Le but principal de cette thèse était de réaliser une simulation du climat du 21e siècle, en tenant compte non seulement des émissions de gaz à effet de serre et d'aérosols produites par l'activité humaine, mais aussi des changements de végétation résultant du développement démographique et économique et des rétroactions climatiques. Pour réaliser cette simulation, il a été décidé d'utiliser le modèle d'impact intégré IMAGE2.2 (développé au RIVM, en Hollande) qui simule l'évolution de la concentration des gaz à effet de serre et de la végétation, et de le coupler au modèle climatique de circulation générale ARPEGE/OPA, disponible au CNRM. Avant de réaliser la simulation, des expériences de sensibilité de chacun des deux modèles au forçage produit par l'autre ont été réalisées. Finalement, la simulation couplée a montré qu'à l'échelle du siècle les interactions entre le climat et la végétation sont relativement peu importantes.

Une description réaliste des processus physiques du sol, de la végétation, de la couche de neige et de la couche de mélange des lacs et des océans dans les modèles de prévision du temps contribue à l'amélioration des prévisions météorologiques aux échéances allant de l'échelle journalière à l'échelle saisonnière. De plus, les méthodes d'assimilation permettant l'initialisation des variables pronostiques des schémas de surface sont essentielles pour corriger les erreurs accumulées en surface, provenant des forçages et de la modélisation. Je présente dans ce mémoire une synthèse de mes travaux de recherches qui ont porté sur le développement et la validation de schémas de surface pour la prévision numérique du temps ainsi que sur le développement de techniques d'assimilation innovantes pour les surfaces continentales. L'ensemble de ces activités se sont appuyées sur la disponibilité de données d'observations (in-situ et par télédétection) informatives sur les processus modélisés. Je termine en proposant plusieurs pistes à explorer pour la modélisation et l'assimilation des processus de surface pour diverses applications environnementales.

Les environnements profonds marins ou continentaux représentent la majorité des biotopes sur Terre. Ils sont colonisés par des organismes, appelés piézophiles, adaptés aux fortes pressions hydrostatiques du milieu, conditions qui sont inhibitrices pour la croissance des organismes de surface. Dans le cadre de ce travail, j'ai cherché à élucider les spécificités de l’adaptation aux hautes pressions hydrostatiques. Pour cela, j'ai étudié un micro-organisme piézophile issu d'une source hydrothermale profonde, la souche MP de Thermococcus barophilus, dont l'optimum de croissance est de 400 fois la pression atmosphérique. J'ai caractérisé l'adaptation particulière de deux cibles cellulaires parmi les plus sensibles à la pression : les membranes et le protéome.Mes résultats montrent que la souche MP accumule des molécules de stress en condition de faible pression hydrostatique, c'est-à-dire que le protéome de cette souche est adapté aux conditions de hautes pressions. Il s'agit de la première démonstration d'une adaptation structurale chez un piézophile, et la démonstration que cette souche est une piézophile vraie. Par ailleurs, j'ai pu démontrer les mécanismes d'adaptation de la membrane en réponse à la pression et à la température. J'ai montré que cette réponse correspond à une adaptation homéovisqueuse de la composition membranaire, et que celle-ci est unique, car elle met en jeu trois mécanismes différents : une régulation du ratio di-/tetraéthers, une régulation du niveau d'insaturation des lipides, et la présence de lipides neutres dans la structure de la membrane. Ceci m'a amenée à proposer un nouveau modèle de membrane pour la souche modèle piézophile T. barophilus. La généralisation de ces observations et la confirmation de leur lien avec la piézophilie passe par l'étude d'autres organismes piézophiles. / Deep marine and continental environments represent the major ecosystems on Earth. They are colonized by organisms named piezophiles, adapted to high pressures of the deep biosphere, conditions that inhibit the growth of surface organisms. My objectives were to elucidate the special features of adaptation to high hydrostatic pressures. My model of study was a piezophilic microorganism isolated from a deep-sea vent; Thermococcus barophilus strain MP, which grows optimally at a pressure of 400 times the atmospheric pressure. I characterized the specific adaptation of two cellular compartments amongst the most sensitive to pressure: membranes and proteome. My results show that strain MP accumulates stress molecules in conditions of low pressure, which mean T. barophilus proteome is adapted to high pressure conditions. This is the first demonstration of structural adaptation in a piezophile, and also shows that T. barophilus is a true piezophile. Besides, I proved membrane adaptation mechanisms in response to pressure and temperature. These mechanisms are based on homeoviscous adaptation of lipids composition. This adaptation is unique and involves three different mechanisms: the regulation of the di-/tetraether ratio, the modulation of lipid unsaturation, and the insertion of neutral lipids in the membrane structure. These results brought me to propose a new membrane model for the piezophilic strain T. barophilus. Before confirming these observations as a possible piezophilic trait of adaptation, this study needs to be extended to other piezophilic organisms.

