Afin de prévoir les conséquences des changements environnementaux sur la biodiversité, une approche est de mieux comprendre la réponse des espèces à une modification de leur environnement. Les écosystèmes de montagne sont particulièrement concernés par ces changements environnementaux. En particulier, dans les Alpes françaises, les pelouses et prairies constituent des formations végétales importantes, du point de vue de leur intérêt patrimonial et de la biodiversité en espèce animales et végétales qu'elles renferment. Pour estimer la capacité des espèces à s'adapter/s'acclimater à de nouvelles conditions environnementales, différentes expériences ont été mises en place afin d'estimer le rôle de la variabilité génétique et de la plasticité phénotypique dans la variation des traits fonctionnels. Les résultats mettent en évidence l'importance de la plasticité phénotypique comme source de variation des traits fonctionnels, la variabilité génétique expliquant une part significative mais plus faible de la réponse. Cette coexistence des deux mécanismes indique que les espèces étudiées sont capables de s'acclimater et, à plus long terme, pourront s'adapter. Toutefois, des niveaux différents de plasticité et de contraintes ont été observés au sein et entre les espèces, pouvant conduire des réponses différentes selon les espèces et les populations. Les différents résultats ont permis de mettre en évidence la complexité de la réponse des espèces à leur environnement. Les différents aspects ainsi que l'origine de la réponse sont donc des éléments clés pour prévoir la réponse des espèces aux changements globaux de l'environnement, et donc l'évolution de la biodiversité.

L'hévéa est un arbre qui revêt un fort intérêt à l'échelle mondiale. Il représente la seule source de caoutchouc naturel commercialement exploitée. La demande grandissante de cette matière première a conduit à l'initiation de nombreuses recherches visant à augmenter la production de latex. La biosynthèse du caoutchouc à partir du saccharose se déroule dans le cytoplasme (latex) des cellules laticifères, hétérotrophes et dépourvues de plasmodesmes, les cellules laticifères disposeraient d'un équipement membranaire de transporteurs actifs spécifiques, afin de répondre à leurs besoins importants en photoassimilats.Toutefois, le rôle de ces transporteurs dans la physiologie des cellules laticifères n'a jamais été élucidé. Ce travail propose la première étude moléculaire des co-transporteurs H+ / sucres solubles et H+ / polyol (quebrachitol) au sein des cellules laticifères, en relation aves la production de latex. Ce travail a permis l'identification des premiers co-transpoteurs de saccharose d'hexoses et de polyols chez l'hévéa. Dix gènes de trasporteurs ont été clonés dans les cellules laticifères : 7 transporteurs putatifs de saccharose (HbSUT1A, HbSUT B, HbSUT2A, HbSUT2B, HbSUT2C, HbSUT4, HbSUT5), 1 transporteur putatif d'hexoses (HbHXT1) et 2 transporteurs putatifs de polyols (HbPLT1, HbPLT2). Ensuite les caractérisations physiologiques et moléculaires fines de ces transporteurs ont permis la mise en evidence du rôle potentiel et complémentaire de HbSUT1B, HbHXT1et HbPLT2 dans la production de latex, HbSUT1B et HbHXT1 seraient impliqués dans la régulation de la régénération du latex, alors que HbPLT2 interviendrait dans le contrôle de l'écoulement. Ces trois gènes sont proposés en tant que marqueurs moléculaires potentiels de production.

