Afin d’appréhender la réponse des forêts au changement climatique, la phénologie de six espèces d’arbres a été étudiée de 2005 à 2007 à la fois le long d’un gradient altitudinal (fournissant un gradient thermique d’environ 7°C), et en tests de provenances disposés à différentes altitudes. L’objectif était (i) de quantifier les variations phénotypiques des dates de débourrement et de sénescence in situ, (ii) de déterminer les variables climatiques à l’origine de ces patrons, notamment à l’aide de modèles phénologiques, et (iii) d’évaluer la variabilité génétique et la plasticité phénotypique de ces deux événements phénologiques. Nos résultats montrent que la température printanière affecte différentiellement les dates de débourrement des six espèces (de -1.9 jours /°C à -6.5 jours /°C respectivement pour le hêtre et le chêne) mais pas entre les populations d’une espèce. Concernant les dates de sénescence, nous avons mis en évidence que la température induit un fort décalage de cet événement chez le chêne et le hêtre (> 5 jours /°C), alors qu’aucun cline n’est détecté chez l’érable et le frêne. L’allongement de la saison de végétation en réponse à une augmentation de la température est ainsi principalement la conséquence d’une avance des dates de débourrement pour toutes les espèces, à l’exception du hêtre qui présente une plus forte sensibilité pour la sénescence. Les modèles phénologiques utilisés soulignent l’importance des températures printanières affectant les bourgeons en phase de quiescence, tandis que les températures froides hivernales susceptibles de lever la dormance des bourgeons ne semblent pas significativement influencer l’occurrence du débourrement. Concernant la sénescence, les modèles ont mis en évidence le rôle prépondérant de la température pour le chêne sessile et le hêtre, tandis que la photopériode et d’autres facteurs pourraient être impliqués chez le frêne et l’érable. Ainsi, les modèles prédisent que la durée de saison de croissance du chêne va augmenter plus rapidement que celle du hêtre dans les prochaines décennies, et que l’équilibre compétitif entre ces deux espèces en terme phénologique est susceptible d’évoluer vers des altitudes plus élevées. Enfin, nous avons mis en évidence que les différentes populations échantillonnées présentaient de fortes adaptations pour la phénologie et la croissance malgré leur proximité géographique. De plus, les normes de réaction obtenues démontrent, d’une part, l’existence d’une forte plasticité phénologique des espèces, et d’autre part que cette plasticité semble être une caractéristique intrinsèque de l’espèce. Ces résultats révèlent que les arbres ont des capacités adaptatives importantes concernant les traits phénologiques qui pourraient leur permettre, dans une certaine mesure, de faire face au réchauffement du climat. / To assess the response of forests to climate change, the phenology of six tree species was monitored from 2005 to 2007 both along an altitudinal gradient (providing a thermal gradient of about 7 ° C), and in provenance trials at various altitudes. The aim was (i) to characterize phenological patterns of leaf unfolding and leaf senescence timings in situ, (ii) to determine climatic variables responsible for these patterns, in particular using phenological models, and (iii) to assess the genetic variability and phenotypic plasticity of these phenological events. Our results showed that spring temperature differentially affected the leaf unfolding dates of the six species, with significant disparity in responses among species (from -1.9 days / ° C to -6.5 days / ° C for beech and oak, respectively) but not between the populations of a given species. Regarding the dates of senescence, we highlighted that temperature induced a strong shift of this event for oak and beech (> 5 days / ° C), while no cline was detected for sycamore and ash. The lengthening the growing season in response to an increase in temperature is thus mainly the result of an advance in flushing dates for all species except beech, whose growing season length changes were greatly resulting from shifts in senescence. Phenological models stressed the importance of forcing temperatures (effective during bud quiescence period), while the chilling temperatures (effective during dormancy) did not appear to significantly influence the occurrence of leaf unfolding. Concerning senescence variations , the models highlighted the role of temperature for sessile oak and beech, while the photoperiod and other factors could be involved in the ash and maple. Thus, for oak, the models predicted that the length of growing season will extend faster than the one for beech in the coming decades, and that the phenological competitive balance between these two species will likely to evolve towards higher altitudes. Finally, we showed that the sampled populations showed strong adaptations in phenology and growth in spite of their geographical proximity. Moreover, the reaction norms indicated, first, the existence of a strong phenological plasticity of species, and second, that this plasticity seemed to be an intrinsic characteristic of the species. These results underline that trees have consequent inherent adaptive capacities in phenological traits which may enable them to cope with global warming. However, the differences in phenological sensitivities among species suggest that global warming will significantly affect the competitive balance of species.

