Les systèmes réels subissant des perturbations par l’interaction avec leur environnement sont susceptibles d’être entraînés vers des transitions irréversibles de leur principal état d’activité. Avec la croissance de l’empreinte humaine mondiale sur les écosystèmes, la caractérisation de la résilience de ces systèmes complexes est un enjeu majeur du 21e siècle. Cette thèse s’intéresse aux systèmes complexes pour lesquels il existe un réseau d’interactions et où les composantes sont des variables dynamiques. L’étude de leur résilience exige la description de leurs états dynamiques qui peuvent avoir jusqu’à plusieurs milliers de dimensions. Cette thèse propose trois nouvelles méthodes permettant de faire des mesures de la dynamique en fonction de la structure du réseau. L’originalité de ce travail vient de la diversité des approches présentées pour traiter la résilience, en débutant avec des outils basés sur des modèles dynamiques définis et en terminant avec d’autres n’exploitant que des données récoltées. D’abord, une solution exacte à une dynamique de cascade (modèle de feu de forêt) est développée et accompagnée d’un algorithme optimisé. Comme sa portée pratique s’arrête aux petits réseaux, cette méthode signale les limitations d’une approche avec un grand nombre de dimensions. Ensuite, une méthode de réduction dimensionnelle est introduite pour établir les bifurcations dynamiques d’un système. Cette contribution renforce les fondements théoriques et élargit le domaine d’applications de méthodes existantes. Enfin, le problème de retracer l’origine structurelle d’une perturbation est traité au moyen de l’apprentissage automatique. La validité de l’outil est supportée par une analyse numérique sur des dynamiques de propagation, de populations d’espèces et de neurones. Les principaux résultats indiquent que de fines anomalies observées dans la dynamique d’un système peuvent être détectées et suffisent pour retracer la cause de la perturbation. L’analyse témoigne également du rôle que l’apprentissage automatique pourrait jouer dans l’étude de la résilience de systèmes réels. / Real complex systems are often driven by external perturbations toward irreversible transitions of their dynamical state. With the rise of the human footprint on ecosystems, these perturbations will likely become more persistent so that characterizing resilience of complex systems has become a major issue of the 21st century. This thesis focuses on complex systems that exhibit networked interactions where the components present dynamical states. Studying the resilience of these networks demands depicting their dynamical portraits which may feature thousands of dimensions. In this thesis, three contrasting methods are introduced for studying the dynamical properties as a function of the network structure. Apart from the methods themselves, the originality of the thesis lies in the wide vision of resilience analysis, opening with model-based approaches and concluding with data-driven tools. We begin by developing an exact solution to binary cascades on networks (forest fire type) and follow with an optimized algorithm. Because its practical range is restricted to small networks, this method highlights the limitations of using model-based and highly dimensional tools. Wethen introduce a dimension reduction method to predict dynamical bifurcations of networked systems. This contribution builds up on theoretical foundations and expands possible applications of existing frameworks. Finally, we examine the task of extracting the structural causesof perturbations using machine learning. The validity of the developed tool is supported by an extended numerical analysis of spreading, population, and neural dynamics. The results indicate that subtle dynamical anomalies may suffice to infer the causes of perturbations. It also shows the leading role that machine learning may have to play in the future of resilience of real complex systems.

La thèse porte sur la mise en œuvre par Haïti du régime juridique international du climat dans un objectif d’adaptation de l’agriculture de ce pays aux changements climatiques. La question générale de recherche soulevée est de savoir dans quelle mesure le cadre juridique national, en adéquation avec les mécanismes juridiques internationaux, contribue à la résilience socio-écologique des populations d’Haïti aux changements climatiques par l’adaptation dans le domaine de l’agriculture. En réponse à cette question, nous avons formulé l’hypothèse que les insuffisances et la pauvreté du cadre juridique et institutionnel national et les faiblesses dans la mise en œuvre du cadre juridique international ne contribuent pas à la résilience des populations d’Haïti aux changements climatiques et à l’adaptation dans l’agriculture. Le droit international de l’environnement n’est vraiment effectif que dans la mesure où il est mis en œuvre au niveau national. Pour les pays en développement qui font face à de grandes difficultés financières et techniques, la facilitation reste la meilleure façon de réaliser cette mise en œuvre. Dans notre travail, nous avons cherché à comprendre le rôle du droit national existant dans la réalisation de l’objectif de résilience et d’adaptation d’Haïti aux changements climatiques dans l’agriculture. Nous avons questionné la mise en œuvre du droit international par ce pays en faisant une analyse et une critique des mesures légales et des réformes institutionnelles engagées pour permettre à la norme environnementale conventionnelle d’être effective. Nous avons aussi analysé l’action des mécanismes de facilitation du régime international du climat et de celui sur la désertification chargés de faciliter l’assistance technique et financière aux États Parties en développement, une assistance sans laquelle un petit État insulaire en développement comme Haïti pourra difficilement atteindre ses objectifs d’adaptation. Cette analyse critique du droit national, de la manière dont la mise en œuvre du droit international a été conduite et de la valeur de la facilitation nous a conduit à formuler des propositions de modification du cadre juridique et institutionnel dans l’objectif de résilience socio-écologique des populations d’Haïti