other parts of the Arctic. Eleven per cent of the carbon eroded annually was buried in nearshore sediments, and the carbon in those sediments was overwhelmingly terrigenous. / A morphodynamic model of coastal evolution was used to evaluate future coastal retreat. Low bluffs will retreat more rapidly than higher ones. Ground ice controls the amount of sediment in coastal bluffs and therefore the retreat rates, since bluffs with high ice contents have a lower effective cliff height. SOC fluxes from low coastal bluffs will increase by 29%, but will be offset by a 13% decrease from high bluffs. Regions of low cliffs could become sources of carbon flux to the atmosphere. / By providing insight into the origins and fate of organic matter in a sensitive section of the Arctic coastal system, this study offers valuable input for both current and future studies of regional carbon dynamics. / LES FLUX DE CARBONE ORGANIQUE DU SOL PROVENANT DE L'ÉROSION DES CÔTES PERGÉLISOLÉES, MER DE BEAUFORT CANADIEN / Le cycle du carbone organique dans les océans est d'une importance primordiale, spécialement dans l'Arctique puisqu'ils sont le lieu de formation des eaux abyssales et subissent des changements environnementaux rapides. L'objectif de cette thèse est de quantifier le flux de carbone organique du sol (COS), provoqué par l'érosion, entre la plaine côtière du Yukon et l'Océan arctique. Cette étude examine en détail la teneur en glace et en COS des sédiments côtiers, ainsi que les flux de carbone actuels et projetés. / Une évaluation du volume de la glace de sol révèle qu'elle est une composante importante des falaises côtières. La teneur en glace est liée à la géologie des dépôts de surface et à l'histoire géomorphologique de la région. En effet, cette teneur est plus basse dans les dépôts marins à grain grossier et plus élevée dans les matériaux lacustres. La glace de sol représente presque la moitié du volume du sol dans les zones de hautes falaises antérieurement englacées, mais seulement un tiers du volume dans les régions qui n'ont jamais été englacées et où les falaises sont plus basses. / Le fait de ne pas tenir compte de la glace de sol entraîne des surestimations de la quantité de COS et de sédiment minéral qui atteignent jusqu'à 20%. Les corrections relatives à la glace de sol sont particulièrement importantes, surtout dans les couches riches en glace près de la surface. La teneur en carbone organique dépend de la géologie des dépôts de surface et de la hauteur des falaises. Les résultats montrent que 57% du carbone est situé à des profondeurs supérieures à 1 m. Le flux de carbone organique est trois fois plus élevé que ce qui avait été estimé antérieurement, mais est toutefois comparable aux valeurs calculées pour d'autres régions de l'Arctique. Onze pourcent de la matière organique érodée annuellement est enfouie dans les sédiments marins littoraux et le carbone retrouvé dans ceux-ci est d'origine principalement terrigène. / L`érosion côtière future a été évaluée à l'aide d'un modèle d`évolution côtière morphodynamique. Le modèle démontre que les falaises basses reculeront plus rapidement que celles qui sont plus hautes. Puisque les falaises qui possèdent une teneur en glace de sol élevée ont une hauteur effective moindre, cette glace de sol a un impact sur le montant de sédiment et sur le taux de recul des falaises. Le flux de COS des falaises basses augmentera de 29%, mais sera atténué par une baisse de 13% dans le flux de COS des falaises hautes. Les régions où les falaises sont basses pourraient devenir des sources de dioxyde de carbone pour l'atmosphère. / Cette recherche apporte une contribution importante aux études actuelles et futures de la dynamique régionale du carbone; elle offre de nouvelles perspectives sur les origines et le sort de la matière organique dans une région sensible du système côtier arctique.