Bien que les systèmes turbiditiques soient très étudiés à travers le monde, les éventails sous-marins volcanoclastiques sont relativement peu connus en comparaison avec les systèmes silicoclastiques. Les nombreuses études réalisées au large des îles d’Hawaii et des Canaries n’ont pas permis d’observer de systèmes turbiditiques bien développé. Des dépôts turbiditiques et des structures sédimentaires comme des canyons et des chenaux sont néanmoins visibles au large de ces îles, suggérant que des processus autres que les grands glissements (glissement de flancs ou avalanche de débris) jouent un rôle important dans les mécanismes d’érosion et de transport des sédiments dans le domaine marin. Les nouvelles données acquises au large de l’île de La Réunion au cours des campagnes FOREVER (2006), ERODER1 (2007) et ERODER 2 (2008) ont permis de mettre en évidence l’existence de cinq systèmes turbiditiques s’étendant à plus de 200 km de l’île. Les travaux présentés dans cette thèse proposent une reconstruction du fonctionnement sédimentaire récent (150 ka) du système turbiditique de Cilaos situé au sud-ouest de l’île. Un large jeu de données, comprenant bathymétrie, imagerie sonar et profils de sondeur de sédiment, a été utilisé afin de conduire une étude détaillée de la morphologie moderne du système turbiditique de Cilaos. L’architecture sédimentaire a été caractérisée grâce àl’étude de plusieurs carottes sédimentaires. Des mesures de granulométrie, ainsi que de fluorescence X ont été effectuées le long de chaque carotte, et une analyse des isotopes de l’oxygène et des dates radiocarbone ont été utilisées pour contraindre le cadre stratigraphique. La cartographie détaillée de la zone a permis d’identifier les éléments architecturaux du système. Celui-ci comprend une zone de canyons alimentant une vallée majeure. Au pied de la pente et sur la plaine abyssale, l’éventail se développe plus largement avec notamment la présence d’un champ de sediment waves, des accumulations sédimentaires de formes lobées et des petits chenaux. La morphologie de ce système et de ses corps sédimentaires est fortement influencée par la topographie de la plaque préexistante avec la présence de rides volcaniques qui compartimentent le système sédimentaire profond et par la nature des dépôts dominés par des sédiments sableux d’origine volcanique. Les structures morphologiques identifiées aux têtes des canyons suggèrent que l’alimentation actuelle du système turbiditique de Cilaos est dominée par des processus hydrodynamiques et sédimentaires liés aux crues de la rivière Saint-Étienne. Les courants hyperpycnaux ne sont pas l’unique processus d’alimentation. La dynamique des vagues et les instabilités de pente jouent également un rôle dans le déclenchement des courants de turbidité et participent à l’incision des canyons. L’analyse détaillée des faciès et séquences sédimentaires a permis de mettre en évidence un fonctionnement sédimentaire en liaison avec l’activité volcanique. Les principales périodes d’activité turbiditiques sont associées aux périodes d’interruption de l’activité volcanique qui permettent une augmentation de l’alimentation du bassin versant de la rivière Saint-Étienne. Les variations climatoeustatiques affectent également le système mais celles-ci sont de moindre importance. L’origine volcanique des sédiments et la morphologie complexe de la plaque océanique rendent le système de Cilaos unique, tant par son mode d’alimentation comparable à celui des systèmes turbiditiques silicoclastiques, que par la nature érosive et riche en sable de ses écoulements caractéristiques des turbidites volcanoclastiques. / Even if deep-water turbidite systems have been widely studied throughout the world ocean,volcaniclastic deep-sea fans are little known compared to silicoclastic systems. Numerous studies dedicated to the Canary or the Hawaii Islands have never revealed the presence of well-developed turbidite system (with canyons, lobes and levees). Nevertheless, turbidite deposits and sedimentary structures like canyons or channels are visible off these volcanic islands suggesting that other processes than large mass wasting processes (flank landslides, debris avalanches) also played an important role in the erosion and transport of sediments in the deep marine environment adjacent to volcanic islands. The new dataset collected off La Réunion Island, during the 2006 cruises FOREVER and ERODER1 and the 2008 ERODER 2, reveals for the first time the presence of five large turbidite systems extending to more than 200 km from the island. The results presented in this PhD thesis propose a reconstruction of the recent sedimentary evolution (last 150 ka) of the Cilaos turbidite system located southwest of the island. Multibeam bathymetry, backscatter imagery, and echosounder profiles have been used to characterise the morphology of the Cilaos turbidite system. The sedimentological variability has been characterised thanks to the study of several gravity cores. Grain-size measurements, and XRF logging have been performed along each core interval and analyses of planktonic oxygen