Des études paléoécologiques suggèrent que la composition floristique, la structure et la répartition actuelle des forêts denses africaines ont été influencées par divers facteurs. En particulier, la mise en place de gradients écologiques à l’échelle du continent, depuis plusieurs millions d’années, a favorisé une spéciation parapatrique. Lors des changements climatiques passés, certaines régions qualifiées de « refuges forestiers » auraient été peu ou pas affectées par les variations climatiques, alors que les écosystèmes entre ces régions auraient été plus ou moins profondément remaniés, favorisant une spéciation allopatrique des espèces forestières. En Afrique l’identification des refuges forestiers et leur rôle dans la spéciation et dans la configuration des patrons de répartition géographique de la diversité génétique restent insuffisamment documentés.Cette problématique est abordée ici à travers le genre Khaya (Meliaceae), un genre modèle dont les espèces présentent des affinités écologiques variables. Ce travail multidisciplinaire, qui mobilise des approches botanique, phylogéographique et de modélisation de niches climatique, a pour objectifs (1) de préciser les limites taxonomiques des espèces de ce genre et de comprendre les événements de spéciation ayant conduit à la distribution et à la structuration actuelle de ces dernières ; (2) d'analyser les patrons phylogéographiques de Khaya anthotheca et de K. ivorensis ; (3) de tester la force de la relation entre les patrons de diversité génétique, les gradients écologiques et les refuges forestiers supposés du Plio-Pléistocène ; (4) d'identifier les niches climatiques potentielles de toutes les espèces de Khaya et la variation dans leur distribution géograhique au cours du temps.Nos résultats mettent en évidence : (i) la présence de cinq groupes génétiques disctincts dans le complexe K. anthotheca. L’analyse des caractères botaniques a conduit à l’identification des mêmes groupes, permettant de caractériser cinq espèces différentes. Trois de ces cinq espèces présentent des distributions allopatriques ou parapatriques, et deux d'entre elles se retrouvent localement en sympatrie, dont une espèce nouvelle pour la science ; (ii) une corrélation significative entre le chevauchement des niches, paire par paire, de ces cinq espèces et la distance génétique séparant chaque paire ; (iii) un contraste entre les zones de forte diversité du génome nucléaire et celles du génome cytoplasmique de K. ivorensis, qui ne permet pas de séparer clairement les populations malgré la présence de deux clusters génétiques dus à un isolement par la distance ; et (iv) la reconnaissance et la description de neuf espèces au sein du genre Khaya. Toutes ces nouvelles connaissances permettent d’éclairer la structuration de la biodiversité des forêts africaines et de poser les bases d'une stratégie de conservation et de gestion durable de ces espèces, très recherchées tant pour leur bois que pour des usages médicinaux. / Paleoecological studies suggest that the floristic composition, the structure and the current distribution of African dense tropical forests have been influenced by several factors. In particular, the establishment of ecological gradients at the scale of the continent over last several million years has favored parapatric speciation. Also, during past climatic changes, certain regions considered to be « forest refugia » are supposed to have been little (or not) affected by climatic variations, whereas ecosystems located between these regions were more or less profoundly modified, favoring allopatric speciation of forest species. Gaps remain in the identification of forest refugia in Africa, and their role in speciation and in shaping patterns in geographic distribution of genetic variation is insufficiently studied.These questions are addressed here in a study covering the genus Khaya (Meliaceae), a model genus whose species present variable ecological affinities. This multidisciplinary study, which mobilizes botanical, phylogeographic and climatic niche-modeling approaches, has the following objectives : (1) to define the taxonomic limits of species of the genus and to understand the speciation events that led to their current distribution and geographical genetic structuring ; (2) to analyze the phylogeographic patterns of Khaya anthotheca and of K. ivorensis ; (3) to test the force of the relationship between patterns of genetic diversity, ecological gradients and putative Plio-Pleistocene forest refugia ; (4) to identify the potential climatic niches of all species of Khaya and estimate how their geographic distributions shifted over time.Our results show the following : (i) the presence of five distinct genetic groups within the K. anthotheca complex. Analysis of botanical characters led to identification of the same groups, permitting the characterization of five different species. Three of these present allopatrique or parapatric distributions and two of them are locally found in sympatry, one of which is a species new to science ; (ii) a significant correlation between niche overlap, for each pair of these five species and the genetic distance separating each pair ; (iii) a contraste between zones of high diversity of the nuclear genome and zones of high diversity of the cytoplasmic genome of K. ivorensis, so that it is not possible to clearly separate the populations despite the presence of two genetic clusters owing to isolation by distance ; and (iv) the recognitiion, and the description of nine spcies in the gens Khaya.All this new knowledge sheds light on the structuring of biodiversity of African forests and contributes to laying the foundation for a strategy of conservation and sustainable management of these species, greatly sought after not only for their timber but also because of their medicinal uses.