Les études non destructives des processus physiologiques dans les produits agronomiques exigent des résolutions spatiales et temporelles de plus en plus élevées. L'imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN) est une technique totalement non-invasive qui permet d'accéder à plusieurs types de variables (architecture des tissus, variabilités spatiales de la composition, flux entrants et internes au cours de la croissance du fruit) plus difficilement quantifiables avec des méthodes destructives classiques. Un des enjeux majeur également réside dans la faculté de localiser spatialement ces transformations physiologiques et morphologiques dans les produits agronomiques. Les travaux de recherches réalisés dans le cadre de cette thèse ont pour objectif principal, la mise en œuvre d'une méthodologie de calcul et d'analyse quantitative en imagerie RMN appliquée à l'agronomie. L'implémentation, l'optimisation et la validation de la séquence FLASH combinée avec des agents de contraste efficaces en terme de relaxivité et bio-compatibles a permis d'une part, la cartographie des paramètres de relaxation et d'autre part, la quantification du transport de l'eau in vivo d'un système agronomique modèle au cours de sa croissance. Les nanoparticules de l'agent de contraste Gd3+[Fe(CN)6]3-/Mannitol ont été utilisées comme des marqueurs afin de localiser les flux hydriques dans le fruit. Le choix de la séquence d'imagerie FLASH a été motivé par la nécessite d'atteindre des résolutions temporelles suffisante pour suivre la dynamique des changements physiologiques liés au transport de l'eau dans ce type de matériau. La validation de la méthode de calcul du T1 menée sur le fantôme a révélé un bon accord par rapport aux T1 mesurés par relaxométrie. Nous avons également mis au point une procédure d'évaluation du rapport signal sur bruit et des incertitudes commises dans chaque voxel des images paramétriques M0 et T1. L'évaluation de ces incertitudes est un élément fondamental de cette analyse quantitative, afin d'assurer des interprétations fiables des images RMN. La segmentation des images nous a permis de localiser précisément les tissus où règne une forte activité cellulaire. Enfin, la modélisation compartimentale mis en oeuvre nous a permis de quantifier les paramètres cinétiques liés au transport de l'eau dans le fruit.Mots-clés: Imagerie RMN quantitative, paramètres intrinsèques, segmentation, modélisation compartimentale, agents de contraste, tissus végétaux / Non destructive studies of physiological processes in agronomic products require increasingly higher spatial and temporal resolutions. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) imaging is a completely non-invasive technique providing access to several types of variables (tissue architecture, spatial variability of the composition, external and internal flow during fruit growth) more difficult to quantify with conventional destructive methods. One of major challenge lies in the ability to spatially localize the physiological and morphological changes in the agricultural products. The main objective of the research work in this thesis is to carry out a methodology in order to calculate and analyze quantitative NMR imaging applied to agronomy. The implementation, optimization and validation of the FLASH imaging sequence is performed in combination with innovative biocompatible contrast agents efficient in terms of relativity which allow to map in vivo relaxation parameters and then to explore water transportation in an agronomic model : the tomato during its growth. Nanoparticles of Gd3+[Fe(CN)6]3-/Mannitol contrast agents have been used as markers to localize the water flow in the fruit. The choice of the FLASH imaging sequence is motivated by the necessity to achieve sufficient high temporal resolution for monitoring the dynamics of physiological changes related to the water transport. The validation of the T1 calculation method performed on a phantom shows a good agreement compared to T1 measured by relaxometry. A systematic procedure for the estimation of the signal to noise ratio on the parametric images is also proposed which ensures a carefull determination of the intrinsic parameters of living tissues (M0 and T1) and their uncertainties. This step in the analysis ensures reliable interpretation of NMR images and permits image segmentation in order to precisely localize the tissues where there is a high cellular activity. Finally, the time dependance and the compartmental modeling allow to quantify the kinetic parameters associated with the water transport in the fruit.Keywords: Quantitative NMR imaging, intrinsic parameters, segmentation, compartmental modeling, contrast agents, plant tissues

