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Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / La litière est une voie majeure de transfert de la biomasse aérienne vers le sol forestier et joue donc un rôle important dans la constitution des stocks de carbone (C) du sol forestier. Cependant, le flux de litière reste peu documenté dans les forêts tempérées et boréales d'Amérique du Nord, ce qui peut créer des incertitudes dans les estimations des modèles de bilan du C forestier. Les objectifs de cette étude étaient donc de 1) quantifier le flux annuel moyen, la variabilité interannuelle et la saisonnalité de la chute de litière sur trois sites (dominés respectivement par l'érable à sucre, le sapin baumier et l'épinette blanche) de l'est du Canada sur une période de 22 à 33 années, 2) mettre en relation le flux annuel et les changements temporels de la chute de litière avec les variations de la taille des principaux réservoirs de matière organique de ces écosystèmes, et 3) comparer nos estimations du flux de litière avec les valeurs de référence utilisées dans les inventaires nationaux de gaz à effet de serre (GES). Nous avons utilisé des données provenant de 22 à 33 années de suivis environnementaux de bassins versants forestiers et d'inventaires dendrométriques. La production de litière diminuait de l'érablière à la sapinière et la pessière, principalement en raison de la composition des espèces. L'augmentation du flux de litière au cours des années était liée à l'augmentation de la biomasse des arbres vivants dans la sapinière, mais pas dans l'érablière. La saisonnalité de la chute de litière variait entre les feuillus et les conifères selon un patron sigmoïdal et les anomalies climatiques modifiaient ce patron. Nos analyses suggèrent que les valeurs de référence de la littérature utilisées dans les inventaires nationaux de GES sous-estiment le flux de litière et les stocks de C de l'humus des sols forestiers. L'intégration de nos résultats dans les différents modèles de comptabilisation du C pourrait permettre de diminuer l'incertitude entourant ce flux et de contribuer à une meilleure compréhension du cycle du C dans les écosystèmes forestiers. / Litterfall is a major pathway for transferring aboveground biomass to the forest floor and thus plays an important role in building forest soil carbon (C) stocks. However, litterfall remains poorly documented, potentially creating uncertainties in estimates of forest carbon budget models. The objectives of the present study were to 1) quantify the mean annual flux, interannual variability, and litterfall seasonality in 3 sites (dominated respectively by sugar maple, balsam fir and black spruce) in eastern Canada, over a period of 22 to 33 years, 2) relate the litterfall amounts, and temporal changes to the changes in the size of major organic matter pools in these ecosystems, and 3) compare our litterfall estimates with reference values used in national greenhouse gas inventories. Litterfall production decreased from the sugar maple to the balsam fir and the black spruce sites, preponderantly due to species composition. The increase in litterfall over the years was linked to the increase in the aboveground biomass of live trees in the balsam fir site, but not in the sugar maple site. Litterfall seasonality varied between broad leaf and conifers following a sigmoidal pattern, and climatic anomalies altered this pattern. Our litterfall analyses suggest that literature reference values used in national greenhouse gas inventories underestimate litterfall and C stocks in forest soils for temperate and boreal forests. Integrating our results into C accounting models could help reduce their uncertainty and contribute to a better understanding of C cycling in forest ecosystems.