Des changements de composition et de structure forestière sont projetés en réponse au climat futur potentiellement plus propice aux feux et au stress hydrique. Une réduction importante des stocks de carbone et de biomasse pourraient influencer considérablement l’industrie forestière et le réchauffement global. Malgré son importance écologique et socioéconomique, le devenir de la forêt est incertain car les impacts du changement climatique sur les processus écosystémiques et la biomasse sont encore mal compris. L’objectif principal est donc d’évaluer les effets potentiels du changement climatique sur la dynamique de végétation et des incendies, et de caractériser leurs effets conjoints sur la résilience de la forêt boréale de l’Est canadien de part et d’autre de la limite nordique des forêts sous aménagement (LNFA). Des simulations ont été réalisées avec le modèle LPJ-LMfire pour répondre à trois objectifs spécifiques : (1) reconstruire l’activité de feux au 20ème siècle et analyser l’évolution des tendances spatio-temporelles des feux avec la végétation et le climat, (2) projeter la réponse de la forêt au changement climatique et à l’augmentation prévue des feux pour déterminer si des changements brusques de biomasse des espèces dominantes pourraient survenir, (3) simuler les trajectoires passées des feux et de la végétation en réponse aux variations climatiques holocènes afin de comprendre les relations ayant existé entre le climat, le feu et la végétation. Pour la première fois, des simulations sont effectuées avec LPJ-LMfire sur plus de 6000 ans et à haute résolution spatiale (100 km2) sur la forêt boréale de l'Est canadien. Les types fonctionnels de plantes correspondant aux quatre genres d’arbres dominants (Picea, Abies, Pinus, Populus) ont été paramétrés. Les capacités prédictives de LPJ-LMfire ont été examinées en comparant nos simulations des taux annuels de combustion et de biomasse avec des ensembles indépendants de données disponibles pour le dernier siècle et des reconstructions paléoécologiques obtenues à partir des enregistrements lacustres de charbons et de pollens. Enfin, la version LPJ-LMfire développée a été utilisée avec des scénarios climatiques de l’IPCC pour analyser les trajectoires sur le 21ème siècle. Les résultats principaux de cette étude ont révélé que LPJ-LMfire reproduit correctement les tendances spatio-temporelles de la fréquence des feux observée au cours du dernier siècle et les tendances spatiales de la biomasse aérienne totale, à l’exception de la biomasse à la limite nord des arbres qui est surestimée. Les trajectoires des feux et de la végétation simulées sur l'Holocène sont décalées spatialement par rapport aux reconstructions paléoécologiques et serait dû aux données climatiques IPSL-CM5A-LR fournies en entrée du modèle. La variabilité climatique et les impacts de foudre sont les facteurs déterminants de la répartition de la fréquence des feux au cours du 20ème siècle alors que les rétroactions de la végétation sur les feux contrôlent la distribution de leur fréquence sur de longues échelles de temps. Nos résultats contredisent l’augmentation prévue du risque de feu futur, suggérant plutôt une diminution de la fréquence des feux d’ici 2100, surtout dans le sud, associée à une augmentation de la proportion des taxons feuillus et à une ouverture des paysages qui devraient limiter les allumages et la propagation des feux. Dans les zones les plus méridionales, l’effet fertilisant de l’augmentation des concentrations en CO2 atmosphériques sur la productivité forestière ne compensera pas les pertes de biomasse causées par les feux de forêt et les épisodes de mortalité attribuables aux sécheresses. En 2100, la baisse des stocks de biomasse et l’enfeuillement au sud de la LNFA pourraient menacer l’économie du secteur forestier. Des pratiques sylvicoles préservant la productivité et la résilience de la forêt sont donc à recommander pour permettre une gestion durable des forêts. / Changes in forest composition and structure are projected in response to the future climate likely more conducive to fire and water stress. A decrease in carbon and biomass stocks could significantly affect the forest industry and global warming by high carbon emissions during fires. However, despite its ecological and socio-economic importance, the future of the forest is uncertain because the impacts of climate change on ecosystem processes and standing biomass are still poorly understood. The primary objective is therefore to assess the potential effects of climate change on vegetation dynamics and fires, and to characterize their joint effects on the resilience of eastern Canada's boreal forest on both sides of the northern limit of managed forests (NLMF). Simulations were carried out with the LPJ-LMfire dynamic global vegetation model and focused on three specific objectives: (1) to reconstruct fire activity during the 20th century and analyze changes in spatial and temporal fire trends related to vegetation and climate, (2) to analyze the forest response projection to climate change and to fire increase to assess if abrupt changes in biomass of dominant species could occur, (3) to simulate trajectories of past fires and vegetation in response to Holocene climatic variations to understand the relationship between climate, fire and vegetation. For the first time, simulations are performed on the eastern boreal forest with LPJ-LMfire over 6000 years and at high spatial resolution (100 km 2) over a study area stretching