Le bassin versant de la Durance assure 10% de la production hydroélectrique française, et alimente en eau potable de nombreuses villes du pourtour méditerranéen. Sa partie alpine contribue à près de la moitié des débits à sa confluence avec le Rhône. Connaître les impacts du changement climatique sur l’hydrologie de la Durance présente donc un enjeu de taille pour l’avenir de la population provençale. A cette fin, les modèles hydrologiques sont devenus des outils indispensables. Cependant, le manteau neigeux, de par sa forte variabilité spatiale, est particulièrement difficile à modéliser. Une attention particulière a été portée à la compréhension des processus nivaux, dominants dans la partie amont du bassin, et à leur représentation dans le modèle de surface continentale CLSM. L'analyse de mesures d’extension et de hauteur du manteau neigeux nous a amenés à modifier le schéma de neige de CLSM, en introduisant une hystérésis dans la relation entre ces deux variables. Nous avons ensuite évalué le potentiel devenir sous changement climatique de l’hydrosystème. Les résultats des simulations de CLSM, réalisées à l’aide de 330 scénarios climatiques, ont été confrontés à ceux de cinq autres modèles hydrologiques. Tous s'accordent sur une baisse significative des débits annuels, avec des modifications du régime hydrologique différentes selon les zones. L’incertitude reste importante sur la magnitude des changements de débits, principalement due aux scénarios climatiques. La part d’incertitude associée aux modèles hydrologiques varie selon les saisons, mettant en évidence une plus grande difficulté à représenter les processus nivaux et ceux liés à l’évapotranspiration. / The Durance watershed, located in the French Alps, generates 10% of French hydropower and provides drinking water to about 3 million people. The upstream part of this catchment, where snowfall accounts for more than 50% of the precipitation, is responsible for almost half of the total runoff whereas it accounts for only 25% of the area. To assess the impacts of climate change on the water resources, hydrological models are now commonly used. The snow cover is, however, difficult to simulate because it is highly variable in both space and time. Therefore, special attention has been given to understanding the snow processes in this alpine environment, and to their representation in a land surface model, the CLSM. The analysis of snow-cover extent and height observations has lead us to modify the snow scheme of the CLSM, by introducing a hysteresis in the snow depletion curve. Then, we quantified the possible evolution of the Durance hydrosystem using 330 climate change scenarios. The results of the CLSM are compared with those of five other hydrological models. All models are in agreement in predicting a significant reduction of discharge with some different modifications of the hydrological regime depending on the different zones of the catchment. Uncertainties remain important concerning the magnitude of discharge changes, mainly due to the climatic scenarios. The uncertainty related to hydrological modelling is indeed low but varies depending on the season. This highlights some of the difficulties in using hydrological models to correctly represent snow processes and evapotranspiration processes especially under water stress.

Au cours des dernières années, des recherches réalisées à grande échelle ont permis de démontrer une augmentation de la fréquence, de l’intensité et/ou la durée des vagues de chaleur (VC) dans plusieurs régions du globe depuis le milieu du 20e siècle. Or, au Canada, les tendances historiques du phénomène ont été peu explorées. Dans ce contexte, la recherche qui suit a permis de mettre en lumière les tendances des VC de trois régions métropolitaines de recensement (RMR) du sud-est du Canada, soit Montréal, Ottawa et Toronto, afin de déterminer si le phénomène s’est amplifié au pays comme dans certaines autres régions du monde, et ce depuis le début du 20e siècle. Dans le cadre de cette recherche, des analyses statistiques ont été réalisées grâce aux données météorologiques historiques canadiennes récoltées sur la plateforme d’Environnement Canada. Plusieurs caractéristiques des VC, telles que la fréquence annuelle, la durée maximale et totale, l’intensité maximale, ainsi que la date du premier événement annuel, ont été explorées selon une gamme de seuils. De plus, les températures ressenties en période de VC de même que les tendances du phénomène dans les régions rurales situées aux abords des RMR préalablement identifiées ont été étudiées. Les conclusions de l’étude indiquent qu’il ne semble pas exister de tendance significative à la hausse ou à la baisse pour aucune des caractéristiques des VC dans les trois RMR canadiennes étudiées, pendant la période d’étude couverte. Ceci signifie donc que les événements de VC ne se sont pas amplifiés dans la région d’étude entre le début des années 1900 et le présent.