isotopes and radiocarbon dating have been used to constrain the stratigraphic framework. A detail mapping of the system allows the identification of the architectural elements of the deep-sea fan. It is composed of a canyon area feeding a wide valley. At the foot of the slope and on the abyssal plain, a wide fan is developed with a sediment waves field, lobate bodies and an extended channelized system in the lower-fan. Its morphology appears to have been strongly influenced by the morphology of the submarine slopes of the volcanic edifice, the surrounding seafloor and the high content of volcanic sands in the turbidity currents. The morphological features identified at the canyon head suggest that the present-day feeding of the Cilaos turbidite system is dominated by the hydrodynamic and sedimentary processes linked to the Saint-Etienne River floods. The hyperpycnal flows are not the only processes feeding the Cilaos canyon. Wave dynamic and slope instabilities also play a role for the triggering of turbidity currents and participate to the incision of the canyons. The detailed analysis of sedimentary facies and bodies permits to highlight that volcanic activity is the main factor controlling the fan sedimentary supplies. The two main phases of the Cilaos turbidite activity are linked to periods with low volcanic activity which led to an increase of the feeding of the Saint-Etienne drainage basin. Climatic and eustatic variations have also influenced the fan but they are interpreted to be of lesser importance. The volcanic origin of sediments and the complex morphology of the oceanic plate make unique the Cilaos fan which feeding mode is rather similar to those observed in silicoclastic turbidite systems, but its erosive and sand rich turbidite currents are characteristics of volcaniclastic turbidites.

Les hydrologues sont questionnés au sujet de l’évolution à moyen et long terme de la ressource en eau. Pour répondre à ces questions, ils ont recours à des modèles hydrologiques. Une quantification des incertitudes associées à leurs projections leur est souvent demandée et pose la question de la robustesse de ces modèles conceptuels, notamment dans le contexte d’un climat en évolution. En effet, l’utilisation d’un modèle dans des conditions différentes de celles où il a été calé repose sur une hypothèse de transférabilité des paramètres, c’est-à-dire la possibilité d’utiliser les paramètres d’un modèle dans des conditions différentes de celles de saconstruction. Nous traitons cette problématique en tentant d’apporter des éléments de réponse aux questions suivantes :• Quel est le niveau de robustesse des modèles hydrologiques conceptuels face à des conditions climatiques variables ?• Quelles sont les causes des situations de manque de robustesse et y a-t-il des façons de s’en prémunir ?Nous y répondons à travers l’étude des performances de modèles conceptuels lors de nombreux tests de transfert temporel de leurs paramètres. Les résultats montrent des corrélations entre les problèmes de robustesse et les écarts de conditions climatiques entre les périodes de calage et de validation des modèles. Des situations de biais systématiques corrélés à des changements de température de l’air ressortent en particulier de ces analyses. Une hétérogénéité existe cependant sur notre échantillon, les variables climatiques ou le type d’erreurs associées aux problèmes détectés pouvant varier d’un bassin à un autre.L’étude des biais de simulation sur les bassins où les modèles ne sont pas robustes montre des alternances de phases de sous-estimation et surestimation des débits, le biais sur le module décennal pouvant atteindre 20%. Nos travaux révèlent que des comportements très similaires sont obtenus pour diverses périodes et méthodes de calage. Pour les modèles conceptuels utilisés dans ces travaux, les problèmes de robustesse détectés ne résultent pas simplement de quelques "mauvais" calages conduisant à la sélection de paramètres inadaptés pour reproduire le comportement du bassin considéré. Ils semblent plutôt découler de difficultés générales de ces outils de modélisation à reproduire convenablement les bilans moyens de façon simultanée sur différentes périodes.Ces travaux ouvrent des pistes de réflexion sur la capacité insuffisante de certains modèles hydrologiques conceptuels à reproduire des dynamiques basse fréquence et sur le rôle des erreurs d’estimation des forçages, notamment les variations temporelles de l’évapotranspiration, dans les situations de modélisation incorrecte. / Hydrologists are asked to estimate the medium- and long-term evolutions of water resources. To answer these questions, they commonly use conceptual models. In addition, they are often required to provide an estimate of the uncertainties associated with model projections. This raises the question of the robustness of conceptual models, especially in the context of climate evolution. Indeed, using a model in conditions different from those of calibration is based on the hypothesis of parameter transferability, i.e. the possibility to use model parameters in conditions different from those used for the model set-up. We focus on this issue with the aim of answering the following questions:• What is the robustness level of conceptual hydrological models in the context of changing climatic conditions?