Les forêts côtières inondables (FCI) des régions tropicales et subtropicales remplissent des fonctions écologiques nécessaires aux écosystèmes marins côtiers situés en aval et aux populations humaines vivant à proximité Aux Antilles, les mangroves et les forêts marécageuses à Pterocarpus officinalis sont structurés par des espèces ligneuses qui ont développé des adaptations particulières à la salinité, à l’inondation et aux substrats meubles sur lesquels elles reposent. Dans des contextes climatiques à forte saisonnalité, les saisons sèches prolongées entraînent de fortes variations de la salinité et du niveau de la nappe, que le changement climatique devrait amplifier. Les modèles climatiques de la région Caraïbe prévoient des saisons sèches plus sèches liées à une baisse des précipitations de 20 à 50 %. Or, la question des capacités de résistance et d’acclimatation des espèces ligneuses des FCI à des variations saisonnières marquées de leur environnement édaphique a été peu traitée dans la littérature scientifique.L’objectif de ce travail de thèse a été double. Il s’est agi, d'une part, de caractériser la structure et la croissance de faciès de végétation représentatifs des FCI antillaises et de mettre en évidence leurs déterminants. A cet effet, des individus adultes, des espèces ligneuses dominantes des FCI, (Avicennia germinans, Laguncularia racemosa, Pterocarpus officinalis, Rhizophora mangle), dans cinq faciès de végétation sur le gradient terre-mer, ont été suivis sur l'île de Grande-Terre (Guadeloupe). D’autre part, les effets de variations salines extrêmes sur la croissance et l’écophysiologie de ces quatre espèces ont été évalués au stade plantule par une expérience en conditions contrôlées.A travers cette étude, il a été montré que les différences de salinité et de fertilité entre les stationspermettent d’expliquer la composition et la structure des peuplements de FCI. Cette étude a égalementmontré que P. officinalis peut se maintenir dans une gamme de salinité plus large que ne l'indiquait lalittérature.Dans le contexte des Antilles où les marnages sont faibles, la saisonnalité du climat entraine des variations saisonnières importantes d’un ensemble de descripteurs édaphiques tels que le niveau de la nappe, la salinité du sol, le pH et le potentiel RedOx. L’inondation et la salinité des sols sont fortement corrélées aux variations mensuelles des précipitations. Les périodes sèches sont accompagnées de salinités élevées et d’une baisse du niveau de la nappe allant jusqu’à l’exondation des sols dans toutes les stations suivies. Les stress environnementaux liés à la saisonnalité entrainent une baisse de la production primaire. L’accroissement cambial mensuel des individus est fortement corrélé avec les précipitations et l’intensité du vent. Dans les stations de mangrove, la sècheresse édaphique régule la production primaire des palétuviers. En forêt marécageuse, la part de la sècheresse atmosphérique semble plus importante pour expliquer la production de P. officinalis. Aussi, les sècheresses édaphique et atmosphérique doivent être prises en compte toutes deux pour modéliser efficacement la croissance des peuplements des FCI.Lors de la saison sèche, le stress le plus important est le stress hydrique, lié à la diminution de la teneur en eau du sol et à l’augmentation de la salinité, qui entraine des contraintes physiologiques sur les palétuviers (ajustements stomatiques, pertes de surface foliaire et de conductivité hydraulique). Le stress ionique, lié à la toxicité des ions Na+ et Cl-, permet aussi d’expliquer une partie de la contrainte sur l’assimilation en carbone. En saison sèche, l’aération des sols ne se traduit pas par une amélioration des performances de croissance chez toutes les espèces. Aussi, la croissance cambiale maximale de toutes les espèces de FCI est réalisée en saison des pluies lorsque la salinité est faible et les niveaux d’inondation élevés. / In tropical and subtropical regions, flooded coastal forests provide essentials goods and services to local communities. In the Antilles, mangrove forests and the Pterocarpus officinalis swamp forest host tree species that are adapted to salinity, flooding and loose substrates. In areas were climatic seasonality is strong, dry seasons lead to strong fluctuations of soil salinity and water table level ; that climate change is likely to make stronger again. Climate model for the Caribbean project drier dry seasons with a decease of 20 to 50 % in annual rainfall amounts. However, resistance and acclimation ability of flooded coastal forest’s species to strong environmental fluctuations still remain poorly studied.This thesis aims two objectives. On the one hand, it aims to characterize the forest structure and monthly growth of vegetation structures representative of the Antillean flooded coastal forests and to highlight their determinants. In this respect, adult trees of the four dominant species of local flooded coastal forest (Avicennia germinans, Laguncularia racemosa, Pterocarpus officinalis, Rhizophora mangle), in five stations along a sea – land gradient were monitored on the Grande-Terre island (Guadeloupe). On the other hand, the effects of salinity variation patterns and salinity levels on growth performances and physiology of seedlings