Ce travail de recherche porte sur la mise en place d’outils permettant d’évaluer le transfert en éléments trace des sols agricoles vers les plantes. Il a été ciblé sur quatre éléments trace métalliques réglementés dans le sol et/ou la plante à savoir le cadmium, le cuivre, le plomb, le zinc, ainsi qu’un élément trace supplémentaire en voie de réglementation, l’arsenic. Dans un premier temps, un protocole d’échantillonnage a été développé afin de disposer d’un outil de diagnostic pré-récolte. Le cahier des charges a été défini de telle façon que ce protocole soit opérationnel, représentatif de la parcelle, applicable pour différentes parcelles et cultures et autorise une spatialisation de la concentration en éléments trace. Il est de type aléatoire stratifié afin de pouvoir couvrir la totalité de la surface étudiée. Dans un second temps, l’étude s’est portée sur le développement d’une méthode d’analyse des sols par électrochimie afin de disposer d’un outil d’évaluation de la biodisponibilité potentielle des éléments traces et donc du risque de transfert sol - plante. Pour ce faire, les concentrations des éléments sous leurs formes électrolabiles ont été déterminées par voltammétrie de redissolution anodique utilisant des électrodes sérigraphiées élaborées au laboratoire. La méthode a été développée et validée à partir d’une solution de sol de référence minéralisé. Elle a été par la suite appliquée à des solutions de différents sols agricoles obtenues par lixiviation selon un protocole normalisé (NF ISO 18772). / This study concerns the establishment of tools, which allow evaluating the transfer of trace elements from agricultural soils to plants. It focused on four metal trace elements regulated in soil and/or in plants, which are cadmium, copper, lead, zinc, as well as a trace element in the process of regulation, arsenic. First, a sampling protocol was developed in order to dispose of a tool of pre-harvest diagnostic. The specifications were defined such that this protocol is operational, representative of the parcel, applicable to various parcels and crops and authorizes a spatial distribution of the trace element concentration. It is based on random stratified type in order to be able to cover the whole of the considered area. Then, the study focused on the development of a soil analysis method by electrochemistry in order to dispose of a tool for assessing the potential bioavailability of trace elements and therefore the risk of the soil - plant transfer. For that, the electrolabile form concentrations of these elements were determined by anodic stripping voltammetry using screen printed electrodes produced at the laboratory. The method was developed and validated from a solution of a mineralized certified reference soil. It was subsequently applied to solutions of different agricultural soils obtained by leaching according to a normalized protocol (NF ISO 18772).

Parmi les systèmes dédiés à l’analyse directe des solides, la vaporisation électrothermique occupe une place de choix. Elle offre plusieurs avantages. Le temps de préparation des échantillons est considérablement réduit. Il n’y a pas de dilution induite par la minéralisation et les risques de pertes ou de contaminations durant cette étape sont éliminés. Son principe de fonctionnement consiste à transformer, par chauffage, quelques milligrammes d’échantillon en un aérosol, qui est ensuite transporté dans un spectromètre d’émission atomique par plasma à couplage inductif, où la composition élémentaire est mesurée. Une première étude fondamentale a permis de mieux comprendre la dynamique de l’aérosol formé et de définir les meilleures conditions opératoires. L’utilisation de cette technique pour la détermination élémentaire dans les végétaux a présenté cependant des difficultés supplémentaires : difficulté d’étalonnage, effets de matrice et grandes variabilités sur les concentrations mesurées. L’utilisation d’un support de cellulose pour les solutions étalons a permis d’harmoniser les conditions de formation de l’aérosol pour l’échantillon et pour l’étalon, et d’obtenir ainsi des résultats justes. Les effets de matrices ont pu être considérablement réduits par une calcination préalable des échantillons. Le manque de précision des mesures, causée par le manque d’homogénéité des échantillons, a pu être limitée en de réduisant significativement la taille des particules solides. Ces résultats obtenus sur des poudres ont permis d’autres applications comme l’analyse d’échantillons entiers ou la cartographie de la composition chimique d’organes végétaux. / Among the systems dedicated to the direct analysis of the solids, electrothermal vaporization takes up a place of choice. It offers several advantages. The preparation time of the samples is considerably reduced. There is no dilution induced by the digestion and the risks of losses or contaminations during this stage are eliminated. Its functioning consists to convert, by heating, a few milligrams of sample into an aerosol which is then transported in an inductively coupled plasma atomic emission spectrometer, where the elemental composition of the sample is determinate. A first fundamental study allowed to better understand the dynamics of the formed aerosol and to define the best operating conditions. However, the use of this technique to determine the elemental composition of solid plant samples presented additional difficulties: difficulty of calibration, matrix effects and important imprecision on the measured concentrations. The use of a cellulose support for the standard solutions allowed to harmonize the formation of the aerosol between the sample and the standard, and to obtain accurate results. The matrix effects can be considerably reduced by a preliminary dry-ashing of the samples. The variability of measurements, caused by the lack of homogeneity of the samples, was limited by reducing significantly the size of the solid particles. These results, obtained on powders, allowed other applications as the analysis of whole plant samples or the imaging of the chemical composition of plant organs.