• What are the causes for the lack of robustness, and are there ways to prevent it?We answer these questions by studying the performance of conceptual models through multiple tests of temporal transfer of their parameters. Results show the existence of correlations between the robustness problems and the difference in climate conditions between model calibration and validation periods. The analysis especially points out the situations of systematic bias correlated to differences in air temperature. However, results are heterogeneous in our catchment set, and climate variables or error type associated with the identified problems vary between catchments.The analysis of simulation biases on catchments where the models are not robust shows alternating phases of flow under- or overestimation, with a possible bias in the mean flow up to 20% over a ten-year period.Our work reveals that very similar results can be obtained for various periods or calibration methods. The robustness issues faced by conceptual models used in this study do not solely stem from inadequate calibrations leading to the selection of parameters unable reproduce the catchment behavior. They seem to be the consequence of overall difficulties for models to satisfactorily simulate water balances simultaneously on various periods.This work opens reflections on the limited capacity of some hydrological models to reproduce low-frequency dynamics and raises questions on the role of inputs estimates errors in model failures, especially the temporal variations of evapotranspiration.

Ce travail explore le rôle des enjeux environnementaux dans les transformations de l'action publique urbaine.Basé sur quatre études de cas (Nantes et Saint-Étienne en France, Leicester et Manchester au Royaume Uni),il analyse l'émergence des questions environnementales sur les agendas urbains et leur influence sur latransformation des politiques urbaines et des modalités de gouvernement des villes. En croisant lesperspectives théoriques de la sociologie de l'action publique et des travaux portant sur le gouvernement desvilles et l'économie politique urbaine, cette thèse montre que trois emblèmes se sont succédé dans la gestionurbaine de l'environnement : l'emblème "écologie urbaine" avec son cadrage militant dans les années 1970et 1980, l'emblème "développement durable" avec son cadrage entrepreneurial dans les années 1990 et2000 et, enfin, l'emblème « changement climatique » avec son cadrage néo-managérial depuis 2005. Cettepériodisation de la gestion de l'environnement en ville et de ses transformations souligne l'importancecroissante des villes en tant qu'échelles de régulation et de construction de la problématiqueenvironnementale. Toutefois, cette montée en puissance des villes ne s'accompagne pas du renforcementdes espaces publics locaux dans le domaine de l'environnement. Si on assiste bien à une recomposition desrapports politique/société, elle prend plus la forme d'une distanciation des liens entre élites politiques etsociétés urbaines. En participant au recentrement des activités des élus urbains sur la production despolitiques urbaines et au filtrage des acteurs considérés comme n'étant pas« responsables», les politiquesurbaines d'environnement accompagnent la mise en place de formes oligarchiques et post-démocratiques degouvernement des villes. / This dissertation provides an analysis of the influence of environ mental issues on the transformation of urbanpolicy-making. Based on four case studies (Nantes and Saint-Etienne in France, Leicester and Manchesterin the United Kingdom), it examines the rise of environ mental issues on urban agendas and its influence inthe transformation of urban policies and urban governance. Built around three main theoretical perspectives- public policy analysis, urban political science and urban political economy -, this work shows that urbanenviron mental management has been shaped by three different emblems : the emblem of« urban ecology »with its grass roots frame in the 1970s and 1980s, the emblem of « sustainable development » with itsentrepreneurial frame in the 1990s and 2000s, and, finally, the emblem of « climate change » with its newmanagerial and control frame since 2005. This periodisation of urban environmental management stressesthe rise of cities as prominent scales of environ mental regulation and construction. However, this rise has notbeen synonymous of a strengthening of local public spaces around environ mental issues. It is argued thatthe reshaping of state/society relationships has led ta a gap between urban political elites and urbansocieties. By helping ta reshape political elites' activities towards the production of urban policies and tamarginalise actors who are not considered as «responsible», urban environmental policies have supportedthe roll out of oligarchie and post-democratie patterns of urban governance.