west to east, from Manitoba to Newfoundland. The plant functional types for the four dominant tree genera (Picea, Abies, Pinus, Populus) have been parameterized. The predictive capabilities of the model were tested over the 20th century by comparing simulated annual rates of combustion and biomass with independent observations. The same variables, simulated over the past 6,000 years, have been compared to paleoecological reconstructions from lacustrine records of microcharcoals and pollen. Finally, the present version of LPJ-LMfire has been used with IPCC climate scenarios to analyze trajectories along the 21st century. The results show that LPJ-LMfire correctly reproduces the spatio-temporal trends in fire frequency observed in the 20th century, particularly in Manitoba and Ontario. The simulated spatial distribution of plant biomass is also consistent with observations, except at the northern limit of trees where it is overestimated, especially for Picea. The trajectories of simulated fires and vegetation over the last 6,000 years were spatially shifted compared to paleoecological reconstructions: too far south in the west and too far north in the east. The observed difference would be due to the IPSL-CM5A-LR climate data provided as input of LPJ-LMfire. Climate variability and lightning impacts are the determining factors in the distribution of fire frequency during the 20th century, while vegetation feedbacks on fires control the distribution of their frequency over long time scales. Our results contradict the predicted increase in future fire risk, suggesting a decrease in fire frequency by 2100, especially in the south, associated with an increase in the proportion of deciduous taxa and an opening of landscapes that should limit ignition and spread of fires. The frequency and intensity of droughts induced by climate change are expected to increase and favor tree mortality south of the NLMF. Rising temperatures and atmospheric CO2 will only temporarily increase forest productivity. By 2100, declining biomass stocks and increasing broadleaf proportion south of the NLMF could threaten the economy of the forest sector. Silvicultural practices that preserve productivity and boreal forest resilience are therefore recommended to maintain sustainable forest management.

L’objectif de ce projet est de réaliser l’étude d’écologie moléculaire, non pas d’une espèce isolée, mais d’un groupe fonctionnel. Dans l’écosystème forestier africain, certaines espèces sont caractéristiques de la forêt, d’autres de la savane, et ont connu des phases d’expansion et de régression au cours des changements climatiques du quaternaire. Leur génome a-t-il enregistré un signal commun de l’histoire démographique qui en a résulté ? J’ai travaillé sur 9 espèces du genre Zaprionus (Drosophilidae). J’ai obtenu pour six d’entre elles un jeu de données complet comprenant deux échantillonnages populationnels N=20 (15 dans un cas) pour 10 gènes nucléaires et un gène mitochondrial. J’ai cherché la trace d’expansions démographiques en utilisant le DT de Tajima, le FS de Fu, la distribution mismatch. Avec les horloges moléculaires disponibles, l’histoire démographique de chaque espèce a été explorée par des méthodes bayésiennes sous BEAST (ADN mitochondrial) ou dans un modèle avec recombinaison utilisant FastSimCoal (ADN nucléaire). Cinq espèces d’affinités forestières présentent la signature d’une expansion de population. C’est le cas de Z. aff. proximus, Z. davidi, Z. sepsoides, Z. taronus et Z. vittiger. Une sixième espèce, Z. indianus, semble avoir une histoire démographique plus complexe ce qui serait compatible avec son écologie savanicole. Les délais imposés par la lourdeur des outils numériques disponibles ont limité à ce stade l’exploitation complète de ces données. En conclusion, le génome de toutes les espèces, de savane ou de forêt, porte la signature des changements climatiques passés. Ceci valide les prémisses de notre approche d’une "génomique des écosystèmes". / The aim of this project was to carry out a molecular ecology study, not only on a single species, but on a whole functional group. In the africain forest ecosystem, some species are typical of the forest while others are typical of the savanna, and have undergone stages of expansion and regression during Quaternary climate changes. Do their genomes share a common signature of the ensuing demographic history? I worked on nine species from the Zaprionus genus (Drosophilidae). For six species, I was able to gather a complete dataset including two population samples of N=20 (15 in one case) for 10 nuclear genes and one mitochondrial gene. I investigated the signature of population expansion by using Tajima’s DT, Fu’s FS, and the mismatch distribution. The demographic history of each species was investigated using Bayesian methods including BEAST (for mtDNA) and a recombination model using FastSimCoal (for nuclear DNA), with available molecular clocks. Five forest-dwelling species show the signature of a population expansion: Z. aff. proximus, Z. davidi, Z. sepsoides, Z. taronus et Z. vittiger. A sixth species, Z. indianus, shows a more complex history in agreement with its dependence on savanna. The completion of the analysis of the whole dataset was precluded by the time-consuming numerical procedures involved. To conclude, the genome of all of these species – either form savanna of from the forest – shows the signature of past climatic changes, thus validating an "ecosystem genomics" approach.