Depuis 2011, le Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer a lancé un programme national de cartographie des habitats et des végétations (CarHAB), fondé sur l’approche phytosociologique dynamico-caténale. L’objectif de ce programme est de produire d’ici 2025 une carte des végétations naturelles et semi-naturelles de la France métropolitaine, au 1 : 25 000. La phytosociologie dynamico-caténale, dont l’année 1973 marque le point de départ, est apparue comme la méthode la plus adaptée pour répondre aux objectifs fixés. Si l’étude des dynamiques de la végétation utilisant les principes et méthodes de la phytosociologie paysagère fait l’objet de nombreux travaux en Europe, cette science reste peu développée en France. Dans ce contexte, les littoraux Manche-Atlantique figurent parmi les secteurs tests retenus par le programme, en raison des gradients écologiques qui régissent l’organisation spatiale des différents groupements végétaux côtiers d’une part, et de leur grande valeur patrimoniale d’autre part.Cette thèse présente une méthodologie permettant d’identifier, de caractériser les géopermaséries, les minoriséries et les géominoriséries de végétation et d’en cartographier les individus sur les littoraux Manche-Atlantique.Notre étude débute par une synthèse bibliographique décrivant les concepts et l’état des connaissances dans le domaine de la phytosociologie et de la phytosociologie paysagère. Elle apporte des premiers éléments de réponse concernant à la fois les techniques méthodologiques de caractérisation des séries et géoséries et de cartographie de leurs individus, et les champs d’application de la phytosociologie paysagère.L’analyse des traits généraux des littoraux montre les spécificités inhérentes à ces milieux, principalement liées à l’exposition des végétaux aux conditions écologiques contraignantes (vent, salinité, conditions édaphiques...). L’importance de la géologie, de la géomorphologie et du climat dans la différenciation des diverses associations végétales littorales est démontrée.L’identification du rôle des usages dans la structuration et l’évolution des végétations, justifie la nécessité de tenir compte des activités humaines actuelles et passées dans la définition des séries et des géoséries.Les principes méthodologiques généraux de la phytosociologie paysagère sont transposés et adaptés aux littoraux pour caractériser les séries et géoséries de végétation et en cartographier les individus. Les différentes catégories de séries et de géoséries identifiées sont décrites à travers des fiches typologiques (physionomie de l’association caractéristique, géologie, géomorphologie, bioclimat, chorologie, dynamique). La représentation cartographique des individus des différentes catégories de séries est exposée dans un atlas cartographique.À partir de l’étude de la distribution des séries et des géoséries identifiées, 23 unités paysagères sont définies sur les littoraux.Une méthode de bioévaluation est proposée et testée sur un ensemble de sites de vases salées des côtes Manche-Atlantique françaises, dans un objectif conservatoire. Une première évaluation patrimoniale des géopermaséries littorales est proposée, dans une perspective d’élaboration d’une liste rouge des séries et des géoséries. / Since 2011, the French Ministry of Environment, Energy and Sea has launched a national program aimed on habitats and vegetation mapping (CarHAB), based on the dynamic-catenal phytosociological approach. The purpose of this program is to produce a 1: 25 000 scaled map of the natural and semi-natural vegetation of metropolitan France by 2025. The dynamiccatenal phytosociology, which originated in 1973, has emerged as the most appropriate method to fulfill these objectives. Even though the principles and methods of landscape phytosociology to study vegetation dynamics are quite commonly used in Europe, this science remains underdeveloped in France. Within this context, the Channel-Atlantic coasts have been selected as test areas, due to the diversity of ecological gradients governing the spatial organization of different coastal plant communities on the one hand, and to their great heritage value on the other hand.This thesis presents a methodology to identify, characterize and map vegetation geopermaseries, minoriseries and geominoriseries of the Channel-Atlantic coastlines.This study begins by a state of the art presenting the concepts and the state of knowledge in the field of phytosociology and landscape phytosociology. It provides some answers regarding both to methodological techniques for characterization of series and geoseries and mapping of their individuals, and to landscape phytosociology applications.The analysis of the general features of coastlines shows the inherent characteristics of these environments, mainly related to wind and salinity exposure and edaphic conditions. The importance of geology, geomorphology and climate in the differentiation of the various plant coastal associations is demonstrated. The identification of the role of uses in the structure and the evolution of vegetation justifies the need to take current and former human activities into consideration for describing series and geoseries.The general methodological principles of landscape phytosociology are transposed and adapted to the coastal vegetations. The different categories of identified series and geoseries are described through typological sheets (features of the characteristic association, geology, geomorphology, bioclimate, chorology, dynamics). The mapping of individuals of different categories of series is displayed in a cartographic atlas.Twenty-three landscape units have been defined, based on the distribution of the identified series and geoseries.A bioevaluation method is proposed and tested on a set of saltmarshes sites of the Channel- Atlantic French coastline, in a conservation objective. A first assessment of coastal geopermaseries heritage is proposed, in order to elaborate a series and geoseries red list.

