Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Au cours de la première moitié de l’Holocène les conditions climatiques, eustatiques et anthropiques connaissent de nombreuses et importantes modifications. Parmi celles-ci, les données. Parmi celles-ci, les données régionales relatives au quart nord-ouest du bassin méditerranéen révèlent plusieurs variations pluriscalaires et significatives des conditions d’humidité ainsi que des températures. Parallèlement, la hausse du niveau marin enregistre des vitesses très élevées et la région de l’arc Liguro-Provençal voit l’installation des premières communautés agro-pastorales de la culture « Impressa », en l’occurrence dès le début du 6ème millénaire cal. BCE. Afin de qualifier la réponse de la végétation alluviale côtière, entre la fin du 8ème et le 5ème millénaire, face à l’évolution de ces conditions, l’analyse pollinique à haute résolution de deux séquences sédimentaires alluviales (bassin du Loup et de la Cagne) à été réalisée. Grâce à une approche pluridisciplinaire (carpologie, ostracologie, sédimentologie…) et méthodologique inédite (analyse du transport pollinique fluviatile) les résultats montrent une évolution précise des écosystèmes végétaux côtiers et alluviaux. Au sein de cette évolution, la remontée du niveau marin joue un rôle fondamental comme en témoigne l’expansion littorale des aulnaies marécageuses. Le forçage climatique joue également un rôle important. Les étés plus humides du 6ème millénaire participe à la diffusion du sapin à basse altitude, alors que l’augmentation de la fréquence des sécheresses estivales enregistrées à partir du 5ème millénaire favorise le développement d’une végétation sclérophylle à bruyère arborescente. La néolithisation de la région participe également au façonnage des paysages littoraux. La récurrence du type pollinique Cerealia (gr. Hordeum) dès les premières décennies du 6ème millénaire atteste de l’importance des plaines alluviales côtières dans l’économie de production des premiers groupes néolithiques. / This study investigates the impact of climate and sea level changes and the anthropogenic perturbations on the alluvial vegetation in the Mediterranean French coastal plains during the early to mid Holocene. Between 7000 and 3700 BCE, the combination of different type of regional proxy records reveal significant changes in the humid conditions and temperatures. These records also reveal rapid sea level changes and the first Neolithic settlement (5800 caL. BCE) in Southeastern France (« Impressed ware culture »). High resolution pollen data from two cores sampled in the alluvial plains of the Cagne and the Loup Rivers enable to study the vegetation responses to these changes. Thisstudy employed a pluridisciplinary approach (carpology, study of ostracods, sedimentology…) and developed a new ethodology for the assessment of the fluvial pollen transport. The results reveal a significant connection between the vegetation structure from the coastal area and the sea level changes. This relationship explains the alder expansion in the swamp area. Moreover the results also reveal the effects of the humid summer conditions on the vegetation dynamics and explain the spruce expansion during the sixth millennium BCE as well as the expansion of the sclerophyllous vegetationduring the fifth millennium BCE. The impact of the Neolithic agriculture on the alluvial land cover started with the first ecades of the sixth millennium BCE. Thanks to the frequencies of the pollen grains of cereals (Hordeum gr.) and the pollen vidence of forest decline between 6000 and 3700 BCE, the results show the significance of the Mediterranean coastal area in the Neolithic economy.