Le travail s'articule autour de trois grandes questions. 1 - Comment e st née l a géomo rpholo gie paraglaciair e ? La première partie relève d'une approche épistémologique de la géomorphologie paraglaciaire. Le premier chapitre reprend les contributions scientifiques fondatrices du concept de paraglaciaire des années 1970, et les replace dans une perspective sémantique en analysant les travaux conduits depuis le 19e siècle sur les milieux englacés et leurs marges. Church et Ryder (1972) définissaient le terme de paraglaciaire comme " non-glacial processes conditioned by glaciation ". En 2002, Ballantyne a proposé une définition plus large du concept : " earth surface processes, sediments, landforms, landsystems and landscapes that are directly conditioned by former glaciation and deglaciation ". Le deuxième chapitre analyse donc les apports de trente années de recherche en géomorphologie paraglaciaire, reprend le concept de géosystème paraglaciaire et analyse les sous-systèmes (gravitaire, fluvial, lacustre, éolien, littoral, marin et socio-spatial) face aux séquences paraglaciaires. 2 - Qu'est -ce qu'une crise paraglaciaire ? La deuxième partie se propose de délimiter les contours de la géomorphologie paraglaciaire dans le cadre d'une approche spatio-temporelle. Le troisième chapitre étudie les changements climatiques susceptibles d'être à l'origine des crises temporelles paraglaciaires. Le quatrième chapitre définit les crises paraglaciaires et met l'accent sur les temporalités de ces moments clés dans l'histoire des environnements englacés. Sur le plan temporel, le paraglaciaire désigne avant tout une séquence morphologique, une crise d'érosion, qui suit la séquence glaciaire précédente. Ces crises s'illustrent par des temporalités variées, des accélérations des transferts sédimentaires surtout dans les matériaux meubles et une extension des emprises spatiales des phénomènes associées à la disparition des glaciers puisque le ruissellement redistribue les sédiments des zones proglaciaires jusqu'à la mer. Les versants sont soumis à des stress physiques générant des décohésions des parois. Les dépôts de versants sont affectés par des ravinements majeurs. Les systèmes fluviaux enregistrent des aggradations ou des dissections en fonction de la variabilité des apports, de l'énergie des processus, de la variabilité des niveaux de base locaux, régionaux ou globaux. Ils connaissent de profondes métamorphoses qu'illustrent les adaptations des variables morphologiques. Les littoraux meubles paraglaciaires bénéficient d'un apport tel en sédiments qu'ils progradent sur les marges des secteurs en phase de déglaciation. Des crises volcaniques sont également associées à ces crises climatiques et un volcanisme paraglaciaire s'observe dans des régions comme l'Islande. Les apports majeurs à la compréhension de ces crises paraglaciaires viennent des progrès technologiques pour évaluer les bilans sédimentaires et pour les dater. Une crise paraglaciaire est définie par des indicateurs comme les taux d'ablation, taux d'incision, taux de production primaire de débris, taux de transferts sédimentaires, taux de sédimentation. Ces indicateurs montrent qu'ils dépassent pendant un laps de temps t, d'un facteur n, les résultats enregistrés pendant la séquence t-1 et t +1. Cet écart est variable d'un indicateur à l'autre et d'un système à l'autre. La durée de la séquence paraglaciaire est donc d'une grande variabilité, mais doit être limitée à cette rupture temporelle dans l'évolution d'un environnement au cours duquel il est perturbé. 3 - Quels sont les apports de la géomorphologie paraglaciaire à la compréhension de l'évolution des milieux froids ? La troisième partie interroge des modelés des milieux froids pour appréhender la part du paraglaciaire ; du glaciaire et du périglaciaire dans leur évolution. Le cinquième chapitre détermine les formes paraglaciaires au sens strict. Les deux processus paraglaciaires par excellence sont d'une part la décohésion postglaciaire qui affecte les parois rocheuses et d'autre part, le ruissellement alimenté par la fonte de la glace des glaciers et celle de la glace morte qui remobilise les sédiments meubles. Ainsi, des formes d'ablation et d'accumulation associées à ces dynamiques sont elles représentatives de cette dynamique paraglaciaire (grands glissements, écroulements, éboulements massifs). En revanche, le ruissellement très actif au cours de la séquence paraglaciaire est à l'origine de la construction de formes de ravinement, d'incision et d'accumulation (cônes de déjection...). Les signatures sédimentologiques sont alors différentes et les vitesses de sédimentation sont plus élevées que lors des autres séquences morphogéniques. Toutes les zones de stockage (bas de versant, lacs, plaines alluviales, fjords...) offrent des espaces propices à l'évaluation de ces temporalités et des bilans sédimentaires associés. Le sixième chapitre reprend les grandes formes du " panthéon " glaciaire (cirques, vallées en auge, fjords, moraines, drumlins, eskers, kames) et périglaciaire (glaciers rocheux, tabliers et cônes d'éboulis) pour évaluer la part des séquences paraglaciaires dans la genèse et l'évolution de ces morphologies. Le terme de parapériglaciaire est défini. Le paraglaciaire est un concept clé pour comprendre l'évolution des milieux ayant été englacés et il recouvre une réalité très large sur le plan spatial puisqu'il peut s'appliquer à tous les espaces à la surface de la terre ayant été englacées au cours des séquences froides du Pléistocène et leurs périphéries, et qui ne le sont plus aujourd'hui, soit environ 40 % de la surface terrestre, auxquelles s'ajoutent les espaces de sédimentation offshore. Par ailleurs, il reste aujourd'hui environ 10 % d'espaces englacés, dont une fraction est susceptible de connaître une séquence de déglaciation dans le contexte actuel de réchauffement climatique. Né dans les années 1970 au Canada, le concept de paraglaciaire apporte incontestablement une clé de lecture pour la compréhension de l'évolution des paysages applicable à toutes les zones ayant connu directement ou indirectement des phases de glaciation-déglaciation. À l'heure d'une réflexion sur l'impact des changements climatiques sur les environnements, le concept de paraglaciaire ouvre des perspectives et renouvelle les approches géomorphologiques classiques en mettant l'accent sur les stocks sédimentaires, les flux, les bilans, les rythmes et les crises.