Ce travail de recherche s'intéresse à l'activité des associations environnementales auprès de l'Union européenne autour de l'atténuation du changement climatique. Par rapport à une littérature essentiellement issue de la science politique et de la sociologie qui traite du " lobbying ", la présente thèse se démarque par une approche explicitement communicationnelle, dans un prolongement habermassien, à travers l'entrée conceptuelle d' " activité communicationnelle stratégique ". Plus exactement, elle pose la question suivante : est-ce que cette activité communicationnelle stratégique des associations environnementales auprès de l'Union européenne n'a pas tendance à affaiblir la protection environnementale qu'elles défendent ? Le cas d'étude concerne la révision du Règlement N°842/2006 sur l'utilisation des gaz fluorés à effet de serre. Ces gaz d'origine synthétique, largement utilisés dans le secteur de la réfrigération et de la climatisation, ont un impact grandissant sur le changement climatique. Dans ce dossier européen des gaz fluorés, un petit groupe d'associations environnementales s'est retrouvé de 2010 à 2014 face à une industrie divisée entre une frange prépondérante définie comme " conservatrice ", qui souhaite maintenir les conditions de production des gaz fluorés, et une autre, qualifiée d' " alternative ", proposant des technologies alternatives à ces " gaz F ". Dans le cadre de leur activité communicationnelle stratégique, les associations environnementales ont établi des relations étroites avec les entreprises de l'industrie alternative, qui sont qualifiées de " coordination " ; le but étant de contrer l'industrie conservatrice et de mieux peser sur les différentes institutions européennes. Les résultats de recherche de ce travail doctoral sont les suivants : le rapport des associations au pouvoir de l'Union européenne est ambivalent car les consultations pilotées par la Commission européenne jouent, dans un premier temps, le rôle de déclencheur de la dynamique civique anti-gaz fluorés puis renforcent son activité civique et la protection environnementale qu'elle défend ; dans un second temps, cette institution jouera un rôle modérateur dans l'ambition environnementale des associations : ces dernières s'adapteront à son positionnement. Plus généralement, les associations environnementales se retrouvent " piégées " par les coordinations qu'elles mettent en place avec l'industrie alternative puisqu'elles défendent un argumentaire commun faisant la promotion des technologies alternatives aux gaz F : le recours à la technique et à la croissance économique, associées à ces technologies alternatives et aux secteurs qui les utilisent, constitue une impasse pour les associations environnementales et affaiblit la protection environnementale qu'elles défendent. / This research focuses on the activity of environmental associations working on climate mitigation policy in relation to the European Union institutions. In comparison to political science and sociological literature's focus on "lobbying", this thesis is an extension of Habermas' work in that it takes an explicitly communicative approach. In doing so, it posits the concept of "strategic communicative activity" and raises the following question : does this strategic communicative activity environmental associations direct toward the European Union's political institutions actually weaken the environmental protection policies they seek to defend? In order to answer this question, this research examines the revision of the Regulation (EC) N°842/2006 which pertains to reducing EU Member States' use of greenhouse fluorinated gases ("F-gases"). F-gases are synthetic gases that are widely used as refrigerants, and their use contributes greatly to global warming. _is research scrutinizes the work of a small group of environmental associations between 2010 and 2014 that has faced a bifurcated industry : a strong "conservative" industry, manufacturing fluorinated gases and their applications like air conditioners, seeks to maintain its global market share, while an "alternative" industry promotes the use of technological alternatives to thoses synthetic gases. Trough strategic communicative activity, these environmental associations lead a "coordination" with the alternative industry to counter-balance the conservative industry and better weigh on EU decision-making. Applying my communicative approach to this case-study, I argue that the relationship between these environmental associations and EU institutions is ambivalent. First, the European Commission's consultations trigger the role of civic dynamics and reinforce it, leading to the enhancement of environmental protection. Second, the European Commission plays the role of moderator in shaping how these associations define environmental protection : they end up adapting to its positioning. Concurrently, the coordination between environmental associations and the alternative industry has the effect of trapping civic dynamics with common arguments by promoting technological alternatives to F-gases. Indeed, by relying on the arguments of economic growth and the use of technique, associated with these technological alternatives and the sectors working with them, the civic dynamics weakens the environmental protection ambition that it hopes to defend.

