La dernière décennie est marquée par l’émergence, au nord comme au sud de la Méditerranée, de nombreux organismes portant dans leur appellation le terme « observatoire ». Le transfert de ces dispositifs de l’astronomie aux sciences humaines et sociales et leurs usages protéiformes requièrent un retour sur leurs fondements historiques, théoriques et méthodologiques. Cette exploration est le point de départ d’une recherche sur l’articulation entre observatoires, intelligence territoriale et développement durable dans le contexte aride du sud-tunisien. Ainsi les défis, les exigences et les mutations des sociétés rurales de Menzel Habib (Gabes) sont-ils nombreux et profonds. Devant la désertification et la dégradation continue qui affectent la dynamique de développement de ce territoire aride se pose, entre autres, la question sur les capacités de l’observatoire de Menzel Habib à générer la concertation et la valorisation des interactions territoriales. En ce sens, nos travaux constatent l’existence, dans bien des cas, d’un décalage entre les capacités d’évolution de l’observatoire et l’utilisation qui en est faite en matière de communication entre les différents acteurs territoriaux. Il ressort de cette recherche, inscrite dans le programme de recherche Langages, Objets, Territoires et Hospitalités (LOTH), que les thématiques du développement durable et de l’intelligence territoriale sont susceptibles de se rejoindre et de se compléter dans le cadre de projets locaux des observatoires socio-économiques et environnementaux. Cette dynamique de développement nécessite toutefois une mutualisation de l’information couplée à une démarche de confiance, de participation, de communication et de concertation territoriale. Aussi proposons-nous l’application d’un processus d’intelligence territoriale adapté (PITA) qui s’inscrit dans une voie prospective d’intégration des nouvelles attitudes susceptibles d’être au fondement d’un nouveau rapport de gouvernance rurale / The last decade has witnessed the appearance, in both north and south of the Mediterranean, of several institutions that carry in their names the word ‘observatory’. The introduction of these astronomical observations into the social sciences has called for a thorough investigation into the origins, theories and methodologies of these observatories. Such an investigation is at the origin of some substantial research into the interaction between these observatories, territorial intelligence and continuous development in the arid region of the Tunisian south. Accordingly, the changes and developments of rural society in the region of Menzel Habib, Gabes are complex and far-reaching. In front of the ever-expanding desertification and the continuous developmental recess in this arid region, what remains to be seen is the capacity of Menzel Habib Observatory to stimulate and value interaction between territories. This research argues that there is a discrepancy between the growth rates of this observation post and the role it assumes to link the different territorial actors. This research, conducted within the framework of the research program “Languages, Objects, Territories and Hospitalities (LOTH)”, argues that the content of continuous development and territorial intelligence should be linked to complete each other within local socio-economic and environmental projects of such observatories. However, this dynamic of development necessitates a sound data circulation, a firm process of participation, communication and mutual consultation. Thus, it is suggested to apply an adapted territorial intelligence process (ATIP) within a prospective approach of integration of the new susceptible attitudes as a basis for an upgraded rural governance.

Ce travail a été réalisé au sein d'un vaste programme d'étude géomicrobiologique des déserts chauds (faisant partie du programme Géomicrobiologie des milieux extrêmes, Geomex, du CNRS). Nous avons étudié le sable des dunes de Merzouga, Maroc, et la communauté de<br />bactéries qui vit à la surface des grains de sable. Nous avons décrit la diversité bactérienne à l'échelle d'un échantillon de sable, par séquençage de l'ADNr 16S. Nous avons considéré les bactéries cultivables et la diversité<br />totale par extraction d'ADN du sable. La faible biomasse, liée aux stress de l'environnement désertique, ne se traduit pas par une réduction de la diversité bactérienne (environ 750 taxons sont présents), mais par une très<br />faible fréquence de chacun des taxons, mesurée en individus par taxon et par gramme de sable.<br /><br />Nous avons réalisé une caractérisation fine des grains qui constituent le sable et défini six catégories de grains, selon les phases qui constituent la masse du grain mais aussi les placages (notamment d'oxydes de fer et de<br />matière organique) à la surface des grains. Une approche originale de culture grain-par-grain a permis d'étudier la diversité bactérienne sur chacune des phases minérales. Cette approche a permis d'augmenter très sensiblement<br />le taux de mise en culture (nombre de bactéries cultivables par rapport au nombre total estimé de cellules), et de révéler une diversité différente de la<br />diversité globale initialement décrite. Nous avons mis en évidence des groupes bactériens adhérant particulièrement fermement aux minéraux.<br /><br />Enfin, nous avons commencé à réaliser une estimation des conditions requises pour l'activité bactérienne. Pour cela nous avons incubé le sable dans des chambres où l'humidité relative de l'air était contrôlée. Les différents niveaux d'humidité relative de l'air ont été définis à partir d'enregistrements météorologiques détaillés de la région de Merzouga. La première conclusion à laquelle nous sommes parvenus est que seule l'humidité correspondant aux fins de nuits d'hiver permet un développement bactérien rapide.