Espaces emblématiques des dynamiques complexes entre l’homme et l’écosystème dans des aires protégées abritant des ressources naturelles commune, les îles Galápagos et le Yasuní en Équateur partagent une histoire de dégradation environnementale, conflits socio-environnementaux et chaos territorial. La présence de biens communs, source d’une rente économique liée à la biodiversité et aux hydrocarbures (Yasuní) attire depuis un demi-siècle les intérêts des industriels du pétrole et du tourisme qui ont systématiquement exercé un poids déterminant sur les décisions en matière d’aménagement et de gestion de ces espaces, influant également sur leur gouvernance. Cette réalité joue à l’encontre de politiques d’aménagement territorial pour les deux espaces, Réserves de la Biosphère de l’UNESCO, depuis des décennies. Les Galápagos et le Yasuní témoignent en même temps de la manière dont les gouvernements équatoriens ont eu recours à une « instrumentation » des politiques pour décider le sort des deux aires protégées. Cette thèse montre comment un problème structurel – l’absence d’une politique d’aménagement territorial – a facilité la mobilisation d’instruments de politique pour administrer les deux réserves naturelles. L’histoire du Yasuní est un exemple éloquent de cette pratique d’instrumentation de politiques. La création du parc en 1979, puis les modifications de ses limites et le découpage de la Réserve de la Biosphère Yasuní, dont le parc est le noyau, ont été tous réalisés par des instruments de politiques. De même, aux Galápagos la puissance publique a opéré ses choix en matière d’accès aux espaces protégés et d’utilisation de leurs ressources, en privilégiant les instruments de politique. La loi spéciale des Galápagos (LOREG) a de facto gouverné l’archipel depuis son entrée en vigueur en 1998. Dans les deux cas, l’absence d’une politique d’aménagement territorial a permis l’adoption de décisions top-down sur l’administration des deux espaces.La «révolution citoyenne» du président Correa, en dépit d’une profonde refonte institutionnelle et d’un nouveau paradigme de développement – le Buen Vivir, ou Sumak Kawsay – ne saura changer la manière d’aménager les espaces des deux aires protégées. La planification est élevée à politique d’État qui prime sur toute autre politique, mais dans cette vision l’aménagement du territoire devient un instrument au service de la planification étatique.Ce travail, conduit dans une perspective interdisciplinaire en utilisant une grille de lecture encore peu explorée (les instruments de politique publique) veut aussi contribuer à de nouvelles pistes de réflexion sur l’action publique en matière d’aménagement du territoire ainsi que sur la gouvernance d’aires protégées riches en ressources naturelles communes. / Archetypes of the complex interactions between humans and ecosystems in protected areas rich in Common Pool Resources (CPR), the Galapagos Islands and the Yasuní in Ecuador share a history of environment degradation, socio-environmental conflicts and chaotic land development. The abundance of CPR, source of a lucrative rent from biodiversity and crude (in the Yasuní case) have attracted the interests of oil and tourism businesses over the last fifty years. These industries have consistently steered public decisions over the creation, spatial organisation and administration of these natural reserves, additionally affecting their governance, a reality which has hindered the implementation of land-use planning policies for these areas which are two UNESCO MAB Reserves. The Galapagos and Yasuní protected areas are also a powerful example of the peculiar way whereby Ecuador governments over the last five decades have “instrumented” policy making, preferring the use of policy tools to public policies to decide on the two areas’ fate. This thesis shows how a structural problem such as the absence of a land use planning policy, has thrust the practice of policy tools adoption, instead of policy making, to manage the two protected areas. The “revolución ciudadana” led by president Correa succeeded in re-founding State institutions and launching a new development paradigm (Sumak Kawsay or Buen Vivir) however, it did not advance on land-use management related issues particularly regarding the two areas. Correa has placed national planning at the heart of public policy making it the state policy – backed by a powerful bureaucratic structure – but in this process, land use planning is considered as an instrument in support of national planning. This research, carried out under an interdisciplinary perspective, using policy tools as analytical key, wishes to contribute new insights and methods of analysis on public land use planning and management, as well as governance of common pool resources in protected areas.