Le lac Saint-Pierre - un lac fluvial du fleuve Saint-Laurent - est vulnérable aux changements climatiques autant aux niveaux biophysique qu'humain. Considérant que les acteurs de ce territoire sont aux premières loges des transformations hydriques et en raison de l'incertitude engendrée par les modifications du climat, le besoin de développer des stratégies d'adaptation en accord avec les gens de ce milieu semble primordial. Ce mémoire s'appuie sur les études en adaptation aux changements climatiques qui se fient au savoir de la communauté (community-based adaptation). Selon ce concept, l'adaptation nécessite l'implication, la concertation et le développement de la vision commune d'une variété d'acteurs afin d'augmenter et d'ajuster la capacité d'adaptation et les connaissances sur les transformations climatiques. Cette recherche, de nature qualitative et inductive, permet d'analyser l'interaction et la communication des acteurs de l'espace communicationnel du lac Saint-Pierre. Pour ce faire, ce mémoire se base sur l'approche de la communication politique qui considère la relation entre les acteurs des sphères des médias, du politique et de la société civile, auxquelles la communauté scientifique s'est greffée. Le but est d'observer si un espace de délibération entre les acteurs peut réduire les barrières de l'interaction et de la communication. C'est donc à travers une analyse du cas du lac Saint-Pierre et vingt entretiens individuels et semi-dirigés avec les acteurs des quatre sphères que le bien-fondé d'un espace communicationnel, comme condition à l'élaboration de stratégies d'adaptation aux changements climatiques, a été évalué. Sur la base des résultats, la mise en œuvre d'un espace communicationnel axé sur le partage des données, la diffusion de l'information et le rapprochement des acteurs semble limitée par le manque de temps et de ressources et le travail en vases clos des individus. Néanmoins, les acteurs du lac Saint-Pierre ont la capacité de développer des mécanismes d'échange et de diffusion de l'information et de valoriser la communication et l'interaction réelles entre eux. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Changements climatiques, adaptation, communication, interaction, vulnérabilité, lac Saint-Pierre.

En Arctique, les changements climatiques se manifestent de façon plus perceptible qu'en n'importe quelle autre région du monde, en plus d'y défier, en rapidité, l'optimisme des prédictions et des scénarios climatiques. Les perturbations climatiques et biophysiques observées dans cette région ne sont pas sans effet sur les communautés autochtones qui y vivent. S'ils ont d'ores et déjà démontré une grande capacité d'adaptation face à leur environnement, la rapidité avec laquelle les changements climatiques se manifestent impose l'analyse des défis actuels en termes de vulnérabilité et d'adaptation. Cette recherche est le fruit d'une étude de cas, réalisée au sein de la municipalité inuit de Kuujjuarapik et du village nordique cri de Whapmagoostui, tous deux situés à la frange méridionale de l'Arctique québécois. Véritable figure d'exception au Canada, ces deux communautés partagent le même espace territorial, mais évoluent au sein de différents cadres institutionnels, situation issue notamment de la Loi sur les Indiens qui différencie les Indiens des Inuit, et de la Convention de la Baie James et du Nord Québécois (CBJNQ), signée en 1975. Deux objectifs alimentent ce travail de recherche : le premier vise à la compréhension de la vulnérabilité de ces deux communautés nordiques face aux changements climatiques alors que le deuxième s'intéresse aux effets de la cohabitation interethnique et institutionnelle sur les phénomènes de vulnérabilité et sur les réponses d’adaptation aux changements climatiques. Les résultats révèlent que la majorité des changements observés par les répondants se rapporte à la hausse des températures moyennes et ses effets (état de la glace, imprévisibilité du climat, apparition d'une faune nouvelle, décalage notable dans le cycle des saisons). La survie d'un mode de vie associé aux activités de chasse et de pêche ainsi que la pérennité et la transmission du savoir écologique traditionnel témoignent d'une sensibilité particulière à l'expression continue et progressive des stimuli climatiques observés. Des enjeux de santé et de sécurité, liés notamment à l'état de la glace, sont également source d'inquiétude. L'adaptation aux changements climatiques y est spontanée, réactive et se manifeste essentiellement au jour le jour. Les stratégies d'adaptation, prospectives et partagées par les deux communautés, ne sont, pour l'heure, pas envisagées. À cet égard, les nombreuses différences qui existent entre les deux communautés pourraient rendre difficile l'élaboration de stratégies communes, bien qu'elles semblent souhaitées par l'ensemble des répondants. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Changements climatiques, Nord, Inuit, Cris, communauté, savoir écologique traditionnel, vulnérabilité, exposition, sensibilité, capacité d'adaptation.