Dans les zones arides, la grande variabilité des eaux de surface a conduit les Hommes à exploiter les eaux souterraines. Cependant, afin de préserver durablement cette ressource, une bonne connaissance des processus de recharge est nécessaire. Ces travaux de thèse ont pour objectifs de caractériser les facteurs de contrôle de la recharge et des écoulements souterrains en zone de piedmont aride et hyper-aride. Dans le Nord du Chili, l’activité minière et les villes nouvelles associées aux déplacements de populations depuis quelques dizaine d’années ont engendré une surexploitation des ressources en eaux souterraines contenues dans l’Aquifère de la Pampa del Tamarugal. Cet aquifère régional est l’une des principales ressources en eau de l’ensemble du Nord du Chili, ce qui en fait une ressource stratégique. Le contexte hyper-aride de cette zone de piedmont (extension nord du Désert d’Atacama) semble suggérer que la recharge actuelle de l’aquifère ne permet pas de soutenir son bilan hydrologique.Afin d’identifier et de caractériser les facteurs de contrôle de la recharge et des écoulements souterrains de l’Aquifère de la Pampa del Tamarugal, une approche multidisciplinaire a été utilisée. Cette approche est basée dans un premier temps sur la caractérisation géologique et géomorphologique de la Dépression Centrale et notamment du Piedmont Andin entre 19,5°S et 20°S. Celle-ci a permis d’identifier le rôle du substratum pré-Oligocène sur l’organisation de la couverture fin-Cénozoïque (i.e. axes de drainages, barrières sédimentaires & paléovallées) et sur les circulations souterraines au niveau du piedmont. Dans un second temps, une approche hydrogéophysique et hydro(géo)logique a été utilisée afin de caractériser et d’identifier les conditions aux limites ainsi que l’évolution spatiale de la piézométrie au sein de la plaine de la Pampa del Tamarugal et du piedmont. De nombreux sondages de résistivité, réalisé par TDEM, ont permis d’identifier un contraste bien défini et corrélé avec le niveau piézométrique de la nappe libre. Des relevés hydro(geo)logiques ont permis de valider les échanges rivière-nappe (zones de recharge) qui ont été déduits à partir de l’étude géophysique. Dans un troisième temps, la caractérisation géochimique et isotopique des eaux souterraines de la zone d’étude a permis d’identifier les origines, les circulations ainsi que les processus de recharge de l’aquifère. La distribution des âges de l’eau de la zone saturée a permis d’identifier les grandes phases de recharge paléoclimatiques de l’Holocène. Dans un quatrième temps, une approche exploratoire par la modélisation des écoulements au sein de la zone non saturée, basée sur un modèle à base physique (Hydrus-1D) et complétée par des relevés de terrain, ont permis d’évaluer la recharge induite par une crue au niveau des cônes alluviaux. L’analyse des chroniques piézométriques a apporté de nombreuses informations sur la quantification de la recharge.Sur la base des résultats de cette étude multidisciplinaire, ces travaux de recherche ont permis de définir, au niveau de l’Aquifère de la Pampa del Tamarugal (Nord Chili), les facteurs de contrôle de la recharge et des écoulements souterrains en zone de piedmont aride et hyper-aride. / In drylands, the scarcity of surface waters has led the population to mainly extract the groundwater resource for water supply. To preserve the groundwater resource of the over-exploitation, the understanding of the groundwater recharge processes is required. The present work aims to assess the factors of control on both the groundwater recharge and the groundwater circulation in dryland piedmonts.In Northern Chile, since a few tens of years, mining activities and the associated population movements have induced an over-exploitation of the Pampa del Tamarugal Aquifer. This regional size aquifer is one of the main groundwater resources of Northern Chile as a whole.In order to assess the controls on the groundwater recharge processes that allow recharging the Pampa del Tamarugal Aquifer as well as the groundwater circulation in the Andean Piedmont, a multidisciplinary approach was carried out in the endorheic catchment of the Pampa del Tamarugal (i.e. lowlands and piedmont) between 19.5°S and 20°S. Firstly, the study is based on a geological and geomorphological assessment of the Central Depression sedimentary basin with a focus on the Andean Piedmont. This work allowed identifying the control of the pre-Oligocene bedrock on both the late-Cenozoic piedmont cover (i.e. alluvial drainage axis, sedimentary barriers, and paleovalleys) and the groundwater circulation. Secondly, a hydrogeophysical (resistivity soundings, via TDEM) and hydrogeological characterization of the vadose zone and the saturated zone of the aquifer was carried out. These measurements allowed identifying a well-defined contrast of resistivity that is correlated with the water-table. This allows to better define the boundary conditions of the aquifer and to shift eastwards (i.e. in the piedmont) the oriental limit of the aquifer. Hydrological surveys allowed to validate the identification of groundwater recharge areas where the rivers fed the aquifer. Thirdly, the study is based on the assessment of the geochemical, isotopic and dissolved gas content of the groundwater. This approach allowed identifying the origin and also the groundwater circulation of the aquifer. The characterization of the groundwater distribution ages allowed to identify the main stages of recharge during Holocene and late-Pleistocene times. Fourthly, an exploratory approach was carried out in order to address the recharge fluxes in the vadose zone. Based on Hydrus-1D model and soil sampling carried out in the field, the recharge fluxes induced by one flood in the alluvial fans were estimated. The behavior analysis of water-table on time series of a few years were also used to estimate the recharge in the lower part of alluvial fans according to the surface geomorphology features.Based on this multidisciplinary approach, these works (performed in Northern Chile) allow defining the controls on the groundwater recharge and circulation in arid and hyperarid piedmont areas.