La cogestion des aires protégées a été conçue comme un modèle innovant àimplementer dans le but d'ameliorer les conditions de vie des populations riveraineset d'assurer une conservation durable des ressources biologiques. Cette theseconfronte ce modèle à la réalité de son application dans les réserves de biosphère deWaza et de la Bénoué, au Nord du Cameroun. Afin de mettre en évidence les raisonsdu contraste entre les resultats attendus et ceux obtenus, notre methode s'appuiesur l'analyse des donnees bioécologiques, des relevés sur le terrain, des enquêtes etinterviews auprès de différents acteurs et l'examen des terroirs des zones àcogestion. Les résultats montrent que la cogestion a permis de désamorcer unesituation conflictuelle entre les parties prenantes, et qu'elle a aussi favorise lacomprehension par les acteurs en charge des deux reserves, de l'interet qu'accordentles communautés riveraines aux ressources naturelles. Toutefois, ces résultatsrévèlent que les retombées de la cogestion en matière de protection de labiodiversite et de survie des populations riveraines n'ont pas ete a la hauteur dutemps et des moyens (financiers, matériels) investis et des espoirs placés en ceprocessus par les riverains. La situation de cogestion a provoqué de violents conflits,des rancoeurs et la decrepitude des entites biologiques, objets meme de cettecogestion. Cette étude montre comment les acteurs se servent de manièredetournee, comme d'une passerelle pour atteindre des fins personnelles, de lacogestion, prise en tenaille entre ses acteurs prêts à lui faire obstacle si besoin. Sontegalement mises en lumiere les responsabilites de l'Etat engage dans ce processussans étude de faisabilité et contraint de céder une partie de ses pouvoirs à desreprésentants sur le terrain. Sur le plan local, l'analyse des relations montre desstructures étatiques restées rigides, sans concession et sans ménagement face auxpopulations. Celles-ci, galvanisées par les ONG nationales et internationales,entendaient jouer pleinement le jeu, tout en masquant leurs activites d'exploitantsillégaux. Les deux parties se découvrent sur le terrain de la cogestion avec leursidentités de maître et de sujet, de répresseur et de braconnier. Ce jeu de dupes nepouvait être associé à la gestion participative. Les phases d'elaboration du conceptthéorique de cogestion qui auraient pu prévenir cette situation, ont étéappréhendées superficiellement par les parties prenantes, hypothéquant ainsi lesrésultats du processus à moyen et long terme. Effectivement, la perte de plus dutiers du potentiel faunique des deux réserves pendant la phase de cogestion et legain insignifiant de 400 frs CFA/an par habitant dans la réserve de la Bénoué ne sontpas de nature a stimuler l'avancee et l'appropriation du processus. La manière dontla cogestion dans les réserves de biosphère de Waza et de la Bénoué a été menée,met en évidence les limites des politiques préconçues, appliquées sur le terrain sanstenir compte des savoirs autochtones et des contextes particuliers. Notre étudedemontre l'importance d'une exploitation et d'une fusion reflechies et preparees dessavoirs et des compétences locaux et exogènes, afin de relever le défi de la gestiondurable des ressources naturelles.