De par l'inéluctabilité des changements climatiques d'origine anthropique en cours et à venir du fait des émissions de gaz à effet de serre passées et futurs, l'adaptation des systèmes humains aux impacts issus de l'évolution de la variabilité climatique est désormais une priorité des agendas politiques municipaux. Néanmoins, la mise en pratique d'actions réduisant les vulnérabilités des populations et des territoires face à de tels impacts se heurte à plusieurs barrières, bien identifiées dans le dernier rapport (2007) du Groupe intergouvernemental des experts sur l'évolution du climat (GIEC), parmi lesquelles celles d'ordre cognitif, organisationnel et institutionnel. Dans le cadre de cette recherche doctorale, les 83 entretiens semi-dirigés menés à travers plusieurs groupes d'acteurs aux activités professionnelles en lien avec le dossier des changements climatiques entre Paris et Montréal confirment l'idée d'une mosaïque de représentations sociales générées par l'expression « adaptation aux changements climatiques », laquelle donne lieu à des interprétations et attitudes variées une fois la mise en œuvre engagée. L'analyse qualitative de ces données de terrain, complétée par l'apport de l'outil lexicométrique, permet de mieux saisir certaines logiques d'actions, notamment celles en arrière de dynamiques organisationnelles. Parallèlement à ces matériaux qui constituèrent la pierre angulaire de cet exercice doctoral, une recherche bibliographique approfondie sur le concept d'adaptation fut entreprise afin de mieux cerner les origines de la complexité de sa compréhension. Ainsi, alors qu'initialement portée toutes deux par un cadre politique de Développement Durable, la politique climatique de la Ville de Paris se distingue de celle de la Ville de Montréal par une subtile émancipation d'un tel cadre de référence : démarré à peu près dans le même temps, le Plan Climat de Paris 2007 est désormais en pleine expansion alors que l'Agenda 21 est à l'arrêt. Par ailleurs, l'étude approfondie de l'Atelier H responsable de l'élaboration du volet adaptation de ce même Plan Climat révèle qu'il fut le point d'achoppement entre acteurs sociaux, économiques et institutionnels locaux, mettant en lumière les enjeux potentiels de chacun associés à la question de la vulnérabilité parisienne face aux impacts climatiques, mise en lumière exacerbée du fait de l'ambigüité du terme « adaptation ». L'étude menée auprès des acteurs montréalais soulève également des enjeux municipaux internes autour de cette même question, bien que le cadre politique de Développement Durable représenté par le Plan stratégique de développement durable de la collectivité montréalaise soit le véritable chapeau à l'intérieur duquel évolue la politique climatique locale. Enfin, les analyses, effectuées à l'aide de l'outil lexicométrique Lexico3 sur l'ensemble des entrevues, montrent plusieurs différences, outre-Atlantique, mais également selon plusieurs paramètres (âge, sexe et secteur professionnel), aussi bien dans la représentation sociale que dans les implications conceptuelles générées par la signification opérationnelle de stratégies d'« adaptation aux changements climatiques ». À partir de l'ensemble de ces résultats, la recherche souhaite exposer que l'émergence du volet portant sur l'adaptation aux changements climatiques dans un contexte urbain de pays industrialisé d'importance tel que Montréal ou Paris ne peut être assimilé à un changement de paradigme, mais s'apparente davantage à un vecteur de mise en application des préceptes du Développement durable telle qu'initiée par les mouvements « durables » du Sommet de la Terre de Rio en 1992. Ainsi, bien qu'actuellement identifiée spécifiquement à la problématique climatique, le concept d'adaptation a le potentiel pour se révéler comme un angle de perspective pertinent dans la participation à la fabrique de la ville viable, notamment en s'axant autour d'une interdisciplinarité désormais incontournable dès lors qu'il s'agit d'évoluer en sciences de l'environnement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : adaptation, changements climatiques, développement durable, sciences de l'environnement, sociologie des organisations, dynamiques organisationnelles, politiques municipales, milieux urbains, représentations sociales, lexicométrie.