L’océan Arctique, particulièrement sensible au changement climatique, a vu lors des dernières décennies une augmentation de sa température deux fois supérieure à la moyenne mondiale. Certains scientifiques prévoient la disparition complète de la banquise pour 2050. Du fait de la future disparition des algues de glace et de l’augmentation de la fonte du pergélisol, une réévaluation de leurs contributions respectives au stockage de CO2 est nécessaire. Dans cette étude, nous avons ainsi montré que les algues de glace possèdent une forte capacité de préservation dans les sédiments (et donc de stockage du CO2) due à l’incapacité de leurs bactéries à les reminéraliser. A l’inverse, les quantités grandissantes de pergélisol rejetées en mer sont fortement reminéralisables. L’effet conjoint de l’augmentation du rejet de CO2 lors de la dégradation du pergélisol et de la diminution de son stockage par les algues de glace devrait donc contribuer à une amplification du réchauffement climatique. / With a rise in Arctic temperatures almost twice as large as the global average in recent decades, it is at high latitude that the effects of global warming are the most evident. Thus, some scientists have already predicted the complete disappearance of sea ice for 2050. Due to the future disappearance of ice algae and the increase of permafrost thawing, a reassessment of their respective contributions to CO2 storage was required. We have shown that unlike permafrost, ice algae are highly preserved in sediments (allowing CO2 storage) due to the inability of their bacteria to remineralize them. The combined effect of increasing discharge of permafrost by Arctic rivers and decreasing storage of ice algae due to the disappearance of sea ice should thus contribute to increase the global warming.

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.

La niche climatique des espèces joue un rôle important dans la distribution spatiale de la biodiversité mais la manière dont les niches climatiques évoluent reste encore peu connue. Ce travail vise à révéler la manière dont les niches climatiques évoluent en général, et plus précisément à déterminer comment certaines plantes se sont adaptées aux environnements alpins. En étudiant de nombreux groupes de plantes, de poissons, de mammifères et d'oiseaux, nous avons montré que les niches climatiques évoluent le plus souvent par à-coups et non pas de manière graduelle. Les niches climatiques restent en effet stables pendant des périodes de plusieurs millions d'années puis évoluent de manière extrêmement rapide avant de se stabiliser à nouveau dans une autre gamme de climat. Des simulations ont permis de montrer que les phases de relative stabilité n'étaient pas forcément causées par une sélection stabilisante sur les niches climatiques mais pouvaient également résulter de la présence de barrières géographiques qui empêchent les espèces d'expérimenter de nouveaux climats. L'étude de l'histoire des plantes du genre Androsace a révélé que les changements rapides de niches correspondaient au contraire à l'apparition de nouveaux traits, comme la forme de vie en coussin. Ce travail montre que de nombreux facteurs influencent l'évolution des niches climatiques et souligne la nécessité de tous les étudier ensemble.

Les flux air-mer, la convection profonde et la cyclogénèse sont étudiés en Méditerranée<br />grâce au développement d'un modèle régional couplé (AORCM). Il reproduit correctement<br />ces processus et permet de quantifier et d'étudier leur variabilité climatique. Le couplage<br />régional a un impact significatif sur le nombre de cyclogénèses intenses en hiver et sur<br />les flux et précipitations associés. Il simule une variabilité interannuelle plus faible qu'en<br />mode forcé pour les flux et la convection et permet de comprendre les rétroactions<br />qui la pilotent. L'impact régional d'un scénario climatique est analysé avec les modèles<br />non-couplés : le nombre de cyclogénèses diminue, les pluies associées augmentent au<br />printemps et en automne et diminuent en été. En outre, la Méditerranée se réchauffe,<br />se sale et sa circulation thermohaline s'affaiblit fortement. Cette thèse conclut de plus à<br />la nécessité des AORCMs pour étudier l'impact du changement climatique en Méditerranée.

La France, comme la majeure partie de l'Europe risque d'être confrontée à des changements climatiques sévères au cours du 21ème siècle. Cette thèse se propose d'en étudier les impacts sur le cycle hydrologique, à l'échelle des bassins versant français.<br />Une méthode de désagrégation statistique, basée sur le concept de type de temps, est développée et mise en œuvre afin de régionaliser un ensemble de scénarios climatiques pour forcer un modèle hydro-météorologique. Des impacts sévères sont visibles dès le milieu du 21ème siècle, avec notamment une forte diminution des débits moyens en été et automne, et une large augmentation du nombre de jours d'étiage.<br />D'autres méthodes de désagrégation sont utilisées afin de tester la sensibilité des résultats <br />au choix de la méthode: celle-ci s'avère limitée. La principale source d'incertitude <br />réside en fait dans le choix du modèle climatique. Nous essayons pour finir de mieux comprendre les raisons physiques de cette dispersion des scénarios climatiques sur l'Europe.