En structure, le bois est soumis à des sollicitations différentes dont les principales sont physiques, mécaniques et environnementales. Lorsque ces sollicitations sont couplées, le comportement mécanique du bois devient difficile à appréhender. L’objectif de cette thèse est de mettre en évidence, via un protocole de suivi de l’évolution de la flèche, l’impact des variations des conditions climatiques sur la durée de vie en structure des poutres de bois. Le travail s’articule essentiellement autour de deux grands axes principaux, un protocole expérimental spécial et une approche analytique basée sur la résistance des matériaux (RDM) de l’évolution de la flèche d’une poutre entaillée en ambiance non contrôlée. Le dispositif prend en compte : les processus de fissuration du bois, notamment de l’ouverture et de la propagation de la pointe d’une fissure se propageant linéairement depuis le droit de l’entaille, jusqu’à la rupture totale de la poutre ; le suivi des paramètres climatiques que sont la température, l’humidité relative du milieu et les variations de l’humidité interne des poutres testées. Les résultats obtenus montrent qu’une humidification entraine une augmentation de la flèche relative et un séchage génère un départ de fissures pouvant conduire à une rupture de la poutre. Le modèle analytique de l’évolution de la flèche d’une poutre entaillée en ambiance non contrôlée, est tiré des hypothèses classiques de la théorie des poutres de Timoshenko et de l’ensemble des résultats expérimentaux obtenus. Il prend en compte les processus de fissuration, les variations de son humidité interne et l’intensité du chargement qui lui est appliqué. Le modèle représente assez bien les comportements instantané et différé de la poutre induits par les chargements mécanique et environnementaux. / In structure, wood is subjected to different loadings, where the principals are physical, mechanical and environmental. The coupling of these different loadings, make the understand of the mechanical behaviour of wood difficult. The aim of this thesis is to highlight, through a protocol for monitoring the evolution of the deflection, the impact of the conditions of climatic variations on the lifetime of timber of the notched beams. The work is essentially based around two major axes highlighting, respectively, a new experimental devices and a new analytical approach of the following of the evolution of the beam deflection, in outdoor conditions. The experimental device takes into account: the monitoring of the evolution of the notched-beam deflection; the cracking processes of wood, in particular the following of its initiation, the opening and the propagation of the tip of crack which appeared, on the notched-beam until its collapse; the monitoring of the climatic parameters such as temperature, the environmental relative humidity and the variations of the moisture content of the beams during the test. The results show that the variations of these climatic parameters favour the acceleration of the wood aging process in the structure. The analytical model of the evolution of the deflection of a notched beam, shown in this work, is based on the classical hypotheses of Timoshenko’s beam theory and all the experimental results obtained. It takes into account the cracking processes of notched-beam, the variations of its moisture content and the intensity of the loading applied on the beam.

Les rapports isotopiques en Sr et Pb dans la fraction terrigène de sédiments marins nous permettent d'identifier les variations spatiales actuelles des apports sédimentaires autour de Taiwan : nous mettons en évidence l'augmentation progressive des apports de Taiwan (de 60% au Sud à 100% à la hauteur de Taiwan). Ces apports sont ensuite, au Nord-Est de l'île, dilués (50-60%) par du matériel de type Loess et particulaire du Fleuve Yangtze. De plus, les analyses des isotopes du Zn effectuées sur des échantillons représentatifs de Taiwan indiquent un enrichissement en isotopes lourds, qui est également observé dans la fraction silicatée de sédiments marins identifiés par les signatures isotopiques Sr-Pb comme provenant essentiellement de l'érosion de cette Chaîne.<br />A l'échelle des derniers 35ka, d'importantes variations isotopiques en Sr-Pb (terrigène) et en Cu-Zn (carbonate) sont enregistrées dans les échantillons du forage ODP 1202D (Bassin d'Okinawa). Les isotopes du Sr et du Pb mettent en évidence une augmentation des apports lœssiques durant la période du Younger Dryas : cette augmentation est reliée à une intensification de la mousson d'hiver, engendrant des vents plus forts provenant du continent asiatique. Parallèlement, les fractionnements isotopiques importants du Cu et du Zn enregistrés depuis 6.9ka seraient liés à l'incorporation préférentielle des isotopes légers par l'activité biologique dans la zone euphotique. Ainsi, les faibles fractionnements isotopiques mesurés dans les échantillons du Younger Dryas seraient dus à un mélange entre les eaux de surfaces et les eaux plus profondes du fait de l'intensification des vents, provoquant ainsi une homogénéisation isotopique.