Les "Niayes", zones humides côtières du Sénégal constituent des écosystèmes fragiles, richesen biodiversité tout en étant traditionnellement des zones de maraîchage dans unenvironnement sahélien. La grande sécheresse des années 1970 qui a frappé l'ensemble despays du Sahel, s'est répercutée sur les Niayes par un afflux de populations rurales venant del'intérieur du pays pour y trouver des moyens de subsistance. Outre la sécheresse, cettemigration massive a considérablement augmenté la pression foncière et engendré à la fois uneurbanisation mal maîtrisée, notamment autour des grandes agglomérations, et une mise envaleur agricole; les deux portant atteinte à la valeur environnementale de ces écosystèmescôtiers. Depuis quelques années, on assiste à des hivernages particulièrement pluvieux. Ceretour pluviométrique intervenant dans des zones urbanisées de façon anarchique provoquedes inondations accompagnées de conditions sanitaires précaires pour les populations les plusdéfavorisées. A la variabilité pluviométrique, risque d'apparence naturel, s'joutent desfacteurs de risques anthropiques comme l'aménagement du territoire non maîtrisé, le nonrespectdu cadre réglementaire, diverses pollutions d'origine agricole et industrielle.Cette thèse, après avoir introduit la notion de zone humide et avoir présenté les Niayes de laGrande Côte en général et des trois zones d'étude focus (Pikine, banlieue de Dakar ; Mboro,région de Thiès; Saint-Louis), retrace leurs problèmes environnementaux et les différentespolitiques d'environnement. L'évolution de l'occupation du sol des Niayes est étudiée parrecours à l'imagerie satellitale pour la période 1986-2010 pour la confronter à la gestion deces écosystèmes sensibles et s'interroger sur la pertinence des politiques mises en place dansun esprit de développement durable.

Chez les espèces fruitières, la dormance est une période clé qui influencera la floraison et la fructification. La dormance est finement régulée par de nombreux facteurs génétiques et environnementaux. Elle est composée de deux phases principales, l’endodormance (ou dormance « vraie ») et l’écodormance (ou dormance « environnementale »). L’endodormance est caractérisée par une incapacité totale des bourgeons à débourrer, même dans des conditions normalement propices à la croissance. C’est le froid hivernal qui permet la sortie de l’endodormance, nécessaire à la floraison puis la fructification. Les besoins en froid, quantité nécessaire de froid pour accéder à la levée de l’endodormance, sont génétiquement déterminés, et sont relativement élevés chez la plupart des variétés de cerisier doux (Prunus avium L.) comparativement à d’autres espèces. Dans un contexte de réchauffement climatique, les besoins en froid pourraient ne plus être satisfaits et conduire à des pertes économiques.. L’objectif de cette thèse est donc d’approfondir les connaissances sur les voies impliquées dans la levée d’endordormance. L’étude porte sur un panel de variétés contrastées pour leurs besoins en froid, depuis des variétés très précoces comme ‘Cristobalina’ jusqu’à des variétés très tardives comme ‘Fertard’. Des approches métabolomiques, moléculaires et d’apport exogène de molécules ont été utilisées. Les résultats montrent que les voies 1) hormonales, 2) du stress oxydatif et 3) des sucres, ont un rôle différent. La voie des sucres donne un aperçu de l’activité métabolique ainsi que des marqueurs des différentes phases de la dormance. La voie hormonale est un système permettant de contrôler la croissance sans lien causal sur la dormance. La voie du stress oxydatif indique que les variétés précoces sont dans un état globalement plus oxydé que les variétés tardives lors de cette période. Les données de RNA-seq permettent l’identification de gènes ayant un rôle majeur dans la dormance et de confirmer les hypothèses des mécanismes impliqués. Ces résultats seront déterminants pour la création de variétés adaptées aux conditions climatiques futures. / Among fruit tree species, dormancy is a key period determining the success of flowering and fruit producing. Dormancy is tightly regulated by numerous genetic and environmental factors. It can be divided in two main phases: endodormancy (“true dormancy”) and ecodormancy (“environmental dormancy”). Endodormancy is characterized by a total incapacity of buds to burst, even in conditions proper to growth. Winter chilling enables the end of endodormancy, necessary for flowering and fruit production. Chilling requirements, necessary amount of chill for endodormancy release, are genetically fixed and relatively elevated in sweet cherry (Prunus avium L.) varieties compared to other species. In a climate change context, chilling requirements may not be entirely fulfilled and lead to drastic economic losses. The objective of this work is to increase the knowledge on the pathways involved in endodormancy release. The study relies on a panel of varieties contrasted for their chilling requirements, varying from a very low chill cultivar ‘Cristobalina’ to a high chill cultivar ‘Fertard’. Metabolomics and molecular studies, and exogenous molecules supply were used for dormancy deciphering. Hormonal pathway, oxidative stress and sugar pathway seem to have different roles. Sugar pathway enables to have an overview of the metabolic activity, and may be used as molecular markers to identify dormancy phases. Hormonal pathway has a role on growth control but no causal link with dormancy release was assessed. Major results concern the role of oxidative stress, with low chill cultivars in a more oxidized status than high chill cultivars. Moreover, RNAseq data enable the identification of key genes controlling dormancy and confirms the hypothesis on mechanisms involved. These results will be crucial for breeding new verities well adapted to future climatic conditions.