par l’adaptation dans le domaine de l’agriculture.Ces propositions ont été faites, après une approche comparée de la mise en œuvre du droit international par la République Dominicaine, petit État insulaire voisin d’Haïti et faisant face aux mêmes défis d’adaptation aux changements climatiques. / The thesis focuses on Haiti’s implementation of the international legal climate regime with the aim of adapting this country's agriculture to climate change. The general research question raised is to what extent the national legal framework, in line with international legal mechanisms, contributes to the socio-ecological resilience of the populations of Haiti to climate change through adaptation in the field of Agriculture. In response to this question, we hypothesized that the inadequacies and poverty of the national legal and institutional framework and the weaknesses in the implementation of the international legal framework do not contribute to the resilience of the people of Haiti to climate change and adaptation in agriculture. International environmental law is only really effective to the extent that it is implemented at the national level. For developing countries facing great financial and technical difficulties, facilitation remains the best way to achieve this implementation. In our work,we have sought to understand the role of existing national law in achieving Haiti’s objective of resilience and adaptation to climate change in agriculture. We questioned the implementation of international law by this country by analyzing and criticizing the legal measures and institutional reforms undertaken to allow the conventional environmental standard to be effective. We also analyzed the action of the facilitation mechanisms of the international climate and desertification regimes responsible for facilitating technical and financial assistance to developing States Parties, assistance without which a small island developing State like Haiti will find it difficult to achieve its adaptation objectives. This critical analysis of national law, of the way in which the implementation of international law was conducted and of the value of facilitation led us to formulate proposals for modification of the legal and institutional framework with the objective of socio-ecological resilience. ecological of the populations of Haiti by adaptation in the field of agriculture. These proposals were made, after a comparative approach to the implementation of international law by the Dominican Republic, a small island state neighboring Haiti and facing the same challenges of adaptation to climate change.

Les tourbières ombrotrophes (bogs) sont connues pour être des puits de carbone, en partie, en raison de leur résistance et leur résilience au feu. Ainsi, dans un contexte de changement climatique où plusieurs politiques incitent à diminuer les émissions de carbone vers l’atmosphère, on vise la restauration rapide de toute tourbière dégradée. L’industrie horticole canadienne a développé une méthode de restauration écologique prometteuse. Plus de 100 sites ont été restaurés au Canada et malgré plusieurs indicateurs de succès du fonctionnement de l’écosystème, on espère que les jeunes sites récemment restaurés seront résistants et résilients au feu. Toutefois, peu d’études concernent la réponse d’un écosystème restauré à une perturbation ultérieure à la restauration et aucune ne concerne la réponse au feu d’une tourbière restaurée. À la fin de l’été 2014, un feu s’est déclaré dans une tourbière brûlant partiellement un secteur restauré vieux de dix ans et un secteur naturel avoisinant. Cela offre la première occasion d’observer la réponse au feu d’une tourbière restaurée. Cette étude se divise en deux objectifs:1) déterminer si la capacité d’accumulation de carbone et le recouvrement végétal sont similaires entre les zones brûlées et non brûlées du secteur restauré, une saison de croissance après le feu; 2) comparer la reprise muscinale après feu entre le secteur restauré et le secteur naturel. Le taux de production de phytobiomasse était semblable entre les zones brûlées et non brûlées et le recouvrement végétal des zones brûlées retournait à un état semblable aux zones non brûlées à la fin de la première saison de croissance après le feu pour le secteur restauré. Les buttes de sphaignes du secteur restauré ont mieux résisté au feu et affichent une meilleure récupération initiale de la strate muscinale que le secteur naturel. Cette étude montre une tendance vers la résilience au feu des bogs restaurés. / Ombrotrophic peatlands (bogs) are known to be Carbone sink partially because of their resistance and resilience to fire. In a global climatic change context with politics aiming toward a reduction of atmospheric Carbone emission, a quick restoration of every degrade peatlands is desirable. The Canadian horticultural industry developed a promising peatland restoration technique. More than 100 sites were restored in Canada and despite many success indicators, we still hope that restored peatlands are resistantandresilient to fire. Indeed, few studies assess an ecosystem response to a disturbance happening after restorationandnone evaluates the response to fire of restored peatlands. At the end of summer 2014, a fire occurred in a Southern Quebec bog, partially burning a ten years old restored sectoranda natural one nearby providing the first opportunity to study the response to fire of a restored peatland. This research is divided in two objectives: 1) determine if the peat accumulation potentialandplant cover are the same between the burnedandunburned parts of the restored sector one growing season after fireand2) compare the mosses strata recovery between the naturalandthe restored sectors. The phytobiomass production rate was similar between the burnedandunburned parts of the restored sectorandthe burned parts plant cover growths significantly during the first growing season after fire, even reaching a similar level as the unburned parts for some areas. Sphagnumhummocks of the restored sectors showed a better resistanceandrecovery than the one in the natural sector. Thus, this study shows a tendency to resilience to fire of restored ombrotrophic peatlands.