from the four same species were investigated through a greenhouse experiment.This study shows that differences among average salinity and soil fertility explain the vegetation structure of flooded coastal forest. It also extents, in the literature, the range of salinity in which P. officinalis can stand at the tree stage.In the Antilles were tidal range is small, climate seasonality lead to strong edaphic seasonal variations in water table level, soil salinity, pH and RedOx potential. Flooding and soil salinity are strongly correlated to monthly rainfall amounts: dry periods lead to high salinity and to a decrease in water table level under the soil surface. Seasonal environmental stresses lead to a decrease of primary production. Cambial growth was strongly correlated to monthly precipitation and average wind speed. In mangrove stations, edaphic drought determines primary production of mangrove trees, when, in swamp forest stations, atmospheric drought determines an important part of P. officinalis’ primary production.During the dry season, water stress is the more important environmental stress, both by the decrease in soil humidity and the increase in soil salinity, and leads to physiological strains (stomatal adjustment, loss of leaf area and hydraulic conductivity) for mangrove trees. Ionic toxicity of ions Na+ and Cl- also explains a part of the strain on carbon assimilation. During the dry season, re oxygenation of soils via low water table level does not lead to an increase of physiological traits. Thus, maximum cambial growth of all species is observed during the rainy season, when salinity is low and water table level is high.Flooded coastal forest’s species do not have the same ability to recover after a dry episode. In all the studied stations, A. germinans’ cambial growth rises back as soon as the rainy season starts, when, for one station, cambial growth of L. racemosa and R. mangle stay null during the three first month of the rainy season. This low ability to recover after a dry episode is correlated to a stronger impact of the dry season on the physiological traits of these two species.The greenhouse experiment shows that salinity variation patterns are to be taken into consideration for explaining seedlings’ growth and salinity tolerance. A stronger salinity increase impacts the growth of all the studied species; a punctual drop of salinity highlights that flooded coastal forest’s species differ in ability to take advantage of a low salinity episode. These results are coherent with field observations as cambial growth was fairly explained by monthly precipitation.

Le tourisme en milieu naturel est une forme de tourisme de plus en plus populaire à travers le monde et le Québec, doté de grands espaces naturels, n'y fait pas exception. La vastitude du territoire québécois et ses caractéristiques physiques façonnent le regard de ses visiteurs et de ses occupants. Au sein de cette industrie composée de touristes, d'organisations, d'entreprises et d'experts, la main-d'œuvre y occupe un rôle central. Les emplois en tourisme de nature offrent des conditions de travail précaires. La saisonnalité des activités, l'impact des conditions météorologiques et l'affluence inégale des visiteurs contribuent à la nature instable de ces emplois. Les entreprises du tourisme de nature se retrouvent bien souvent éloignées des grands centres urbains et la plupart de la main-d'œuvre réside à même le lieu de travail. Ce lieu de travail est généralement doté de caractéristiques physiques favorisant la pratique d'activités extérieures et permet à la main-d'œuvre de combiner le travail et les loisirs. Cette faible distinction entre la vie professionnelle et personnelle apparaît telle une caractéristique particulière du style de vie de la main-d'œuvre du tourisme de nature. L'objectif général du projet consiste étudier davantage ce point de convergence entre travail, loisirs et lieu de résidence, identifié par le concept de style de vie. La réalisation de groupes de discussion a permis de mieux comprendre les mécanismes qui influencent l'attractivité du style de vie de la main-d'œuvre du tourisme de nature sur le territoire québécois. La principale contribution de cette recherche réside dans le rôle du style de vie comme facteur d'attractivité de la main-d'œuvre du tourisme de nature. Cette recherche identifie des variables influençant l'attractivité qui ne sont pas ou peu considérées dans la littérature scientifique, notamment l'environnement imprévisible, la nouveauté et la mobilité des travailleurs. Les résultats de cette recherche nous permettent de suggérer que les caractéristiques physiques du territoire, la saisonnalité et la pratique d'activités de loisirs, apparaissent comme des facteurs favorisant l'attractivité de la main d'œuvre en milieu naturel. Cette recherche permet de mieux comprendre comment le fait d'habiter sur le lieu de travail représente influence le style de vie de la main d'œuvre en tourisme de nature. À cet égard, il existe très peu d'écrits entourant cette problématique. Ces connaissances s'avèrent utiles afin d'outiller les acteurs de l'industrie touristique quant aux défis actuels et futurs de recrutement et de rétention de la main-d'œuvre mais également quant à des pistes de recherches éventuelles.