Soumis à une pression anthropique croissante, les paysages naturels en Algérie subissent à l’heure actuelle des modifications importantes dans leur composition et leur structure. Ce travail vise à comprendre les transformations des paysages végétaux et mettre en évidence leurs dynamiques spatio-temporelles. Le parc national de Taza (3807 ha), haut lieu de la biodiversité en Algérie et Réserve de la Biosphère a servi de site d’expérimentation à la modélisation proposée. L’utilisation conjointe de la statistique et de la géomatique a offert des outils performants pour analyser et modéliser les changements de structure et de composition des habitats naturels. Dans un premier temps les relevés floristiques ont permis de caractériser leur composition. Six associations végétales ont été identifiées avec une tendance à la matorralisation des formations forestières. Le recours dans un second temps aux images satellites Landsat a permis de réaliser un suivi des Land use/Cover Changes entre 2003 et 2011. On y constate une augmentation de 15,22 % des surfaces de matorral contre un recul de 188,57 ha de forêts sclérophylles et de 348,15 ha de forêts à chêne caduc. La calibration du modèle de simulation s’est révélée délicate d'autant plus que l’évaluation des relations entre les changements observés et les facteurs explicatifs a mis en relief la complexité des interdépendances au sein des écosystèmes méditerranéens. L’évaluation du modèle a fait ressortir la complexité des phénomènes étudiés et les limites des données disponibles. Néanmoins, cela nous a permis de confirmer les tendances d’évolution paysagère observées. Globalement, ce travail a permis d’établir une cartographie récente de l’occupation du sol, de mettre en place une base de données sur les habitats naturels et les LUCC et de développer un modèle de simulation prospective des paysages végétaux. Malgré les limites rencontrées, cette étude a voulu faire le pari d'une approche pertinente des dynamiques paysagères par modélisation prospectives en Algérie, qui sera extrêmement utile dans la gestion des espaces naturels sensibles. / Under increasing human pressure, natural landscapes in Algeria currently undergoing changes in their composition and structure. This work aims to understand the transformation of landscape plants and highlight their spatio-temporal dynamics. Taza National Park (3807 ha) high biodiversity hotspot in Algeria and Biosphere Reserve served as an experimental site for the proposed modeling. The joint use of statistics and geomatics has provided powerful tools to analyze and model the changes in the structure and composition of natural habitats. Initially the floristic surveys were used to characterize their composition. Six vegetation associations were identified with a tendency to matorralisation forest formations. The use in a second time of Landsat images has achieved a track record Land use / Cover Changes between 2003 and 2011. It has been noticed that there has been an increase of 15.22% surfaces scrub against a decline of 188.57 ha of sclerophyllous forests and 348.15 ha of forest deciduous oak. The calibration of the simulation model proved difficult especially as the evaluation of the relationship between observed and explanatory factors highlighted the complexity of interdependencies in Mediterranean ecosystems. The model evaluation highlighted the studied phenomena complexity and the limitations of available data. Nevertheless, this has allowed us to confirm the trends observed landscape evolution.Overall, this work has enabled a recent mapping of the land, establishing a database on natural habitats and LUCC and developing a forward simulation model of landscape plants.Despite the limitations encountered, this study wanted to be a relevant approach by prospective landscape dynamics modeling in Algeria, which will be extremely useful in the management of sensitive natural areas.