Dans les modèles globaux de la biosphère continentale, toute la végétation mondiale est généralement représentée par une dizaine de grand groupes fonctionnels (PFT-Plant Functional Type), dont les caractéristiques (traits) sont fixes. Cette rigidité ne permet pas de représenter correctement l'évolution de la végétation face aux pressions environnementales et anthropiques grandissantes, et est à l'origine de nombreuses incertitudes pour l'estimation des cycles bio-géochimiques associés. Trois approches complémentaires axées sur l'utilisation des traits fonctionnels ont été explorées à l'aide du modèle dynamique global de végétation ORCHIDEE afin d'améliorer la représentation des PFTs forestiers. La première approche consiste à augmenter le nombre de PFTs à partir d'une classification hiérarchique des espèces. La seconde approche permet d'extrapoler les traits observés pour chaque PFT existant grâce à des relations empiriques calibrées à partir de plusieurs variables environnementales. La dernière approche utilise la théorie de la coordination de la photosynthèse afin d'estimer des distributions continues de traits en conditions optimales de photosynthèse. En parallèle, cette étude s'interroge sur les capacité d'un modèle global à représenter correctement les traits fonctionnels lorsqu'il est optimisé pour un flux de carbone. L'augmentation du nombre de PFTs permet d'améliorer significativement les caractéristiques et la représentativité spatiale des peuplements simulés de plus de 50 %. Les deux autres approches permettent d'estimer des distributions de traits réalistes et mettent en évidence un rôle ``tampon'' important de la plasticité des traits sur les flux de carbone futurs. Les trois approches abordées ont mis en évidence certaines faiblesses du modèle liées à la représentation de la phénologie, de l'allocation de la biomasse ou encore du stress hydrique pour les conifères. Ces résultats ont menés à la mise en place d'une représentation explicite des processus phénologiques pour les conifères sempervirents dans ORCHIDEE, qui à présent reproduit les dynamiques de LAI observées par télédétection. Enfin, le modèle ORCHIDEE ne peux pas être paramétré avec des observations directes de traits, privilégiant l'approche théorique pour simuler les distributions de traits. Cependant, l'assimilation de données d'observations de flux de carbone permet de faire le lien entre les traits mesurés à l'échelle foliaire et leur intégration à l'échelle de la canopée. Elle permet de retrouver des distributions de traits cohérentes avec les observations, ainsi que des relations trait-trait et trait-environnement qui sont observées à l'échelle foliaire. / Earth system models currently use a discretized representation of vegetation, grouping together the whole world species into a dozen of Plant Functional Types (PFT), whose characteristics (traits) are fixed. This rigidity does not allow to accurately represent the evolution of ecosystems and their associated bio-geochemical cycles, while vegetation is facing stronger environnemental and anthropogenic pressures. Three complementary approaches based on functional traits were tested in order to improve the representation of forests in the dynamic global vegetation model ORCHIDEE. Based on a hierarchical classification of species, the first approach is to increase the number of PFTs. The second approach extrapolates observed traits for each PFT from empirical relationships calibrated against different environmental variables. The last one uses the photosynthesis coordination theory which allows the estimation of functional traits in optimal photosynthesis conditions. In addition, this study explores the capacity of a global model to represent functional traits when optimized against a given carbon flux. Increasing the number of PFTs significantly improves the estimations of stand characteristics and their spatial distribution by more than 50 %. The two other approaches managed to reproduce realistics traits distributions and higlighted the ``buffer'' role of traits plasticity on futur carbon fluxes. Some weaknesses of the model linked to phenological processes, biomass allocation or hydric stress, emerged for conifers species. This led to the implementation of an explicit representation of the phenology for evergreen needleleaves PFTs in ORCHIDEE, which can now reproduce the LAI dynamic observed from remote sensing data. Finally, the ORCHIDEE model cannot be calibrated with in situ observations, emphasizing the theoretical approach to simulate continuous traits distributions. However, the assimilation of observed carbon fluxes allows to bridge the gap between traits measured at the leaf scale and the canopy. It reproduced consistent trait distributions with observations, and led to trait-trait and trait-environment relationships similar to those observed at the leaf scale.