Global warming resulting from increasing greenhouse gas emissions is a threat to global food production. A rise in temperatures along with a shift in precipitation regimes is expected to decrease production in the future. However, farm management, such as the choice of crop cultivar, planting decisions, and irrigation can help farmers to alleviate some of the potential crop yield losses from climate change. In order to estimate the role of climate and agricultural management practices on yield, a new global crop model, PEGASUS 1.0 (Predicting Ecosystem Goods And Services Using Scenarios) has been developed for maize, soybean, and spring wheat. This thesis presents the methods used to develop the model, and its evaluation against present-day data, along with a model sensitivity experiment to a global warming of 2°C. Overall, results for present-day simulations are reasonable. Simulated planting and harvesting dates occur within the range of observations for more than 62% of total crop harvested areas, for each of the three crops. A comparison between simulated and observed crop yields indicates a weighted coefficient of determination, with the weighting based on crop harvested area, of 0.81 for maize, 0.63 for soybean, and 0.45 for spring wheat. The model simulates that an increase in temperature will result in a global decrease in crop yields. Nevertheless, adapting planting dates and cultivar choices to changes in temperature can avoid 60–78% of yield losses globally. Overall, the model results suggest that agricultural production in the richest countries, mostly located in the northern high latitudes, could benefit from increase in temperature, while the agriculture in the poorest countries in the tropics are likely to suffer the most. / Le réchauffement planétaire lié à l'émission croissante des gaz à effet de serre menace la production alimentaire mondiale. Une augmentation des températures ainsi qu'une modification des régimes de précipitations augmentent les risques de mauvaises récoltes à long terme. Toutefois, certaines pratiques agricoles, comme le choix du type de semence, les dates de semis, et l'irrigation permettent aux agriculteurs de s'adapter au mieux aux variations climatiques. Afin d'évaluer le rôle combiné du climat et des pratiques agricoles sur le rendement des cultures, un nouveau modèle agricole, PEGASUS 1.0 (Predicting Ecosystem Goods And Services Using Scenarios), a été développé. PEGASUS simule le rendement du maïs, du soja, et du blé de printemps à l'échelle mondiale. Cette thèse présente les méthodes utilisées pour développer le modèle, ainsi que son évaluation sur les données agricoles actuelles. Par ailleurs, la sensibilité du modèle à un réchauffement global de 2°C a été estimée. De manière générale, les résultats des simulations correspondant aux conditions climatiques actuelles sont satisfaisants. Ainsi, les dates de semence et de récolte simulées coïncident avec l'éventail des dates observées pour plus de 62% des surfaces cultivées, pour chacune des trois cultures. De plus, l'évaluation du rendement agricole calculé indique un coefficient de détermination, pondéré par la surface récoltée, égale à 0.81 pour le maïs, 0.63 pour le so ja, et 0.45 pour le blé de printemps. Les résultats des simulations correspondant à un réchauffement de la température montrent une réduction générale des rendements agricoles. Cependant, lorsque les dates de plantation et le choix du cultivar sont adaptés à la nouvelle température, les pertes sont réduites de 60 à 78%. Les variations de rendement agricoles ont été comparées par revenus économiques, démontrant que les pays les plus riches pourraient bénéficier$

The growing pressure on freshwater resources and aquatic ecosystems mandates for advancements in sustainable watershed management; for example, new frameworks of environmental flow requirements are promoted as means of improving ecosystem resilience. These new and advanced methods require manageable freshwater units to be identified preferably accompanied with attributes that allow for stratified grouping or classification. Such units have previously been created on watershed and national scales, but a global classification at a high spatial resolution is not yet available. The Global River Classification (GloRiC) project aims to create such units based on the analysis of geo-physical characteristics of river reaches at the global scale. The spatially detailed and explicit global assessment is facilitated by the digital river network of the HydroSHEDS (HYDROlogical Shuttle Elevation Derivatives at multiple Scales) database at 500m pixel resolution. A particular focus of GloRiC is to use a minimal number of variables to differentiate river reaches based on their eco-hydrological characteristics. Part of this project is also to create