L'objectif de cette étude a été d'évaluer la viabilité d'une population de Crave à bec rouge (Pyrrhocorax pyrrhocorax), dans un contexte d'espaces protégés confrontés à de profonds changements d'usages des sols. Cet oiseau, espèce emblématique, est en effet susceptible d'être affecté par les modifications des relations société-nature, telles l'abandon des pratiques agricoles et le développement touristique.<br />L'étude s'est dans un premier temps focalisée sur l'identification des facteurs susceptibles d'influencer les paramètres démographiques de cette espèce. Le nombre de sites de reproduction apparaît comme un facteur très probablement limitant. Le succès reproducteur est quant à lui influencé par la superficie d'habitats favorables à proximité des sites de reproduction ainsi que par l'abondance des ressources alimentaires au printemps. Enfin la limitation de l'accès aux zones d'alimentation et la réduction du temps d'alimentation des oiseaux, occasionnées par la fréquentation touristique estivale du littoral, affectent la survie des jeunes Craves. <br />Dans un second temps, la viabilité démographique de cette population a été évaluée à l'aide de différents modèles et au travers de comparaisons de différents scénarios plausibles d'évolution et d'impacts des activités humaines. Dans l'éventualité d'une stabilisation de la fréquentation touristique et du processus d'enfrichement aux niveaux actuels, la population semble viable. Mais comparativement au contexte passé particulièrement favorable, la population semble désormais sur "le fil du rasoir", une diminution même légère d'un des paramètres démographiques conduirait à une extinction inéluctable. Compte-tenu des dynamiques actuelles, le dérangement touristique estival semble impacter le plus la population à court terme. Différents scénarios de gestion ont donc été envisagés, via notamment un modèle démographique spatialement explicite, développé au sein d'un Système Multi-Agents.

La science de la durabilité serait la science de l'intégration. Intégration des échelles, des disciplines et des intérêts des acteurs. Une piste pour intégrer ces différents éléments est de développer des indicateurs de développement durable. Parmi ces indicateurs, les indicateurs d'interactions ont une importance clé car ils doivent permettre de relier entre eux les objectifs sociaux, les dynamiques écologiques et les activités humaines. <br />Cette thèse cherche à évaluer la pertinence des indicateurs d'interactions existants ainsi que des méthodes de construction innovantes qui se fixent pour objectif de développer des outils de co-gestion adaptative de la biodiversité

Cette thèse présente les mutations d’une pratique sociale qui repose sur l’interaction directe avec l’environnement – la pêche, dans l’espace du delta du Danube, territoire doté d’une remarquable richesse écologique et engagé, après 1990, dans une double transition socio-économique et écologique qui implique une redéfinition radicale des pratiques d’appropriation des ressources naturelles. Caractérisée par une multiplication des acteurs, des savoirs et des actions, la création d’une Réserve de Biosphère du Delta du Danube met à l’épreuve l’existence même de la pratique de pêche et l’interaction des habitants avec les ressources désormais « naturelles » du delta. A travers une analyse des dispositifs de réglementation des droits de pêche expérimentés dans la Réserve au cours des 20 dernières années, cette thèse présente la dégradation de la pêche comme un espace d'incertitude où les « êtres de la pêche » : acteurs sociaux et poissons, sont redéfinis, expliqués, apprivoisés, mobilisés dans la définition de nouvelles formes d'interaction entre les acteurs sociaux et des ressources naturelles. Dans un contexte de persistance des pratiques de pêche illégales, les indicateurs utilisés dans la formulation des droits de pêche ont une faible capacité à faire évoluer les pratiques. L'approche développée dans cette thèse est clairement confrontée à la manière dominante de penser et de faire dans les politiques de conservation, orientées vers une plus grande rationalisation et la formulation de chaînes logiques entre des indicateurs, des droits et des résultats attendus. Nous montrons les limites de cette approche, qui devrait avoir comme préoccupation première de dépasser la distinction entre « ceux qui savent » et « ceux qui pêchent », en facilitant l’émergence des accords collectifs sur la définition des acteurs, des ressources et de leur état écologique. Nous montrons que dans le monde de la pêche artisanale, la réussite des dispositifs de