Deux élevages ont été réalisés pour évaluer les effets de la saison d'élevage (automne et hiver), de l'ajout de phytase (PHY) et du type de ration (conventionnelle avec sous-produits animaux : CON vs toute végétale : VEG) sur les performances zootechniques et la composition minérale de la litière des coqs à chair. Pour ce faire, 3080 poussins mâles Ross x Ross ont été répartis aléatoirement dans 40 parquets, à qui on a attribué l'un des 4 traitements alimentaires, selon un plan expérimental en blocs complets avec comme facteurs principaux la saison (automne vs hiver), le type de ration (CON vs VEG) et la phytase (0 vs 100 g/t liquid Natuphos 5000™). Les rations CON contenaient des gras et des farines de viandes et d'os d'origine animale alors que ces ingrédients étaient remplacées par du soya micronisé dans les rations VEG. Un programme alimentaire à quatre phases a été appliqué avec la composition minérale suivante (%) pour aP (phosphore disponible), PB et Ca respectivement: début de 0 à 15 jours (0,82; 24,75; 1,53), croissance de 16 à 21 jours (0,71; 22,97; 1,31), finition I de 22 à 32 jours (0,64; 20,90; 1,17) et finition n de 33 à 38 jours (0,59; 19,71; 1,04). Les poulets VEG ont consommé plus d'aliment (126,6 vs 123,0 g/j; P<0.01) durant l'automne. Les résultats ont montré que le poids des poulets CON était supérieur (P<0.01) à la fin des deux élevages (2,905 kg vs 2,853 kg). La conversion alimentaire des poulets VEG était moins élevée (1,668 vs 1,617; P<0.01). Pour toutes les rations, les poulets élevés en hiver présentaient une conversion alimentaire supérieure (P<0.05) à ceux élevés en automne (1,65 vs 1,63). La PHY a diminué le contenu en Ca de la litière (1,66 vs 1,75%; P<0.01) et celui en P (1,00 vs 1,21%; P<0.001). En automne, le taux de matière sèche de la litière issue des rations CON était plus élevé (P<0.01) que celui des rations VEG (70,06 vs 64,14 %) mais cet écart disparait durant l'hiver avec un chauffage et une ventilation minimum. Les poulets VEG ont produit plus de litière (177,4 vs 188,3 kg; P<0.01). Finalement, les rations sans PHY avaient un taux supérieur de matière sèche (P<0.01) comparativement à celles additionnées de PHY (68,77 vs 65,44 %). Pour la suite, il pourrait être intéressant de mesurer la digestibilité des éléments mineurs des deux rations et leur impact sur les performances.

Une soixantaine d'espèces de poisons démersaux fréquentent les eaux sub-littorales de la baie de Douarnenez, de la rade de Brest, de la baie d'Audierne et de la proche Iroise. Elles s'y répartissent surtout en fonction de la nature du fond. L'étude de l'évolution saisonnière des captures a, cependant, montré une influence des conditions hydro-climatiques, en particulier en baie de Douarnenez. L'utilisation de l'analyse des correspondances sur les fréquences d'apparition des espèces permet de différentier les peuplements hivernaux de ceux d'été. Cette alternance est également en rapport avec les périodes de reproduction de leurs espèces caractéristiques. Sur les nourriceries intertidales, l'étude des caractères physico-chimiques de l'eau montre l'extrême dépendance de la répartition des espèces, en particulier des juvéniles de Pleuronectiformes, vis-à-vis des arrivées d'eau douce continentale et de l'exposition de ces estrans par rapport au large. L'évolution mensuelle des quantités capturées montre le même schéma, quel que soit le lieu ; un accroissement des prises lors de l'élévation de la température de l'eau à partir de mai, suivi d'une diminution traduisant une fuite en profondeur des jeunes poissons en novembre. L'analyse des structures démographiques tendrait à montrer une double origine géographique des jeunes plies au Nord de la zone étudiée. Par contre, chez Solea lascaris, le bi modalisme du groupe 0 pourrait être attribué à la confusion de deux espèces dont les périodes de ponte seraient distinctes. Enfin, l'étude des contenus stomacaux des principaux prédateurs montre la grande variété des proies consommées ainsi qu'une variabilité des régimes, particulièrement en fonction de la taille des poissons. Ces observations, complétées par une analyse éthologique des régimes, permettent la mise en évidence des aspects primordiaux de la relation prédateur-proie. Plusieurs indices montrent que la compétition interspécifique entre les prédateurs est faible.