a multi-scale, holistic and flexible framework for river classification based on the current literature. The framework is composed of six main pillars: hydrology, physiography and climate, geomorphology, water chemistry, biology, and human alteration. Based on the framework, three examples of classifications, namely hydrological (19 classes), physio-climatic (14 classes) and geomorphologic (7 classes), were created at the global scale and subsequently combined into one freshwater habitat classification. The final classes for each classification were analyzed for and compared with similar regional classifications and global units such as biomes and large river basins. / La pression grandissante sur les ressources d'eau douce et les écosystèmes aquatiques demande un avancement des connaissances dans le domaine de la gestion durable des bassins versants. En ce sens, de nouveaux cadres conceptuels sont développés et utilisés comme outils pour améliorer la résilience des écosystèmes. Afin d'utiliser ces nouvelles méthodes, des unités (ou groupes) de généralisation des habitats d'eau douces doivent être créés. Idéalement, ces unités devraient être accompagnées de leurs attributs spécifiques permettant leurs classifications stratégiques. De telles unités ont été créées auparavant pour des bassins versants spécifiques ou encore à l'échelle nationale, toutefois, l'échelle globale à haute résolution demeure inexplorée. Le projet GloRiC (Global River Classification) tente de définir des unités d'habitat d'eau douce grâce à l'analyse des caractéristiques géophysiques des segments de rivières à l'échelle globale. Cette analyse détaillée des rivières de la planète est possible grâce au réseau de rivières digitales HydroSHEDS d'une résolution de 500m. Un des focus principaux de GloRiC est d'utiliser un nombre minimal de variable afin de différencier les segments de rivières d'après leurs caractéristiques éco-hydrologiques. De plus, ce projet tente de créer un cadre conceptuel pour la classification de rivières qui sera flexible, holistique et multi-échelle et basé sur la littérature contemporaine. Ce cadre est compose de 6 piliers: l'hydrologie, la physiographie et climat, la géomorphologie, la chimie de l'eau, l'écologie et les altérations anthropogéniques. Trois classifications à l'échelle globale ont été créées à l'aide de ce cadre, soit une classification hydrologique (19 classes), physio-climatique (14 classes) et géomorphologique (7 classes). Ces trois classifications ont par la suite été regroupées en une seule classification d'habitat d'eau douce. Les classes finales de chacune des classifications ont étés comparées et analysées avec d'autres classifications similaires et d'autres unités globaux tels que les biomes et une sélection des grands bassins de la planète.

The longitudinal trend in the size of a river’s bed material is best represented as being composed of several discrete units, called sedimentary links, in which each sedimentary link is initiated by a source of coarse sediment, and the bed material becomes progressively finer in the downstream direction. In this study, the concept of sedimentary links is applied to salmon rivers in the Gaspé Peninsula of Quebec, Canada, which have previously not been studied in the context of sedimentary links. Also, the relationship between the sedimentary links and the distributions of Atlantic salmon (Salmo salar) juveniles and spawning activity along these rivers is tested.A key finding in this study is that the sedimentary links of the Gaspé rivers are subdivided into not only source zones (experiencing a spatially continuous supply of coarse sediment) and fining segments (where the sediment becomes progressively finer downstream), but also an additional component not identified in earlier studies, which we call intermediate zones, in which the channel experiences regular but spatially discontinuous supplies of coarse sediment, producing “disturbed downstream fining”.Using data on salmon juvenile and redd densities provided by local wildlife managers, it was found that greater net gains in older juvenile densities generally occur in source zones and intermediate zones, rather than in the finer-sediment sections of fining segments. There is also a strong, positive correlation (R2 = 0.91, p = 0.001) between a river’s overall density of juveniles and the proportion of the river length that is occupied by either source zones or intermediate zones. Spawning activity is generally the highest in fining segments and intermediate zones, and lowest in source zones. There is also a significant, negative correlation (R2 = 0.87, p = 0.001) between the size of a river’s salmon run and the distance separating the river mouth from the nearest boulder-rich intermediate zone or source zone; we speculate that the proximity of such