Sujet médiatique récent, le phénomène des changements climatiques est devenu en ce début de XXIe siècle une préoccupation récurrente. Nous nous sommes alors interrogés non pas sur les mécanismes de ces dérèglements et les modélisations de leurs manifestations mais sur leurs représentations sociales auprès des acteurs touristiques territorialisés et travaillant dans un domaine soumis à l'aléa climatique : les sports d'hiver. Nous avons voulu connaître ainsi de quelle manière se traduisent sur un territoire donné et pour une activité ciblée les connaissances scientifiques actuelles en lien avec les changements climatiques. Au travers des méthodes d'enquête et d'analyse utilisées en psychologie sociale et en sociologie, que la géographie s'est appropriées, nous avons identifié les représentations sociales de la clientèle et des opérateurs touristiques des stations de sports d'hiver des Pyrénées-Orientales. Nous avons également identifié les comportements et les stratégies managériales induits par ces représentations.

La vitiviniculture est un secteur économique et culturel important en Bourgogne. L’actuel changement climatique soulève diverses questions notamment sur son impact sur les cultures. Dans cette thèse, l’idée est d’élaborer une méthodologie afin de répondre à la problématique : quels seront les impacts possibles des changements de températures sur la phénologie du Pinot noir en Bourgogne à l’horizon 2031-2048 ?L’évolution des températures en Bourgogne depuis 1961 est caractérisée par un saut positif de température à la fin des années 1980 suivi par une période où la température augmente d’environ 1,5°C.L’un des intérêts de cette thèse réside dans l’élaboration, en suivant une stratégie élaborée durant la thèse, d’une base de données spatialisée réalisée sur la période 1989-2009 afin d’estimer la capacité du modèle WRF à reproduire le climat bourguignon en désagrégeant des données climatiques de large échelle. Le modèle reproduit de façon satisfaisante le cycle saisonnier et la variabilité spatiale climatique globale aux biais près (froid sur les Tx et chauds sur les Tn).Pour régionaliser le changement climatique, WRF a été utilisé pour désagréger des données issues du scénario SRES/A2 sur les périodes 1970-1987 et 2031-2048. Après avoir été évalués et intercomparés trois modèles phénologiques utilisant les données de températures moyennes pour simuler les dates d’occurrence des stages phénologiques du Pinot noir, ont été appliqués sur ces désagrégations.L’impact de l’augmentation des températures à l’horizon 2031-2048 (SRES/A2), estimée à 1,35°C en moyenne, se caractérise par une précocité de la floraison d’au moins 7 jours et une précocité de la véraison d’au moins 15 jours. La durée interstade est également diminuée de l’ordre de 5 jours. / The viticulture is an important economic and cultural sector in Burgundy. The current climate change raises a number of issues including its impact on crops. In this thesis, the idea is to develop a methodology to address the problem: what are the potential impacts of changes in temperature on the phenology of Pinot noir in Burgundy for years 2031-2048?The evolution of temperatures in Burgundy since 1961 is characterized by a positive temperature shift at the end of the 1980s followed by a period where the temperature increases of about 1.5 ° C.One of the interests of this thesis is to develop, following a strategy developed during the thesis, a spatial database conducted over the period 1989-2009 to estimate the ability of the WRF model to reproduce the climate Burgundy by disaggregating large scale data. The model reproduces satisfactorily the seasonal and spatial variability in global climate despite bias (cold on the Tx and hot on the Tn).To regionalize the climate change, WRF was used to disaggregate data from the scenario SRES/A2 on the periods 1970-1987 and 2031-2048. After being evaluated and inter-compared three phenological models, using average temperatures data to simulate the dates of occurrence of phenological stages of Pinot Noir, have been applied to these decompositions.The impact of warming temperatures on the horizon 2031-2048 (SRES/A2), estimated at 1.35 ° C on average, is characterized by an earlier flowering and veraison of about 7 and 15 days respectively. The interstadial duration is also reduced of about 5 days.