« Nous avons présenté dans cette étude une nouvelle méthodologie pour l'étude des phénomènes saisonniers, basée sur l'approche AEP de Carbone-Longini. On retrouve en général dans la littérature deux réponses aux problèmes posés par la saisonnalité des séries chronologiques: un effort de modélisation en vue de la prévision, et la désaisonnalisation pour fin d'interprétation. Nous avons présenté une nouvelle modélisation, GUNIAEP pour les séries chronologiques, dans laquelle la variation systématique est expliquée par une évaluation associée au long terme, au court terme et à la saisonnalité respectivement. Le modèle est estimé par le filtre adaptatif AEP, et les paramètres en vigueur au dernier point, origine de prévision, servent à calculer les valeurs extrapolées. L'observation de ce modèle sur plusieurs exemples nous a permis de voir qu'il permet de reconnaître l'existence et l'ampleur des variations saisonnières à l'aide des coefficients saisonniers. Cette propriété permet de simplifier la phase d'identification qui peut facilement être programmée, tout en fournissant une performance satisfaisante. C'est dans ces conditions que nous avons appliqué le modèle, pour comparer sa précision à celle des méthodes reconnues les plus précises. Cette comparaison s'est faite sur un échantillon de 111 séries, et a révélé que cette méthode était très compétitive, si non la meilleure. Cette nouvelle formulation est donc meilleure que le modèle auto-régressif simple qui avait initialement exploité le filtre AEP. La robustesse des coefficients saisonniers nous a ensuite encouragés à utiliser ce modèle pour dériver une nouvelle méthode de désaisonnalisation: DESAEP. Une interprétation appropriée des composantes a permis de développer une heuristique pour décomposer une série chronologique en composantes saisonnière, irrégulière et tendance-cycle, puis fournir une série désaisonnalisée. Une étude empirique sur 33 séries réelles impliquant les méthodes Xll-ARIMA et SIGEX a permis de voir que dans le long terme les séries désaisonnalisées produites par DESAEP ne seront pas très différentes de celles des autres méthodes, cependant les différences sont plus fortes pour les valeurs les plus récentes. On a vu que généralement, l'ampleur des révisions augmente avec le niveau de bruit existant dans la série, mais qu'en utilisant DESAEP, ces révisions sont d'une ampleur nettement inférieure à celles produites par les deux autres méthodes. »--Pages i-ii

L'objectif de cette étude était de comprendre l'influence des saisons sur la variabilité des propriétés mécaniques des papiers recyclés impliquant l'adjonction de charges en amidon importantes, phénomène ayant des répercussions économiques et environnementales défavorables. Plusieurs voies de recherche ont été explorées comme les conditions de stockage des papiers récupérés après collecte, l'influence des températures des eaux de circuit et l'influence du taux et du type d'éléments fins.<br />Pour atteindre ces objectifs, plusieurs outils permettant une observation à l'échelle de la microfibrille de cellulose (10nm) ont été développés ou adaptés (coloration, immunomarquage, PATAg, marquage fluorescent...) couplés à des techniques de microscopie conventionnelle (optique, transmission, balayage, confocal...) afin de mieux comprendre les modifications de la micromorphologie et de l'ultrastructure des fibres en fonction des différents traitements appliqués et d'établir des corrélations avec les variations des propriétés mécaniques des papiers correspondants. Des techniques d'analyse des fibres de bois et de ses composants ont également été utilisées afin d'étudier la morphologie des fibres (analyseur MorFi) ainsi que d'évaluer de manière plus quantitative leurs différents composants (analyse des sucres, chromatographie en phase gazeuse, 13C RMN). La première partie du projet a permis de mettre en place une démarche méthodologique permettant de corréler les observations au niveau ultrastructural et morphologique des fibres et les propriétés mécaniques des papiers fabriqués à partir de celles-ci. L'application de cette méthode nous a permis dans un second temps de montrer que les papiers récupérés par la collecte devaient être stockés de manière plus protégée en hiver par les centres de tri. De même, nous avons pu mettre en évidence la nécessité de réfrigérer les eaux de circuit dans la machine à papier lorsque la fabrication a lieu en été. Enfin, le dernier chapitre a souligné, par la mise en place d'une nouvelle méthode de marquage (PARA-Gold), le fait que le recyclage entraîne la production d'éléments fins aux propriétés de liaison aux fibres diminuées et des solutions pour réactiver ces derniers ont été proposées aux papetiers.

