Th. doct.-ing.--Nancy, I.N.P.L., 1981.

Texte remanié de la: Thèse 3& cycle--Géographie--Bordeaux III, 1971. / Contient les résumés en français et en anglais. Bibliogr. p. 273-279.

Pourquoi la température de surface dans les Tropiques présente-t-elle un maximum autour de 30°C, quels sont les mécanismes qui contrôlent la stabilité du climat tropical, et quelles peuvent être les spécificités de l'impact d'un changement climatique dans cette région du globe? Un modèle bicolonne simple est utilisé pour confirmer la grande sensibilité du climat tropical aux changements des surfaces relatives occupées par les zones sèches et humides, en particulier dans le cadre d?un réchauffement climatique dû à une augmentation des gaz à effet de serre. L?influence des vents de surface se révèle importante. Les systèmes bicolonnes humide/sèche ont une distribution de taille bimodale dans les observations, avec un mode synoptique et un mode de grande échelle. Cette bimodalité peut être reproduite par un modèle simple, où la dynamique de surface opère la sélection d?échelle. Enfin, les limites de la modélisation idéalisée de la couche limite des alizés sont mises en évidence.

La ressource en eau est une des préoccupations majeures de notre décennie. Bien que les problèmes attelant à la pollution directe des cours d'eau et des réservoirs soient bien connus, peu d'études s'intéressent aux problèmes liés aux flux sédimentaires et à ses conséquences sur les milieux aquatiques. Dans ce contexte, nous avons choisi de nous intéresser aux réservoirs de Cointzio et d'Umécuaro (Michoacán, Mexique). Situés en zone montagneuse, de morphologie très différentes mais fortement soumis au même forçage climatique saisonnier (saison des pluies de juin à novembre), ces deux réservoirs ne présentent pas les mêmes dynamiques sédimentaires. Une étude complète de ces fonctionnements fait appel à des compétences diverses telles que l'hydrologie, l'hydrodynamique ou encore la sédimentologie. Chacune des disciplines abordent ces problèmes d'interaction eau - sédiment et leurs interactions ne sont pas négligeables. C'est pourquoi le choix a été fait de suivre une démarche systémique pour comprendre la dynamique globale de ce système, du bassin versant au réservoir, et de l'échelle de la crue à l'étude pluri-décennale. L'analyse hydrologique confirme l'importance du forçage météorologique saisonnier qui régit le remplissage des réservoirs de Cointzio et d'Umécuaro. Ces deux réservoirs montrent des dynamiques hydrologiques contrastées (augmentation progressive du débit pour l'un, remplissage des nappes pour l'autre), traduisant des taux d'érosion modérés à faible sur l'ensemble du bassin versant considéré. L'analyse hydrodynamique a mis en évidence l'importance du forçage météorologique et hydrologique sur la dynamique de la colonne d'eau sur le réservoir de Cointzio. La saison sèche est marquée par une importante stratification, liée au forçage radiatif seul. Au fil de la saison des pluies, la stratification tend à se fragiliser sous l'effet des crues qui, de par leur charge solide, s'écoulent sur le fond. Ces écoulements hyperpycnaux ont pu être représentés par le biais de deux simulations numériques distinctes (modèle INFLO1 et modèle CA). L'analyse sédimentaire vient boucler l'ensemble des observations précédemment faites. L'observation détaillée de carottes prélevées dans les deux réservoirs confirme les régimes et les processus de remplissage identifiés. Les datations par radioéléments, tout comme le traitement d'image RX, nous informent sur les vitesses de remplissage et nous permettent de conclure sur la validité des modèles précédemment utilisés.<br />La synthèse de l'ensemble des données recueillies montrent que depuis les années 70, les conditions érosives sur le bassin versant de Cointzio sont relativement stables mais que certains efforts restent à faire pour limiter l'effet des transferts sédimentaires (plus particulièrement de la fraction colloïdale) sur les eaux du réservoir de Cointzio.