La dernière décennie est marquée par l'émergence, au nord comme au sud de la Méditerranée, de nombreux organismes portant dans leur appellation le terme « observatoire ». Le transfert de ces dispositifs de l'astronomie aux sciences humaines et sociales et leurs usages protéiformes requièrent un retour sur leurs fondements historiques, théoriques et méthodologiques. Cette exploration est le point de départ d'une recherche sur l'articulation entre observatoires, intelligence territoriale et développement durable dans le contexte aride du sud-tunisien. Ainsi les défis, les exigences et les mutations des sociétés rurales de Menzel Habib (Gabes) sont-ils nombreux et profonds. Devant la désertification et la dégradation continue qui affectent la dynamique de développement de ce territoire aride se pose, entre autres, la question sur les capacités de l'observatoire de Menzel Habib à générer la concertation et la valorisation des interactions territoriales. En ce sens, nos travaux constatent l'existence, dans bien des cas, d'un décalage entre les capacités d'évolution de l'observatoire et l'utilisation qui en est faite en matière de communication entre les différents acteurs territoriaux. Il ressort de cette recherche, inscrite dans le programme de recherche Langages, Objets, Territoires et Hospitalités (LOTH), que les thématiques du développement durable et de l'intelligence territoriale sont susceptibles de se rejoindre et de se compléter dans le cadre de projets locaux des observatoires socio-économiques et environnementaux. Cette dynamique de développement nécessite toutefois une mutualisation de l'information couplée à une démarche de confiance, de participation, de communication et de concertation territoriale. Aussi proposons-nous l'application d'un processus d'intelligence territoriale adapté (PITA) qui s'inscrit dans une voie prospective d'intégration des nouvelles attitudes susceptibles d'être au fondement d'un nouveau rapport de gouvernance rurale.

Le sujet de cette thèse est centré sur le suivi et la modélisation des changements environnementaux en zones arides en utilisant les outils de géomatique (par exemple, télédétection, SIG et GPS) et des techniques géostatistiques. La méthode est appliquée sur les régions de Nouakchott en Mauritanie, du Ningxia nord et du Shaanxi nord en Chine. Les objectifs de l'étude étaient de surveiller les changements environnementaux urbains et littoraux à Nouakchott, l'évolution rurale de l'environnement dans les deux sites pilotes en Chine du nord-ouest au cours des décennies passées, de modéliser les rapports homme-environnement et de comprendre les causes des changements observés. Le modèle intègre des images multi-temporelles de SPOT HRV (pour Nouakchott), de Landsat TM et ETM+, les données socio-économiques au niveau départemental (county) et les données météorologiques (pour les sites en Chine du nord-ouest). Les méthodes et les procédures adoptées dans ces travaux étaient l'enregistrement d'image, la correction atmosphérique, la transformation de chapeau à cône, la soustraction d'indicateur, la cartographie des changements et la modélisation par la régression multivariée. Les principaux résultats en Chine montrent que l'invasion du désert n'a pas été observée; cependant, les signes d'une dégradation sérieuse du sol marquée par la dégradation de la végétation et la salinisation du sol, ont apparemment eu lieu en raison des pratiques culturales intensives, de la mise en valeur des terrains pour l'agriculture et du surpâturage. Certains de ces changements peuvent être imputés aux politiques d'occupation du sol. L'extension des surfaces vivrières est un changement environnemental remarquable dans la zone rurale et elle est associée à l'augmentation du rendement agricole; Concernant un espace plus restreint, l'augmentation urbaine est liée à près de 90% de la croissance du PIB et résulte directement de l'augmentation de la population urbaine et ses activités socio-économiques. Le rétrécissement de certains fleuves est dû en partie à la variabilité du climat, mais aussi principalement à une irrigation excessive de l'agriculture. A Nouakchott, la zone urbaine s'est étendue de 40% (à taux de 5,3% ou de 3,6 km2/an) en réponse à la croissance de population. L'expansion rapide dans une ceinture étroite située entre le désert et l'océan est un fardeau lourd pour une terre stérile déjà surchargée. Les risques d'inondation par l'eau de mer dans le secteur urbain