La thèse a été réalisée en cotutelle entre le Centre de biophysique moléculaire, CNRS UPR 4301, conventionné avec l'Université d'Orléans et l'Université TUM de Munich.<br />La gelée royale est produite dans les glandes des abeilles nourricières Apis mellifera par digestion partielle de pollen et de nectar. La gelée royale joue un rôle clé dans la reproduction, la croissance, l'immunité et l'organisation sociale des abeilles. Elle constitue également une source potentielle de nombreuses molécules à vocation pharmaceutique.<br />Le candidat a analysé des gelées royales d'origines botaniques et géographiques bien définies. Des fractions de peptides et de protéines ont été isolées à l'aide de multiples techniques physico-chimiques. Ces fractions se sont avérées présenter des propriétés antimicrobiennes. Le candidat a également examiné les possibilités d'application pharmaceutique des fractions de gelée royale qu'il a isolées.

L'objectif principal du travail présenté ici est d'une part la détermination de la relation entre la température locale de l'air et la composition isotopique de la neige à la station de Vostok (Antarctique de l'Est) et d'autre part la reconstruction de variabilité climatique dans cette région au cours des 200 dernières années. On a produit des données expérimentales concernant la composition isotopique et l'accumulation de la neige à partir de 8 puits creusés à Vostok dont 2 couvrent les 200 dernières années et qui ont été réalisés pendant les saisons d'été 1998/99, 1999/2000 et 2001/02. Le régime météorologique est documenté par les observations instrumentales et les radiosondages de l'atmosphère (depuis Décembre 1957) archivés à l'Institut Recherche Arctique et Antarctique (St. Pétersbourg, Russie). Nous avons aussi utilisé les données d'accumulation de la neige venant du réseau des balises installé à proximité de la station de Vostok en 1970, documenté la distribution spatiale de la teneur isotopique de la neige de surface, mesuré le nivellement de la surface, et étudié la variation de la composition isotopique des précipitations et celle de la neige transportée par vent, qui ont été collectés de Décembre 1999 à Décembre 2000. En comparant les données météorologiques et les données de l'accumulation de la neige, nous avons établi que la plupart des précipitations au centre de l'Antarctique était formée pendant des conditions de "ciel clair" (diamond dust). Par ailleurs les données de sondages aérologiques suggèrent que la température moyenne de condensation à Vostok est très proche de la température de la limite haute de la couche d'inversion. Pour un site donné, on a mis en évidence que la variabilité temporelle de la composition isotopique de la neige est influencé par le relief de la surface de neige (microrelief, "méso-dunes" et probablement méga-dunes). Cet effet diminue considérablement le rapport "signal sur bruit". On met en évidence que les variations saisonnières des teneurs isotopiques des précipitations suivent bien celles de la température locale. L'excès en deutérium varie au cours de l'année et il est, quant à lui, influencé par la source d'évaporation. Pour les 40 dernières années et pour l'échelle de temps multi-décennale, une relation linéaire significative est observée entre la moyenne de la composition isotopique de la neige et la température de l'air près de la surface. Mais pour des échelles de temps plus courtes (10 ans) les variations isotopiques apparaissent dominées par les conditions de la source. Pendant les deux derniers siècles, l'accumulation et la composition isotopique de la neige présentent des fluctuations avec une période de 50 ans environ, qui ont des similarités avec l'indice de l'Oscillation Décennale du Pacifique. Si cela est vérifié, cette relation impliquerait une téléconnection climatique de l'Antarctique centrale avec Pacifique tropical. Par ailleurs, l'excès en deutérium suggère un changement brusque vers 1963 dans la circulation atmosphérique qui alimente la région de Vostok en l'humidité.