a zone to the river mouth influences the survival rates of juveniles during the winter immediately preceding their seaward migration. / La variation longitudinale de la grosseur de substrat le long des rivières est mieux représentée comme étant composée d’une séries de liens sédimentaires, où chaque lien est initié par une source de substrat grossier, suivi par un affinement du substrat dans la direction avale avant d’atteindre la source de substrat grossier suivant. Dans ce projet de recherche, le concept des liens sédimentaires est appliqué pour une groupe de rivières dans la Gaspésie (Québec, Canada), dont jusqu’à date n’ont jamais été le sujet d’une étude des liens sédimentaires. De plus, la relation entre les liens sédimentaires et la distribution des juvéniles et des frayères de saumons atlantiques le long de ces rivières est testée.Nous avons découvert que les liens sédimentaires des rivières gaspésiennes sont divisés en trois types de segments : les zones sources (où du substrat grossier est introduit dans le canal), les zones d’affinement (où le substrat devient de plus en plus fin dans la direction avale) et les zones intermédiaires (un nouveau type de zone qui n’a jamais été identifié dans les études précédentes, où le canal ne subit que des apports ponctuels mais discontinus répétés de sédiments grossiers, et dont l’affinement du substrat est obscurci).En utilisant des données historiques sur les densités de juvéniles et des frayères dans les rivières gaspésiennes, nous avons découvert que des gains de juvéniles plus âgés sont concentrés surtout dans les zones sources et les zones intermédiaires. Il existe aussi une forte corrélation positive (R2 = 0.91, p = 0.001) entre la densité moyenne de juvéniles dans une rivière et la proportion de la longueur de cette rivière occupée par des zones sources ou des zones intermédiaires. Les densités de frayères sont supérieures dans les zones d’affinement et les zones intermédiaires, tandis qu’elles sont plus faibles dans les zones sources. Il existe aussi une forte corrélation négative (R2 = 0.87, p = 0.001) entre la grosseur de la montaison de saumon et la distance qui sépare l’embouchure de la rivière et la zone intermédiaire/source la plus rapprochée. Nous croyons que la proximité d’une telle zone de l’embouchure de la rivière influence les taux de survie des juvéniles pendant l’hiver précédant leur migration vers la mer

Tropical floodplain wetlands are important from various perspectives, including hydrology, biogeochemistry and conservation, while facing imminent threats aggravated by insufficient baseline information. Recent advances in remote sensing and image analysis can address this problem. The integration of radar imagery (L-HH) with topographic datasets (elevation, slope and waterbodies) in an object-oriented analysis was tested as a method of rapid wetland mapping in the Equateur Province, Democratic Republic of Congo. Three classification schemes at different aggregation levels were produced to test thematic detail against accuracy. The highest level classifications include upland, lake, river, flooded forest, nonflooded forest, shrub and herbaceous vegetation. The maps range from 47% accuracy for the 7-class wetland map to 78% accuracy for the 3-class floodplain map compared to a reference map (FAO Africover). The method shows promise for developing inventories and monitoring programs to support wetland management in the central Congo River basin and other tropical riverine environments. / Les marécages tropicaux de zone inondable sont importants de diverses perspectives, incluant l'hydrologie, la biogéochimie et la conservation, tout en faisant face à des menaces imminentes aggravées par l'information insuffisante de ligne de base. Les avances récentes dans la télédétection et l'analyse d'image peuvent aborder ce problème. L'intégration des mosaïques de radar (L-HH) avec des ensembles de données topographiques (altitude, pente et cours d'eau) dans une analyse "object-oriented" a été examinée comme méthode de cartographie rapide pour les marécages dans la province d'Equateur, République Démocratique du Congo. Trois arrangements de classification à différents niveaux d'agrégation ont été produits pour examiner le détail thématique contre l'exactitude. Les classifications les plus detaillées incluent le terrain haute, le lac, le fleuve, la forêt inondée, la forêt non-inondée, l'arbuste et la végétation herbacée. Les cartes s'étendent de l'exactitude de 47% pour la carte de 7 classes à l'exactitude de 78% pour la carte de 3 classes comparée à une carte de référence (FAO Africover). La méthode se montre bien pour des inventaires et des programmes de surveillance qui soutiennent la gestion de marécage dans le bassin fluvial central du Congo et d'autres environnements riverains tropicaux.