Le changement climatique et le phénomène d'Ilot de Chaleur Urbain - ICU sont quelques effets de l'action humaine sur le milieu. Les conséquences de ce phénomène sont perçus non seulement en termes d'économie - consommation énergétique, mais aussi directement sur le confort des habitants. Dans le contexte des villes tropicales, où les citoyens sont exposés à une forte chaleur, le confort thermique devrait être considéré comme une priorité dans l'élaboration des politiques d'aménagement et conception des espaces extérieurs. Nous avons étudié ce phénomène à travers un cas concret, la ville de Barranquilla, qui répond non seulement à la condition tropicale, mais qui exprime la réalité et les conflits de l'Amérique Latine et de la Colombie. A travers notre étude, nous avons confirmé la relation entre le microclimat et la forme urbaine ; nous avons aussi caractérisé cette relation et fait une contribution à l'enrichissement de l'état de l'art. Mais nous avons également mis en évidence le lien qui peut exister entre les conditions de confort dans les espaces extérieurs et les conditions socio-économiques de la population dans les villes, qui comme Barranquilla, sont marquées par la ségrégation sociale et la fragmentation spatiale. Enfin, nous avons conclu que la meilleure façon d'intégrer des aspects climatiques à la conception urbaine, c'est d'inclure ces connaissances sous forme de principes dans la formation du concepteur urbain. Dans cette optique, nous proposons d'orienter la réflexion vers la création d'une pédagogie plus active basée sur la sensibilité des acteurs et sur le travail collectif et collaboratif. / Climate change and Urban Heat Island (UHI) phenomena are some of the effects of human activity. The consequences of UHI are perceived not only in terms of economic (energy) costs, but also in terms of thermal comfort for inhabitants. In the context of tropical cities, where citizens are exposed to extreme heat, thermal comfort should be considered a policy priority in the design of public space.We have studied the phenomenon of thermal comfort through the case of Barranquilla, a city which not only meets the tropical conditions but also shows us the peculiar conflict and reality of Latin America and Colombia. In our study, we confirmed the relationship between microclimate and urban form; we also characterized this relationship and contributed to enrich the state of the art. In this study we put into evidence the connection between thermal comfort conditions in outdoor public spaces and socio-economic conditions of people in cities marked by social segregation and spatial fragmentation, such as Barranquilla.Finally, this study concludes that the best way to incorporate thermal comfort into urban design and planning is not through design strategies but through the assimilation of principles. Thus, we propose a new pedagogy based on sensitivity to the thermal environment and on collective efforts to enrich the practice of urban design and to develop a symbiosis with climate considerations that seems to have faded at some point in the history of urban development.

La gestion et la protection des ressources en eau nécessitent une bonne connaissance des processus hydrologiques à l'échelle du bassin versant. Le problème se pose en particulier aux Antilles où l'activité agricole est à l'origine de pollutions chroniques des ressources en eau et des sols.<br />L'objectif de cette thèse est de caractériser le fonctionnement hydrologique d'un petit bassin versant volcanique en climat tropical, dans un contexte cultivé principalement en banane. Le site d'étude est le bassin de Féfé (17,8 ha), sur l'île de la Basse-Terre en Guadeloupe, qui a été instrumenté entre 2003 et 2006. Deux approches complémentaires ont été utilisées.<br />Premièrement, l'approche expérimentale combinant géologie, hydrologie, hydrogéologie et traçage (pesticide) a permis de caractériser la structure, le bilan et les processus hydrologiques d'un petit bassin versant. Un schéma de fonctionnement global a été établi avec comme caractéristiques principales des flux hydriques élevés (pluie annuelle > 4 000 mm), une importante recharge des nappes (60 % de la pluie efficace annuelle), et une prédominance du ruissellement hortonien. Un modèle global à réservoirs basé sur ce schéma conceptuel a permis de reproduire correctement les flux de surface et souterrains. Ces études nous ont permis d'identifier les principaux mécanismes de contamination des sols et des eaux de surface et de nappes par un nématicide utilisé en bananeraies (le cadusafos).<br />Deuxièmement, l'approche de modélisation à l'aide du modèle distribué MHYDAS, a permis de rendre compte de l'incidence de l'occupation du sol et du réseau de fossés sur la genèse des crues. Cette approche intègre les spécificités du milieu cultivé tropical que sont la redistribution de la pluie par la plante (stemflow du bananier) et les échanges nappe-fossé. L'application du modèle aux échelles de la parcelle, du sous-bassin et du bassin versant, a permis de mieux caractériser les variabilités spatiale et temporelle des processus hydrologiques.<br />Ces deux approches constituent une voie pertinente pour évaluer l'impact environnemental des épandages agricoles, caractériser les changements d'échelle, et tester l'impact de l'occupation du sol.