Pour les besoins du refroidissement de leurs réacteurs, les CNPE1 sont placés à proximité immédiate de cours d’eau ou du littoral. Ils sont de ce fait exposés à des bancs de brouillards, en particulier à l’automne et au cours de l’hiver. Or les modèles opérationnels de dispersion atmosphérique/dépôt, utilisés pour simuler la contamination radioactive de l’environnement à la suite d’un accident nucléaire, considèrent uniquement les dépôts par temps sec et ceux par temps de pluie. Faut-il tenir compte de la présence des brouillards comme terme additionnel de dépôt de radionucléides en cas d’accident nucléaire ? Pour répondre à cette question, une étude expérimentale a été conduite sur plusieurs sites exposés aux brouillards ou aux nuages (principalement la plateforme d’observation atmosphérique de l’ANDRA à Houdelaincourt ainsi que la station de recherche atmosphérique de l’OPGC/CNRS2 au sommet du Puy de Dôme et la plateforme d’étude atmosphérique SIRTA3 de l’IPSL4 à Palaiseau). La collecte d’eau de brouillard et la mesure des quantités d’eau déposées sous forme de gouttelettes sur différents types de végétaux, ont été réalisées respectivement grâce à collecteurs à fils et des pesées de précision. En mesurant le contenu en eau liquide dans l’air ainsi que la masse d’eau déposé sur les plantes, il a été possible de calculer des vitesses de dépôt des gouttelettes de brouillard pouvant atteindre plusieurs dizaines de cm.s-1 dans le cas d’un brouillard composé de grosses gouttelettes (diamètre médian volumique moyen de 20 µm). Ces vitesses élevées mettent en évidence l’importance des processus gravitationnels mais aussi turbulents notamment dans le cadre du dépôt sur des végétaux à structure foliaire tridimensionnelle comme les conifères. L’effet d’auto-écrantage lié à une densité de biomasse foliaire élevée a également été quantifié. Les concentrations en radionucléides à l’état de traces ont montré que l’eau de brouillard pouvait être jusqu’à 20 fois plus concentrée que l’eau de pluie, du fait de la dilution par condensation de vapeur d’eau sur les gouttelettes au cours de leur grossissement. Les mesures des masses d’eau déposées par les brouillards et de la concentration en radionucléides dans les gouttelettes sur le site d’Houdelaincourt, permettent d’estimer ces dépôts habituellement qualifiés d’occultes car trop faibles pour être quantifiés par des pluviomètres ou des radars météorologiques. Sur l’ensemble d’une saison de brouillard, le dépôt occulte de radionucléides a représenté jusqu’à 25% des dépôts par temps secs et par temps de pluie. En cas de rejet accidentel, la présence de brouillard pourrait contribuer à hauteur de 14% du dépôt par temps sec. Ces résultats mettent en évidence la nécessité de prendre en compte ce processus de dépôt pour mieux quantifier les retombées radioactives sur des territoires en contact avec des brouillards ou des nuages (en ce qui concerne les sites d’altitudes), en particulier en situation post-accidentelle. Un schéma simple de type dépôt sec, considérant le diamètre médian des gouttelettes dérivé de la visibilité, permet à minima de mieux simuler le processus de dépôt par sédimentation des gouttelettes. Ces travaux restent à compléter pour quantifier la contribution de la turbulence induite par l’écoulement de l’air au voisinage des obstacles comme des végétaux de grandes tailles et incorporer un schéma spécifique dans les modèles de dépôt. / For the purpose of cooling off their reactors, nuclear power plants are located near rivers, ponds or in coastal areas. In temperate regions and during fall and winter, they are frequently exposed to fogs. Operational models of atmospheric dispersion and deposition used to estimate radioactive contamination of the environment after a nuclear accident, consider dry deposition and wet deposition by rain. Should we take into account the deposition by fog droplets as an additional process in term of deposition? To answer this question, an experimental study has been setup on several sites often exposed to fogs or clouds. Fogwater collection and measurement of fogwater deposited on plants were realized with string collectors and precision balances, respectively. Different plant types were used for this study: small conifers, cabbage, grass plus a bare soil as a reference deposition surface. By measuring the liquid water content (LWC) and the mass of water deposited on plants, fog droplet deposition velocities can be calculated. In the case of fog composed mainly of big droplets (mean median volume diameter of 20 µm), deposition velocities of these droplets can reach several tens cm.s-1. These high deposition velocities highlight the fact that gravitational but also turbulent processes are both contributing to the deposition on plants especially with a tri-dimensional structure such as conifers. The edge effect linked to a strong density of trees has also been identified and quantified during our experiments. The radionuclides found in trace amounts in fogwater showed that fogwater could be up to twenty times more concentrated in radionuclides than rain water. It is due to the activity dilution during the condensation phase of the droplets, when the droplets are growing. Based on measurements of the mass of water deposited by fog and concentrations of radionuclides in fog droplets on the site of Houdelaincourt, occult deposition that cannot be quantify by rain gauges or meteorological radar can be estimated. Over a whole season of fog, occult deposition can represent up to 25% of the total deposition (dry and wet by rain) of radionuclides. In case of an accidental release, fog could contribute to 14% of the total deposition if no rain event occurs. Those results highlight the fact that fog deposition should be considered to better quantify radioactive fallouts in areas embedded by fog (or clouds for high altitude sites), particularly in post-accident situation. A simple model of dry deposition to simulate the droplets deposition by sedimentation can be developed, using the median diameter of droplets derived from the visibility. This work still needs to be completed to quantify the turbulence contribution induced by the air flow near obstacles such as large plants and to implement a specific scheme into deposition model.

