Stable isotope composition of bulk leaf water is a useful proxy for geochemical and biological processes and is, thus, appreciated in ecological research and global modelling. The mechanisms determining the abundance of different isotopes in leaf water are not fully understood. The research presented in this thesis aimed to describe variability in leaf water isotopes which occurs under natural conditions and to distinguish which factors generate such variability. For that purpose, field sampling, water extraction, stable isotope analysis and measurements of several additional environmental and physiological characteristics were carried out at one sampling site during three subsequent growing seasons. The results obtained point out that oxygen isotopes rather then hydrogen isotopes have greater potential to be used in higher scale applications. Apart from that, several interesting ecophysiological interpretations of isotopic data have been made.

La présence d’arbres en milieu urbain, où vit plus de la moitié de la population mondiale, participe à l’amélioration de la qualité́ de vie des citadins par les services écosystémiques qu’ils nous rendent. Cependant, de nombreuses études ont mis en évidence l’importante mortalité́ et la faible espérance de vie des arbres en ville du fait des stress hydriques. Nos résultats dendroclimatiques ont pu montrer qu’en comparaison avec les arbres de parc urbain ou d’arboretum, les arbres de rue ont généralement une croissance plus faible. Les précipitations en automne et au printemps semblent jouer un rôle prépondérant pour la croissance annuelle des tilleuls argentés urbains. Nos résultats sur le niveau des réserves (lipides et glucides) montrent que les arbres en condition de stress hydrique pourraient activement réguler leurs réserves de C selon une stratégie de survie à long terme. Les jeunes tilleuls argentés, quant à eux, semblent privilégier l’allocation du C dans la croissance radiale. Nos résultats sur la signature isotopique en 18O et en 2H des sources d’eau en ville, indiquent enfin que les arbres en rue semblent dépendre principalement de l'eau du sol très superficiel (couche 0-20 cm). Cette eau est un mélange d'eau de pluie et d'eau non potable plus ou moins évaporées, bien que ces arbres ne soient soumis à aucune stratégie d'irrigation particulière à Paris. Les arbres les plus matures en rue semblent disposer d’une plus faible disponibilité́ en eau due à la plus forte évaporation des sols en surface. En conclusion, cette étude appelle à (i) la protection des sols nus d’une évaporation excessive, et (ii) une irrigation en harmonie avec la phénologie. / The presence of trees in urban areas, where more than half of the world's population lives, contributes to improving the quality of city through ecosystem services they provide. However, many studies have shown that urban trees face high mortality rates and low life expectancy due to water stress. Dendroclimatic results have showed that, in comparison with the urban park or arboretum trees, street trees generally have lower annual growth rate. Precipitation in autumn and spring seem to play the main role in the annual growth of urban silver lindens. Reserve measurements (lipids and carbohydrates) show that trees under water stress could priorize C reserves as a long-term survival strategy. On the contrary, younger silver lindens seem to favor the allocation of C in the radial growth. Our results on the isotope signature in 18O and 2H of water sources in the city, indicated that street trees seem to depend mainly on soil water in upper layers (0-20 cm layer). This water is a mixture, more or less evaporated, from precipitation and non potable water, although street trees are not subject to any particular irrigation strategy in Paris. Larger street trees seem to have lower water availability due to increase of surface soils evaporation. To conclude, This study would rethink current irrigation strategies in the city, focusing on (i) the protection of bare soil from excessive evaporation, and (ii) an irrigation in harmony with the phenology of species.

Ce travail de thèse est centré sur l'analyse des compositions isotopiques de la glace (d18O et dD) de deux nouvelles carottes de glace longues provenant des régions subtropicale et tempérée des Andes. La première carotte, longue de 42m, a été extraite en 2003 au col du glacier Coropuna au Pérou (72°39'W, 15°32'S, 6425m) et la deuxième de 122m au sommet du glacier San Valentin au Chili (46°35'S, 73°19'W, 4032m) en 2007. L'étude a porté sur la représentativité du signal isotopique comme archive du climat sur le dernier siècle, correspondant à la totalité de la carotte du Coropuna et les 70 premiers mètres au San Valentin, dans deux régions climatiques différentes. Nous avons observé que les enregistrements des signaux isotopiques sont affectés par des processus de post-dépôt. Au col du Coropuna, le signal est lissé par homogénéisation en dessous de 3m de profondeur à cause de la percolation d'eau de fonte et de la diffusion isotopique via un flux de vapeur, et aucune interprétation climatique n'est possible à partir du signal isotopique. Au so mmet du San Valentin, les vents forts, présents toute l'année, érodent et/ou redistribuent la majorité des précipitations annuelles en créant certainement des hiatus sur une voire plusieurs années ou, au contraire, des dépôts exceptionnels de plusieurs mètres. Ces conditions rendent l'identification des cycles isotopiques annuels difficile et aucune relation entre les isotopes et les paramètres climatiques n'a pu être établie due à une datation très incertaine. / This work is focused on the analyses of two new isotopic records (d18O and dD) from Andean ice cores in the subtropics and temperate latitudes. The first 42 m-long ice core was extracted in 2003 from the saddle of Coropuna glacier in Peru (72°39'W, 15°32'S, 6425 m), and the second 122 m-long core in 2007 from the San Valentin summit in Chile (46°35'S, 73°19'W, 4032 m). The isotopic signals were investigated for their suitability as climate archives over the last century, covering the 42 m-long ice core from Coropuna and the first 70 meters of the core from San Valentin, in two different climatic regions. We observed that the isotopic records are affected by post-depositional processes. At the saddle of Coropuna, isotopic homogenization occurs below 3 m as a result of meltwater percolation and isotopic diffusion, and thus the climatic interpretation is not possible. At the San Valentin summit, removal and/or re-deposition of snow by strong winds occurring throughout the year may create a lack of one or more annual snow layers or, on the other hand, may cause unexpected deposits of several meters. Due to these potential conditions, we cannot always identify the annual isotopic cycles and the isotopes histories show no significant correlation with the climatic parameters because of an uncertain dating.