Une étude de faisabilité de poutres en bois lamellé-collé a été menée en Guyane Française en utilisant les essences locales. Le but est de déterminer les paramètres de collage assurant la bonne résistance mécanique des assemblages par lamellation et par aboutage, nécessaires à la fabrication de poutres en bois lamellé-collé en climat tropical. Trois essences de bois abondantes de différentes densités ont été sélectionnées. Les adhésifs de types Mélamine-Urée-Formol et Résorcinol-Phénol-Formol ont été utilisées. Les paramètres de collage considérés sont : le grammage, le temps d’assemblage fermé et la pression.En utilisant les normes Européennes, plusieurs campagnes de tests ont été conduites sur des échantillons normalisés. Concernant le collage par lamellation, des tests élémentaires de délamination et de cisaillement des joints de colle ont été réalisés. Le test de délamination consiste en deux cycles d’immersion dans l’eau sous pression et de séchage, il induit de sévères variations d’humidité du bois susceptibles de créer des ouvertures des joints de colles. Le collage par aboutage est réalisé sur des poutres normalisées aboutées. Les entures sont obtenues grâce à un outillage standard communément utilisé pour les résineux. Les résultats ont mis en évidence l’influence des propriétés du bois et des paramètres de collage sur la résistance du joint et la résistance mécanique du produit. En effet, les paramètres du bois, tels que la densité, la rétractibilité et l’imprégnation, ont une forte influence sur le collage, en particulier sur la pression et le grammage nécessaires à la production d’un produit commercialisable. Il apparait qu’un bois de densité moyenne et poreux nécessite un grammage et une pression élevés comparé à un bois de densité élevée qui nécessite des valeurs moindres. Aussi, l’influence d’autres paramètres de fabrication, tels que le rabotage, l’encollage double face et simple face ainsi que l’épaisseur des lamelles, a été établie. Par contre il semblerait que le matériel communément utilisé pour l’aboutage des résineux n’est pas adapté aux feuillus tropicaux. En final, des paramètres de collage ont été validés pour la fabrication de lamellé-collé endémique en Guyane Française et une étude du coût de production d’une poutre lamellé-collé standard a identifié les conditions économiques d’une fabrication en Guyane Française. / A feasibility study of glued-laminated timber beams was carried out in French Guiana using local wood species. The aim of the study was to evaluate the gluing parameters that could ensure good mechanical properties for the manufactured glued-laminated beams in tropical climates. Three abundant wood species with different specific gravity were selected for the study. Melamine-Urea-Formaldehyde and Resorcinol-Phenol-Formaldehyde resins were used for gluing. The three gluing parameters considered are: adhesive spread rate, closing assembly time and gluing pressure.Using European standards, several laboratory tests were performed on normalized samples. The evaluation of a successful lamella’s gluing was done by using elementary tests of delamination and shearing. A delamination test consists of two cycles of water immersion at high pressure and drying which induces severe hygroscopic variation in wood thus causing joints opening. The finger-joints are made using a standard tool usually used for cutting softwoods. The performed tests revealed the influence of wood properties and the gluing parameters on the joint resistance and the mechanical properties of the product. Results show that wood properties such as specific gravity, shrinkage coefficient, and permeation, have a high degree of influence on the gluing step especially on the gluing pressure and on the adhesive spread rate needed to produce a commercial product. Furthermore, wood with medium specific gravity needs more adhesive and more pressure than the one with high specific gravity. Additionally, the effects of other manufacturing parameters, such as planning, double or simple side glue spreading and lamellae thicknesses, on the glue joint resistance were demonstrated. Finally, the common tools used for softwoods are not adapted to making the finger joints with tropical hardwoods.In conclusion, optimal gluing parameters for manufacturing glued-laminated timber beams in French Guiana were established and an economical study using standard glued-laminated timber beams revealed the economic conditions under which a successful manufacturing of these local beams can be implemented in French Guiana.