gestion de la pêche dépend de leur capacité à prendre en considération les savoirs, les pratiques et les capacités critiques des acteurs locaux, développés au cours d’une longue appropriation des ressources. / In the last two decades, different fishing rights systems have been experimented in the Danube Delta Biosphere Reserve fisheries in order to orient natural resources exploitation practices towards the conservation of biodiversity. Overfishing is considered as one of the main threats to conservation in this ecologically fragile area, since 1989, when the communist productivist model was replaced by conservationist policies. Characterized by the multiplication of actors and knowledge production, the creation of the Biosphere Reserve of Danube Delta is challenging the continuity of fishing practices. Based on an analysis of the fishing rights systems experienced in the reserve, this work presents the degradation of fisheries as an area of uncertainty where social actors and fishing resources are redefined, explained, tamed and mobilized in the definition of new forms of ecological interactions between actors and resources. Indicators and proofs of sustainable fisheries are built on the ground, while experimenting different fishing rights systems. In a context of persisting illegal fishing practices and persistent controversies, fishing rights do not legitimate the introduction of more restrictive measures, and have a week capacity of changing practices. The approach developed in this thesis tries to go beyond the classical distinction between knowledge producers and nature users, by considering knowledge production, rights definition and social practices over nature as interconnected elements of the same process of nature appropriation. The perspective developed in this work is clearly confronted to the dominant way of thinking and doing in conservation policies, oriented towards a greater rationalization and the pre-formulation of a logical chain between measures, effects and outcomes. We show the limits of this approach, which should be primarily concerned by overcoming the distinction between "those who know" and "those who fish", facilitating the emergence of collective agreements on the definition of resources and their ecological status. We show that in the world of artisanal fisheries, the success of fisheries management incentives depends on their ability to take into account the diversity of knowledge, practices and critical capacities that local actors developed through resources appropriation practices.

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La cogestion des aires protégées a été conçue comme un modèle innovant àimplementer dans le but d’ameliorer les conditions de vie des populations riveraineset d’assurer une conservation durable des ressources biologiques. Cette theseconfronte ce modèle à la réalité de son application dans les réserves de biosphère deWaza et de la Bénoué, au Nord du Cameroun. Afin de mettre en évidence les raisonsdu contraste entre les resultats attendus et ceux obtenus, notre methode s’appuiesur l’analyse des donnees bioécologiques, des relevés sur le terrain, des enquêtes etinterviews auprès de différents acteurs et l’examen des terroirs des zones àcogestion. Les résultats montrent que la cogestion a permis de désamorcer unesituation conflictuelle entre les parties prenantes, et qu’elle a aussi favorise lacomprehension par les acteurs en charge des deux reserves, de l’interet qu’accordentles communautés riveraines aux ressources naturelles. Toutefois, ces résultatsrévèlent que les retombées de la cogestion en matière de protection de labiodiversite et de survie des populations riveraines n’ont pas ete a la hauteur dutemps et des moyens (financiers, matériels) investis et des espoirs placés en ceprocessus par les riverains. La situation de cogestion a provoqué de violents conflits,des rancoeurs et la decrepitude des entites biologiques, objets meme de cettecogestion. Cette étude montre comment les acteurs se servent de manièredetournee, comme d’une passerelle pour atteindre des fins personnelles, de lacogestion, prise en tenaille entre ses acteurs prêts à lui faire obstacle si besoin. Sontegalement mises en lumiere les responsabilites de l’Etat engage dans ce processussans étude de faisabilité et contraint de céder une partie de ses pouvoirs à desreprésentants sur le terrain. Sur le plan local, l’analyse des relations montre desstructures étatiques restées rigides, sans concession et sans ménagement face auxpopulations. Celles-ci, galvanisées par les ONG nationales et internationales,entendaient