ont été déterminé dans trois zones types par analyse spatiale. L'environnement littoral également a sensiblement évolué en raison de la construction du Port de l'Amitié en 1987 : la plage au nord a augmenté de 0,92 km2 (à un taux de 0,08 km2/an) et atteindra sa limite maximum en 13,4 ± 0,5an (estimation 2014-2015). La dérive littorale versera en grande partie dans la piscine et le port sera graduellement abandonné si aucune mesure n'est prise. La plage au sud a été érodée de 1,34 km2 (à un taux de 0,12 km2/an) avec une retraite maximum de 362 m pendant la période 1989-2001 et un potentiel de 277 m est estimé pour la période 2001-2011, dû aux modifications de la direction des vagues et des actions des courants littoraux à une vitesse d'environ de 0,52-0,66 m/s. En conclusion, le changement environnemental est profondément associé aux activités humaines. C'est seulement en comprenant mieux les rapports homme-environnement et en prévoyant les tendances évolutives, que nous pourrons définir les politiques pour une meilleure occupation du sol et gestion environnementale.

La difficulté à comprendre la désertification dans les zones arides tunisiennes se manifeste dans les interactions complexes entre les dynamiques socioéconomiques et biophysiques à différentes échelles spatiales et temporelles. L’apport de ce travail réside tant dans les avancées sur la compréhension des causes et processus, que dans la proposition d’approches systémiques (climat-homme-espace-ressources : système CHER), géographiques (paysage) et multi-acteurs, associées à des méthodes (modèles et outils) reproductibles, pour l’évaluation et le suivi (indicateurs) des risques de désertification, en lien avec leurs déterminants interactifs, à une échelle territoriale. Le paysage, en tant que source d’information et instrument, est au cœur de ce travail. Ce dernier a conduit à i) la construction des modèles explicatifs CHER déclinés par type paysager (issue d’une lecture multidisciplinaire et de la caractérisation des paysages), ii) l’élaboration des indices de risque de désertification (par intégration spatiale des fonctionnements biophysiques et socioéconomiques et à travers la modélisation), iii) la compréhension et la comparaison entre types paysagers des risques et de la part respective prise par les causes socioéconomiques et biophysiques, et iv) la proposition de trois nouvelles approches/méthodes/outils visant à mieux évaluer les actions de lutte déjà mises en œuvre, cibler les futures actions et suivre la désertification. Les résultats ont tous été élaborés dans l’interdisciplinarité et avec la mobilisation des acteurs/décideurs de la gestion durable des territoires pour augmenter leur utilité dans les programmes de lutte contre la désertification, pour valoriser les observatoires de l’environnement et leur donner un rôle d’appui aux politiques publiques. / The difficulty in understanding desertification in the Tunisian arid zones manifested in the complex interactions between socioeconomic and biophysical dynamics at different spatial and temporal scales. This work contribute on advanced understanding of the causes and processes and propose a systemic (climate-human-space-resource: CHER), geographical (landscape) and multi-actors approaches associated with methods (models and tools) reproducible for the assessment and monitoring (indicators) of risk of desertification, according to its interactive determinants on a territory scale. The landscape, as a source of information and the tool, is at the core of this work which led to i) the construction of explanatory models broken down by type of landscape (based on multidisciplinary characterization of landscapes), ii) the development of indexes of desertification risk (based on spatial integration of biophysical and socio-economic functioning through modeling), iii) the understanding and comparison of risks and their respective causes in the landscape types, and iv) the proposal of three new approaches / methods / tools to better assess the actions already implemented to combat desertification, to better target future actions and to better monitor desertification. The results have all been developed in interdisciplinarity and involve the mobilization of actors / decision makers in the sustainable management of territories to increase their usefulness in programs to combat desertification, to value environmental observatories and give them a role to support public policies.