La baisse de la performance aérobie en climat tropical a été décrite dans de multiples activités d’endurance mais les processus responsables de cette altération restent assez méconnus. Nous nous proposons donc au travers d’études de laboratoire et de terrain, de tenter d'explorer les mécanismes responsables de cette baisse de performance aérobie en climat tropical. Si l'atteinte d'une température plafond est plutôt observée dans les protocoles de laboratoire, particulièrement à des intensités élevées, il semble que les mécanismes d'anticipation par réduction de l'intensité de l'exercice soient plus prégnants dans un environnement thermique qui exacerbe le stockage de chaleur. En effet, le climat tropical qui provoque l'augmentation du stockage de chaleur et les pertes hydriques, est un environnement susceptible de faire émerger l'un ou l'autre de ces processus. L'incapacité à opérer une thermorégulation optimale en raison de l'inefficacité des processus d'évaporation, mène théoriquement à une augmentation inéluctable de la température corporelle, catalysée par la déshydratation. Aussi, l'atteinte d'une température plafond pourrait être l'origine de l'arrêt de l'exercice. L'hyperthermie, en relation avec les contraintes d'humidité de l'air ambiant, est également susceptible d'accentuer le processus d'anticipation par une baisse d'intensité précoce, et donc la fatigue centrale. Ainsi, nous avons étudié sur 2 épreuves de compétition, un trail de 27 km et un half-Ironman, les relations entre les stratégies d’hydratation, l’évolution de la température gastro-intestinale et la performance des athlètes. Nous avons également testé en situations standardisées les différents paramètres pouvant être responsables de l’arrêt ou de la baisse d’intensité (i.e) en climat tropical : les paramètres cardio-respiratoires, les paramètres psychologiques, d'hydratation et de température corporelle, la fatigue musculaire et centrale. / The decrease in aerobic performance in tropical climate has been widely described in many endurance activities, but the processes responsible for this alteration remain relatively undetermined. We therefore propose through laboratory and field studies, to explore the mechanisms responsible for this diminution in aerobic performance in tropical climate. If reaching a 40 °C core temperature is rather observed in laboratory procedures, especially with high levels of exercise intensity, it seems that the mechanisms of anticipation by reducing the intensity of exercise are more proliferious in a thermal environment intensifying heat storage and dehydration. Indeed, the tropical climate elicits a rise in heat storage and water loss even if sweating is ineffective in releasing heat. The attainment of a critically high level of core temperature has been proposed as the main limiting factor of aerobic performance in the heat. In opposition with this hypothesis, the inability to control optimal thermoregulation in uncompensable environments could lead to central fatigue, with a reduction in power output subconsciously selected by the subjects in order to prevent core temperature from reaching dangerous levels.Thus, we studied on 2 competition events, a 27 km-trail and a half-Ironman, relations between hydration strategies, changes in gastrointestinal temperatures and athletes' performance. We also tested in standardized conditions different factors that may be responsible for exhaustion or decreasing intensity in tropical climate: cardio-respiratory parameters, psychological parameters, hydration and body temperature, and central and muscle fatigue.