jouer pleinement le jeu, tout en masquant leurs activites d’exploitantsillégaux. Les deux parties se découvrent sur le terrain de la cogestion avec leursidentités de maître et de sujet, de répresseur et de braconnier. Ce jeu de dupes nepouvait être associé à la gestion participative. Les phases d’elaboration du conceptthéorique de cogestion qui auraient pu prévenir cette situation, ont étéappréhendées superficiellement par les parties prenantes, hypothéquant ainsi lesrésultats du processus à moyen et long terme. Effectivement, la perte de plus dutiers du potentiel faunique des deux réserves pendant la phase de cogestion et legain insignifiant de 400 frs CFA/an par habitant dans la réserve de la Bénoué ne sontpas de nature a stimuler l’avancee et l’appropriation du processus. La manière dontla cogestion dans les réserves de biosphère de Waza et de la Bénoué a été menée,met en évidence les limites des politiques préconçues, appliquées sur le terrain sanstenir compte des savoirs autochtones et des contextes particuliers. Notre étudedemontre l’importance d’une exploitation et d’une fusion reflechies et preparees dessavoirs et des compétences locaux et exogènes, afin de relever le défi de la gestiondurable des ressources naturelles. / The co-management of protected areas can be approached through an innovativemodel making it possible to improve the conditions of the people surrounding theprotected areas as well as to assure the sustainable conservation of its biologicalresources. The research in this thesis tests this model in the actual situation of thetwo biosphere reserves in the North of Cameroon: the Waza and Benoué NationalParks. In order to be able to explain differences between expected and obtainedresults we have developed a methodology analysing bio-ecological data, filedmeasurements, questionnaires and interviews with the different stakeholdersinvolved as well as an examination of the different co-managed territories. Theresults show that because of the application of co-management, potential conflictsituations between the different stakeholders have been prevented. Also it hasstimulated a better understanding of the actors in charge of the two reserves, aboutthe interest in the reserves’ natural resources by the people living around them.Nevertheless, the results show also that the benefits from the co-managementsystem in terms of protection of biodiversity and survival of the people living at theborders have not been promising in terms of financial and material means investedand in terms of the hope local people had in it. The co-management situation hasprovoked violent conflicts, resentment and decay of the biological entities, subject ofthis co-management. This research shows how actors have multiple agendas, likeusing co-management for their personal gain, while also tormenting other actors whostand in their way. It also puts some light on State stakeholders and theirengagement in this process without having done a feasibility study and with theconstraint of having to hand over part of their power to representatives in the field.At the local level, the analysis of the existing relationships shows that the statestructures stay rigid without compromising and without taking into consideration thelocal communities. The latter, being stimulated by national and international NGOs,understanding that the full game is played, while hiding their illegal exploitations.The two parties unfold in the field of co-management with their identities of beingmaster and subject, oppressor and poacher.This game of swindling cannot beassociated with participative management. The stages within the development of thetheoretical concept of co-management which could have prevented this situation hasbeen perceived as superficial by the different stakeholders, bringing in to discreditthe medium and long term process results. In fact, the loss of one third of thewildlife numbers in the two reserves during the co-management phase as well as theinsignificant gain of 400 FCFA per inhabitant of the Benoué reserve do not stimulatethe continuation and ownership of the process.The way the co-management in theBenoue and Waza biospheres reserves has been implemented , has shown the limitsof the preconceived policy, applied in the field without taking into consideration theknowledge of local people and its particular context. Our study shows the importanceof preparing and reflecting on the exploitation and integration of local and outsideknowledge and competences before setting up the challenging system of sustainablenatural resources co-management.