Cette thèse vise à retracer l'histoire de la végétation du petit massif granitique du Morvan, en relation avec les forçages climatiques et l'impact des activités humaines. L'étude se base sur une dizaine de séquences tourbeuses sur lesquelles, en plus des grains de pollen et spores, les microfossiles non-polliniques présents dans les palynofaciès ont été analysés. Les données se sont révélées très partielles concernant les dynamiques de végétation de la période tardiglaciaire, mais ont éclairé l'histoire locale des reconquêtes forestières holocènes. Elles ont aussi permis de mettre en évidence certaines spécificités, comme la part toujours très réduite des résineux dans la forêt morvandelle avant leur introduction massive au milieu du XXe siècle. Afin de documenter au mieux l'histoire de l'occupation humaine à l'échelle du massif, une attention particulière a été portée à la détermination et la caractérisation des phases d'anthropisation ; ce travail a aussi bénéficié, pour certains sites, de l'apport d'autres proxies (micro-charbons, sédimentologie, géochimie isotopique pour tracer les paléopollutions atmosphériques). Ces analyses ont renouvelé l'histoire de l'occupation de cette zone de moyenne montagne, tout d'abord en révélant une présence humaine pour des périodes très mal connues, comme le Néolithique ancien (5000-4500 cal BC), le premier âge du Fer (800-450 cal BC), le haut Moyen Âge (dès les Ve-VIe siècles). Les données paléoécologiques ont également apporté un éclairage nouveau sur des périodes mieux documentées par les sources archéologiques et historiques. Elles ont notamment illustré le rôle attractif des ressources minières au moins dès la fin du Bronze ancien (vers 1650 cal BC), ainsi qu'à l'époque de la prospérité de l'oppidum éduen de Bibracte sur le Mont-Beuvray (IIe-Ier siècles cal BC).

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

L’empreinte des activités humaines sur les milieux naturels commence à se faire sentir avec la révolution néolithique, il y a quelques 10.000 ans, aux débuts de l’Holocène. Dans le cadre de l’ANR PaléoSyr/PaléoLib et à partir d’archives sédimentaires prélevées dans différents contextes environnementaux (côtier, lacustre et fluviatile/marais), le but de ce travail est de mettre en évidence l’évolution des changements paléoenvironnementaux pour chaque site et d’en évaluer la part relevant respectivement des fluctuations climatiques et des activités humaines, afin de mieux comprendre la relation Homme- Environnement-Climat à l’Holocène. L’étude de ces différents contextes paléoenvironnementaux permet de contraindre temporellement le développement des premières influences humaines sur leur milieu naturel, et de préciser leur mode d’action, à l’aide de marqueurs biotiques (pollen) et abiotiques du sédiment. Les principales fluctuations environnementales enregistrées soulignent les hétérogénéités régionales de réponse aux forçages climatiques et permettent ainsi d’affiner nos connaissances aux échelles locale et régionale / The first sizeable consequences of human activities on the natural environment are thought to have taken place during the Neolithic revolution, at the beginnings of the Holocene, about 10,000 years ago. The aim of this study is to assess the respective role of climate fluctuations and human activities on the evolution of different environmental contexts (coastal, lake and fluvial / swamp) during this interval using sedimentary and palynological records, and hence improve our understanding of Human-Environment-Climate relationships during the Holocene. The study of these different paleoenvironmental settings through the use of both biotic (pollen) and abiotic (sediment geochemistry) markers allow to constrain the temporal development of the first human influences on the natural environment, and to determine their various modes of action (e.g. pastoralism, cultivation). The sequence of environmental changes reconstructed in this study hence highlights profound regional heterogeneities in the response of the studied areas to climatic and anthropic forcing and thus have important implications for our knowledge of the environment-human relationships at the local and regional scales

La modélisation dynamique des systèmes écologiques constitue une méthode incontournable pour comprendre,prédire et contrôler la dynamique des écosystèmes semi-naturels, qui fait intervenir des processuscomplexes. Le principal objectif de cette thèse est de développer un modèle permettant de simuler la dynamiqueà moyen terme de la végétation herbacée dans les prairies permanentes, en tenant compte à lafois de la productivité et de la biodiversité. Les prairies sont des réservoirs présentant une forte biodiversitévégétale, qui soutiennent de nombreux services écosystémiques. Sur le plan agricole, cette importantediversité contribue à la qualité de la production fourragère, et de plus, elle permet une plus grande résistancede la végétation face à des changements climatiques (réchauffement moyen, vagues de chaleur etde sécheresse).Pourtant, cette notion clé de biodiversité n’est que faiblement prise en considération dans la modélisationde l’écosystème prairial : elle est souvent absente ou alors présente sous une forme très simplifiée. Enréponse à ces considérations, ces travaux de thèse présentent la construction d’un modèle de successionbasé sur des processus, décrit par un système d’équations différentielles ordinaires, qui représente ladynamique de la végétation aérienne des prairies tempérées. Ce modèle intègre les principaux facteursécologiques impactant la croissance et la compétition des espèces herbacées, et peut s’ajuster à n’importequel niveau de diversité, par le choix du nombre et de l’identité des espèces initialement présentes dansl’assemblage. Ce formalisme mécaniste de modélisation nous permet alors d’analyser les relations qui lientdiversité, productivité et stabilité, en réponse à différentes conditions climatiques et différents modes degestion agricole.