L’environnement climatique est l’un des facteurs pouvant influencer la performance aérobie. Il existe des températures idéales avec lesquelles les athlètes réalisent de meilleures performances : entre 10 et 12°C en course à pied (Maughan et coll. 2010) ou inférieures à 32°C en cyclisme (Peiffer & Abbiss 2011). Davies et coll. (2016) condensent dans une métaanalyse différentes études portant sur le contre la montre (CLM) en cyclisme en environnement chaud et relèvent que la performance est altérée en climat chaud à partir du milieu de l’épreuve (P < 0,02) et jusqu’à la fin (P = 0,01) par rapport à une condition contrôle.Ce résultat laisse donc apparaitre qu’outre la température environnementale, la durée de l’effort peut également être déterminante dans l’impact du climat sur la performance. L’élévation de la température n’est pas le seul facteur environnemental pouvant influencer la performance. Maughan et coll. (2012) mettent en évidence qu’au plus le taux d’humidité est élevé au plus la performance aérobie est détériorée. Dans cette étude, des athlètes non acclimatés, réalisent une épreuve à vélo à 70% de VO2max jusqu’à épuisement lors de quatre sessions à 24, 40, 60 et 80% d’HR (T: 30°C). Les résultats, montrent que le temps d’exercice diminue significativement avec l’augmentation du taux d’humidité (P < 0,05).A travers ce travail de recherche nous avons donc investigué la question : comment faire pour limiter cet impact du climat sur la performance ?Pour ce faire 3 axes sont développés à travers nos études :a. Etudier l’efficacité de protocoles de refroidissement à plusieurs moments de la performance : avant, pendant et entre deux efforts consécutif.b. Déterminer si les combinaisons de froid peuvent se combiner.c. Déterminer si l’utilisation du menthol peut permettre une optimisation des protocoles de cooling.Les principaux résultats de cette thèse mettent en évidence que l’utilisation de méthodes de cooling est efficace mais que cette efficacité dépend du protocole utilisé. Nous avons ainsi mis en évidence (1) Qu’en pré-cooling il est nécessaire de débuter 1h avant l’effort pour avoir une efficacité de la méthode ; (2) Qu’une immersion avec du menthol est plus efficace qu’une immersion seule entre deux efforts de 20’ mais qu’utilisé sur des vêtements son efficacité n’est pas prouvée; (3) Que le port d’un gilet froid cumulé à une ingestion d’une boisson froide à l’échauffement n’est pas plus efficace qu’un refroidissement interne seul (4) Que le menthol peut influencer les performances en jouant un rôle sur le SNC.L’action du menthol va permettre au SNC de percevoir l’environnement comme étant « plus favorable » et par conséquent entrainer une modification de la rétroaction thermorégulatrice, et ainsi permettre une meilleure performance. Cela sans que le menthol ne joue un rôle délétère à la thermorégulation. / The climatic environment is one of the factors that can influence the aerobic performance. There are an ideal temperatures with which athletes realize better performance: between 10 and 12°C in running (Maughan et al. 2010) below 32°C in cycling (Peiffer & Abbiss 2011). Davies et al. (2016) condense in a meta-analysis different studies on time trial (TT) in cycling and note that the performance is impaired in hot weather from middle of the test (P <0.02) and until the end (P = 0.01) compared to a condition control. This result therefore shows that in addition to the environmental temperature, the duration of the effort can also be decisive in the impact of climate on the performance.Rising temperature is not the only environmental factor that can influence the performance. Maughan et al. (2012) highlight that at the highest level of humidity is high at most aerobic performance is deteriorated. In this study, non-athletes acclimatized, perform a 70% VO2max bike test until exhaustion four sessions at 24, 40, 60 and 80% RH (T: 30 ° C). The results show that time exercise decreased significantly with increasing humidity (P <0.05). Through this research work we therefore investigated the question: how to do to limit this impact of climate on performance?To do this, 3 axes are developed through our studies: a. Study the effectiveness of cooling protocols at several points in the performance: before, during and between two consecutive efforts.b. Determine if cold combinations can combine.c. To determine if the use of menthol can allow optimization of the protocols of cooling.The main results of this thesis highlight that the use of cooling is effective but this efficiency depends on the protocol used. We havehighlighted (1) That in pre-cooling it is necessary to start 1 hour before the effort to have an efficiency of the method;(2) Immersion with menthol is more effective only a single immersion between two efforts of 20 'but that used on clothes its effectiveness is not proven; (3) That wearing a cold vest combined with ingestion from a cold drink to warm up is no more effective than an internal cooling only (4) That menthol can influence performance by playing a role on the CNS. The action of menthol will allow the CNS to perceive the environment as being "More favorable" and therefore result in a change in the feedback thermoregulatory, allow higher performance. This without the menthol isplayed a deleterious role to thermoregulation.