Both quantity and composition of waterborne transport of dissolved organic carbon (DOC) from peatlands has been hypothesized to be affected by permafrost thaw. Changes in DOC can impact the carbon (C) balance of peatlands directly, but also the carbon balances and metabolism of downstream aquatic environments. In this study I have investigated the DOC export from different peatland types in the Stordalen catchment of northern Sweden (68.20N, 19.03E). The research was performed at various spatial and temporal scales in order to assess the importance of peatland permafrost thaw for both peatland and catchment DOC export. In the Stordalen catchment, peatland permafrost thaw leads to the conversion of palsas (a rain-fed peatland type with a permafrost core) into bogs dominated by Sphagnum mosses or into fens of varying nutrient status depending on their hydrological setting. The palsas were found to have low DOC export rates, at between 2.5 and 3.5 g C m-2 yr-1, and its composition characterized by several bulk DOC indices was of poor substrate quality for microbial degradation. The DOC export from the bogs was not found to differ in quantity to that of the palsas, but its DOC composition had lower aromaticity and a larger fraction derived from microbial sources. Snowmelt runoff occurred early on the palsa and bog, and mass flux at this time of years was responsible for >70% of the annual DOC export – causing the palsas and bogs to significantly affect catchment DOC export patterns during early snowmelt runoff, despite covering <4% of the catchments. Partly due to the restricted DOC export, the Stordalen palsa/bog complex was found to be net annual C sinks despite its low ecosystem productivity. In contrast, the fens were found to export 2 to 4 times as much DOC as the palsas and bogs, with a majority of the DOC export occurring outside the snowmelt runoff period. Several pieces of evidence show that fens not only act as catchment sources of DOC, but through selective degradation they transform DOC that reach the fens from upstream sources, causing the fens to regulate catchment DOC composition and concentrations during summer and fall low runoff periods despite covering only a small fraction of the catchment area. The impact on peatland DOC export from permafrost thaw is primarily dependent on the hydrological setting after thaw in Stordalen, where a conversion of palsas into fens has the greatest potential for the alteration of catchment DOC export patterns. / L'hypothèse a été émise que la quantité et la composition du carbone organique dissous (COD) des tourbières, transporté par l'eau, est affecté par le dégel du pergélisol. Les changements de COD peuvent influer sur l'équilibre du carbone (C) directement, mais aussi les bilans de C et le métabolisme des milieux aquatiques en aval. Dans cette étude, j'ai étudié l'exportation de COD provenant de différents types de tourbières dans le bassin versant Stordalen au nord de la Suède (68.20N, 19.03E). La recherche a été réalisée à différentes échelles spatiales et temporelles afin d'évaluer l'importance du dégel du pergélisol des tourbières sur la tourbière elle-même et sur l'exportation du COD dans le bassin versant. Dans le bassin versant Stordalen, le dégel du pergélisol des tourbières a conduit à la conversion des palses (un type de tourbière pluviale avec un noyau de pergélisol) vers des tourbières dominées par les sphaignes ou en tourbières de carex avec des statuts d'éléments nutritifs variés en fonction de leur contexte hydrologique. Les palses se sont avérés avoir un faible taux d'exportation de COD, entre 2,5 et 3,5 gC m-2 an-1, et sa composition se caractérise par plusieurs indices de COD qui étaient de mauvaise qualité de substrat pour la dégradation microbienne. L'exportation du COD dans les tourbières n'a pas montré de différences quant à la quantité par rapport à celles de la palse, mais sa composition avait une plus faible aromaticité et une fraction plus importante provenant de sources microbiennes. La fonte des neiges s'est produite tôt dans la palse et les tourbières, et le flux de COD à ce moment de l'année a été responsable de plus de 70% de l'exportation annuelle de COD – provoquant la palse et les tourbières de modifier sensiblement l'exportation du COD du bassin versant malgré que ces dernières ne couvrent que moins de 4% du bassin versant. En raison notamment de l'exportation restreinte de COD, le complexe palse/bassin versant Stordalen a été déterminé être un puit net annuel de C en dépit de sa faible productivité de son écosystème. En revanche, les tourbières à carex on montré une exportation de 2 à 4 fois plus élevée que le COD des palse et des tourbières à sphaigne, avec une majorité de l'exportation du COD survenant en dehors de la période de fonte des neiges. Plusieurs preuves ont montrés que les tourbières à carex n'agissaient pas uniquement en tant que source de captage de COD, mais par la dégradation sélective, elles transforment le COD qui atteint les tourbières à carex à partir de sources en amont, ce qui provoque les tourbières à carex de modifier la composition du COD et les concentrations du bassin versant, en été et en automne, période de faible hydraulicité, malgré que ces dernières ne couvrent qu'une petite fraction du bassin versant. L'impact de l'exportation de COD des tourbières durant le dégel du pergélisol a été montré dépendant des conditions hydrologiques après le dégel, durant laquelle une conversion en tourbières à carex montre un plus grand potentiel pour la modification des patrons de transport de COD.