[...]Ces résultats soulignent alors le besoin de prendre en compte le rôle clé joué par la biodiversité dansles modèles de l’écosystème prairial, de par son impact sur le comportement des dynamiques simulées.De plus, pour rendre correctement compte des interactions au sein de la végétation, le nombre d’espècesconsidéré dans le modèle doit être suffisamment important. Enfin, nous comparons les simulations devégétation de ce modèle à des mesures issues de deux sites expérimentaux, la prairie de fauche d’Oensingen,et le pâturage de Laqueuille. Les résultats de ces comparaisons sont encourageants et soulignentla pertinence du choix et de la représentation des processus écologiques clés qui composent ce modèlemécaniste.Ce travail de thèse propose donc un modèle, en total adéquation avec les besoins actuels en terme demodélisation de l’écosystème prairial, qui permet de mieux comprendre la dynamique de la végétationherbacée et les interactions entre productivité, diversité et stabilité. / Dynamic modelling of ecological systems is an essential method to understand, predict and control thedynamics of semi-natural ecosystems, which involves complex processes. The main objective of this PhDthesis is to develop a simulation model of the medium- and long-term dynamics of the herbaceous vegetationin permanent grasslands, taking into account both biodiversity and productivity. Grasslandecosystems are often hot spots of biodiversity, which contributes to the temporal stability of their services.On an agricultural perspective, this important biodiversity contributes to the forage quality, andbesides, it induces a higher ability of the vegetation cover to resist to different climatic scenarios (globalwarming, heat and drought waves).However, this key aspect of biodiversity is only poorly included in grassland models : often absent ofmodelling or included in a very simple form. Building on those considerations, this PhD work exposes thewriting of a process-based succession model, described by a system of Ordinary Differential Equationsthat simulates the aboveground vegetation dynamics of a temperate grassland. This model implementedthe main ecological factors involved in growth and competition processes of herbaceous species, and couldbe adjust to any level of diversity, by varying the number and the identity of species in the initial plantcommunity. This formalism of mechanistic models allows us to analyse relationships that link diversity,productivity and stability, in response to different climatic conditions and agricultural management.In mathematical grassland models, plant communities may be represented by a various number of statevariables, describing biomass compartments of some dominant species or plant functional types. The sizeof the initial species pool could have consequences on the outcome of the simulated ecosystem dynamicsin terms of grassland productivity, diversity, and stability. This choice could also influence the modelsensitivity to forcing parameters. To address these issues, we developed a method, based on sensitivityanalysis tools, to compare behaviour of alternative versions of the model that only differ by the identityand number of state variables describing the green biomass, here plant species. This method shows aninnovative aspect, by performing this model sensitivity analysis by using multivariate regression trees. Weassessed and compared the sensitivity of each instance of the model to key forcing parameters for climate,soil fertility, and defoliation disturbances. We established that the sensitivity to forcing parameters ofcommunity structure and species evenness differed markedly among alternative models, according tothe diversity level. We show a progressive shift from high importance of soil fertility (fertilisation level,mineralization rate) to high importance of defoliation (mowing frequency, grazing intensity) as the sizeof the species pool increased.These results highlight the need to take into account the role of species diversity to explain the behaviourof grassland models. Besides, to properly take into account those interactions in the grassland cover, theconsidered species pool size considered in the model needs to be high enough. Finally, we compare modelsimulations of the aboveground vegetation to measures from two experimental sites, the mowing grasslandof Oensingen, and the grazing grassland of Laqueuille. Results of these comparison are promising andhighlight the relevance of the choice and the representation of the different ecological processes includedin this mechanistic model.Thus, this PhD work offers a model, perfectly fitting with current needs on grassland modelling, whichcontribute to a better understanding of the herbaceous vegetation dynamics and interactions betweenproductivity, diversity and stability.