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre du programme international AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine) dont un des objectifs est de mieux connaître les dynamiques régionales des interactions climat-environnement-société. Elle est une contribution à l'étude de la variabilité spatio-temporelle de la végétation, en fonction des différents types d'occupation du sol et sous contrainte des variations saisonnières et interannuelles de la pluviométrie sur la partie supérieure du bassin versant du fleuve Ouémé, au Bénin. Cette espace possède un important réseau de surveillance hydroclimatique au sol, l'observatoire AMMA-Catch, qui fournit de nombreuses données in situ. L'analyse s'appuie aussi sur différentes données issues de la télédétection satellitaire optique (LANDSAT, SPOT-VGT, MODIS, MSG-SEVIRI ou ECOCLIMAP) pour l'étude de l'occupation du sol, de la variabilité photosynthétique de la végétation ou des estimations pluviométriques (RFE – Rainfall Estimate). L'étude porte principalement sur trois questions : 1) les modifications des états de surface récemment observées dans cette zone expérimentale de l'Ouémé supérieur ; 2) la valorisation des différentes données issues de la télédétection satellitaire pour diagnostiquer la variabilité bioclimatique régionale de la végétation ; 3) la compréhension des interactions à l'interface climat/végétation, pour interpréter certaines variations bioclimatiques intra- et interannuelles en fonction des principaux états de surface. Les principaux résultats suggèrent qu'il est possible de discriminer des relations fonctionnelles selon les principaux états de surface forestiers ou très anthropisés. Les analyses diachroniques par classification d'images Landsat (ETM+) montrent que les espaces cultivés enregistrent régionalement une augmentation de 25 % sur la période 2003-2012. Les superficies de jachère diminuent, alors que les savanes arbustives augmentent. Tous les espaces forestiers perdent en superficie sur la décennie observée, en particulier les forêts denses (a priori protégées dans cette région) avec une baisse supérieure à 16 %. La variabilité spatio-temporelle d'un indice de végétation (NDVI) est significativement dépendante des trois principaux modes d'occupation du sol, même si l'artefact dû à la nébulosité complique les analyses et interprétations. Les contrastes entre le domaine de forêt naturelle encore préservée (la forêt classée) et les espaces en mutation agricole (cultures et jachères) sont particulièrement visibles. Sur la décennie 2002-2012, il n'y a pas de tendance des pluies, mais plutôt une succession de phases sèches et humides, qui induisent finalement une stabilité interannuelle du NDVI. Le déphasage moyen entre pluies et activité végétale est en moyenne de quatre décades, mais il semble que la fin de la saison végétative recule ait reculé d'au moins 10 jours sur la période étudiée, traduisant une modification des précipitations de fin d'année. / This thesis is part of the international AMMA program (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine - Multidisciplinary Analysis of African Monsoon) whose objective is to better understand the regional dynamics of climate-environment-society interactions. It is a contribution to the study of the spatio-temporal variability of vegetation, according to different land use types and under the constraints of seasonal and interannual variations in rainfall in the upper basin of Ouémé river, Benin. This area has an extensive network of hydro-climatic ground monitoring, observatory AMMA-Catch, which provides many in-situ data. The analysis also relies on data from different optical remote sensing satellites (LANDSAT, SPOT-VGT, MODIS, MSG-SEVIRI or ECOCLIMAP) for the study of land occupation, variability of photosynthetic vegetation or rainfall estimate (RFE). The study focuses mainly on three questions: 1) the changes in surface conditions recently observed in the experimental area of upper Ouémé; 2) the analysis of various data from satellite remote sensing to diagnose regional bioclimatic variability of vegetation; 3) the understanding of climate/vegetation interface interactions, in order to interpret certain intra-and interannual bioclimatic variations depending on the main surface conditions. The main results suggest that it is possible to discriminate the functional relationships from the main conditions of forest or anthropized surface. The diachronic analysis through the classification of Landsat (ETM +) images show that the cultivated areas recorded regionally an increase of 25% over the period of 2003-2012. The areas of set-aside decrease, while shrublands increase. All forests lost in area over the decade observed, particularly dense forest (presumably protected in this region) with a drop of over 16%. The spatio-temporal variability of a vegetation index (NDVI) significantly depends on three main types of land use, even though the noise due to the cloud cover complicates the analysis and interpretation. The contrasts between the preserved natural forest area (the forest reserve) and the agricultural areas (crops and fallow) are particularly visible. Over the decade 2002-2012, there is no trend of rainfall, but rather a succession of wet and dry phases, which ultimately induce an interannual stability of NDVI. The average phase difference between rainfall and vegetation activity is four decades, but it seems that the end of the vegetation growing season has retreated back to at least 10 days during the study period, reflecting a change in rainfall at the end of the year.