Face à une méconnaissance de la variabilité intraspécifique des traits fonctionnels végétaux, ce travail visait à la quantifier, comprendre le rôle des gradients environnementaux sur celle-ci, quantifier son importance relative vis-à-vis de la variabilité interspécifique et tester son impact sur le calcul d'indices de diversité fonctionnelle et un modèle de dynamique de la végétation. Suivant une stratégie d'échantillonnage stratifiée et hiérarchique, nous avons collecté des traits sur seize espèces communes d'une vallée alpine française. Nous avons montré qu'il existait une forte variabilité intraspécifique des traits. Celle-ci était plus faible que la variabilité interspécifique, mais non négligeable, elle résultait en partie d'effets environnementaux, pouvait être expliquée par les modèles d'habitat de chaque espèce et modifiait fortement le calcul des indices de diversité fonctionnelle. En conclusion la variabilité fonctionnelle intraspécifique devrait être plus souvent considérée.

La structuration et les effets de l'hétérogénéité spatiale des organismes font l'objet d'un questionnement transversal à l'écologie. Leur prise en compte correspond aussi à une préoccupation grandissante pour la conception et l'évaluation des projets de restauration écologique. Le travail qui a été développé au cours de cette thèse s'inscrit dans ce contexte. Avec comme modèle d'étude un système fortement anthropisé – les digues restaurées des canaux de dérivation du Rhône – j'ai analysé les liens unissant la structure spatiale des plantes à leurs traits biologiques, en vue de comprendre leurs rôles dans la structure et le fonctionnement des communautés végétales intégrées au coeur d'un système hiérarchisé. Cette démarche repose sur l'analyse des structures spatiales qui s'étendent du voisinage de la plante au paysage, c'est-à-dire des dimensions géographiques allant du centimètre jusqu'au kilomètre. Dans cette perspective il a été nécessaire de croiser des approches issues des statistiques spatiales, de l'écologie fonctionnelle et de la télédétection. Les résultats obtenus permettent d'expliquer la genèse de structures spatiales végétales, à diverses échelles, à partir de traits biologiques qui interviennent dans la manifestation de processus endogènes (dispersion et interactions biotiques) et/ou dans la réponse des plantes à des facteurs exogènes (conditions environnementales imposées par des travaux de restauration et perturbations). Ils mettent également en lumière 1) le rôle de trois stratégies spatiales dans la structuration des communautés herbacées; 2) des relations variables entre l'agrégation fine de graminées monopolistes et la coexistence des espèces au niveau du voisinage de la plante ; et 3) des relations fortes entre la structure/diversité fonctionnelle des communautés et les propriétés de réflectance de la végétation dérivées d'images aériennes à haute définition. Ceci permet d'établir une continuité entre des assemblages fonctionnels locaux et l'hétérogénéité spatiale de propriétés écosystémiques complexes au niveau du paysage. Une synthèse de cette étude conduit à proposer un modèle conceptuel qui intègre le rôle des structures spatiales végétales, des traits des plantes et de leurs interactions, dans le fonctionnement des communautés végétales en lien avec leurs niveaux adjacents (n+1 : le paysage ; n-1 : le voisinage de la plante). Enfin, les résultats qui ressortent de ce travail ouvrent des perspectives d'application pour l'évaluation et la gestion des projets de restauration.