In the early 1970s, mathematician and economist Nicolas Georgescu-Roegen developed an alternative framework to macro-economics (his hourglass model) based on two principles of classical thermodynamics applied to the earth-system as a whole. The new model led him to the radical conclusion that "not only growth, but also a zero-growth state, nay, even a declining state which does not converge toward annihilation, cannot exist forever in a finite environment" (Georgescu-Roegen 1976, p.23). Georgescu-Roegen's novel approach long served as a devastating critique of standard neoclassical growth theories. It also helped establish the foundations for the new trans-disciplinary field of ecological economics. In recent decades however, it has remained unclear whether revolutionary developments in "modern non-equilibrium thermodynamics" (Kondepudi and Prigogine 1998) refute some of Georgescu-Roegen's initial conclusions and provide fundamentally new lessons for very long-term macro-economic analysis. Based on a broad historical review of literature from many fields (thermodynamics, cosmology, ecosystems ecology and economics), I argue that Georgescu-Roegen's hourglass model is largely based on old misconceptions and assumptions from 19th century thermodynamics (including an out-dated cosmology) which make it very misleading. Ironically, these assumptions (path independence and linearity of the entropy function in particular) replicate the non-evolutionary thinking he seemed to despise in his colleagues. In light of modern NET, I propose a different model. Contrary to Georgescu-Roegen's hourglass, I do not assume the path independence of the entropy function. In the new model, achieving critical free energy rate density thresholds can abruptly increase the level of complexity and maximum remaining lifespan of stock-based civilizations. / Au début des années 1970s, le mathématicien et économiste Nicolas Georgescu-Roegen développa une alternative radical au modèle de macro-économie standard de l'époque : son « sablier entropique ». Celui-ci fut fondé sur des principes de thermodynamique classique appliqués à l'ensemble du globe. La nouvelle approche thermodynamique de Georgescu-Roegen a longtemps servi de forte critique des théories de croissance économique conventionnelles, ainsi qu'au fondement d'une nouvelle science interdisciplinaire : l'économie écologique, ou aussi, la bioéconomie. Néanmoins, à travers ces dernières décennies, il est demeuré incertain si d'importantes découvertes en thermodynamique de systèmes hors d'équilibre (NET) (Prigogine 1980, 1984, 1998): 1) ne réfuteraient pas plusieurs prémices et conclusions de Georgescu-Roegen. C'est ce que j'ai ici tenté d'investiguer, à l'aide d'une recherche dans l'histoire de plusieurs sciences. Je conclue que le modèle initiale de Georgescu-Roegen (le « sablier entropique ») dépend de plusieurs conceptions et prémices scientifiques maintenant considérées comme dépassées. En guise de développements dans le domaine de la thermodynamique de systèmes hors d'équilibre, je propose un nouveau modèle, qui ne prend pas pour acquis que les limites (thermodynamique) d'évolution d'un système macro-économique soit indépendant de la trajectoire du système en question. En particulier, la capacité d'atteindre des seuils critiques de densité de flux énergétique peut changer de façon radicale non-seulement le niveau de complexité (structurel et fonctionnel) d'une civilisation, mais aussi les limites de longévité d'une civilisation (problème qui est centrale à l'approche de Georgescu-Roegen).