Les fluctuations climatiques Quaternaires (<2.5 Ma) offrent un contexte approprié à l’étude de l’impact du changement climatique actuel sur la biodiversité. La dernière glaciation, dont le maximum glaciaire s'est terminé il y a environ 19 000 ans, a ainsi largement participé à la distribution des espèces actuelles. Les derniers milliers d'années constituent donc une période propice à l'étude de la mise en place et du maintien de la biodiversité.L'objectif de ma thèse a été de mieux comprendre comment une espèce de rongeur forestier apparue il y a environ 2 Ma, le campagnol roussâtre (Myodes glareolus), a répondu à ces cycles du Quaternaire. Mon étude s’est basée sur une approche morphométrique de plusieurs caractères impliqués dans la mastication (mandibule et molaires), visant à quantifier la différenciation de forme associée à l’influence de différents facteurs.Des résultats contrastés ont été obtenus selon le caractère considéré, la mandibule montrant une importante variabilité liée aux variations de la structure d’âge des populations. Au contraire, les molaires ont pu être utilisées comme marqueur de la structuration biogéographique du campagnol roussâtre.L'étude dans l'actuel des variations de taille et de forme des molaires et mandibules du campagnol roussâtre Myodes glareolus a nécessité l'intégration de thématiques variées touchant au patrimoine génétique des organismes, à leur développement, aux traits d'histoire de vie, à l'environnement, etc. Ceci a permis de mieux appréhender la complexité des processus conduisant à la grande diversité des patrons de forme observés chez le campagnol roussâtre. / The climatic fluctuations of the Quaternary (<2.5 Ma) provide an appropriate background to the study of the influence of the actual climatic change on the biodiversity. For example, the last glaciation, including the Last Glacial Maximum (~19000 yrs), shaped the geographic distribution observed on actual species.The aim of my thesis was to better understand how a forest-related species of rodent, the bank vole (Myodes glareolus), was affected by the Quaternary cycles. In this way, I used a morphometric approach of diverse characters involved in the mastication process (mandible and molars) to quantify the shape differentiation related to the influence of several factors.Contrasted results were observed, the mandible being widely influenced by the age structure of the studied populations. In contrary, molars can be used as relevant markers of the biogeographic structuration of the bank vole.The study on the size and shape variations of actual specimens needed the integration of various fields of research, dealing with the genetic heritage of the organisms, their development, the environment etc.It allowed a better comprehension of the complexity of the processes leading to a wide diversity of shape patterns within the bank vole.

L'évolution des systèmes de production dans un contexte de genre climatique et effet de genre dans la région de Matam a pour ambition de présenter les mutations d'un contexte de développement traditionnel basé sur la rotation des cultures et une alternance saisonnière et spatiale, à un contexte d'agriculture irriguée à travers les eaux du fleuve Sénégal. Ce contexte s'inscrit dans une politique de l'Etat Sénégalais soucieux de relancer la sécurité alimentaire des ménages de la vallée du fleuve secouée par une violente crise climatique qui a sévi sur presque deux décennies. Ces populations qui dépendaient fortement de la culture de décrue intégrée dans un système de production traditionnel qui mettait en valeur l’élevage, la pêche, l'agriculture pluviale, la migration saisonnière, ont vu leurs espoirs de survie anéantis. La mise en service des barrages de Diaman et de Manantali, inscrite dans le programme de l'0MVS (mise en valeur du fleuve Sénégal) entre pays riverains (Sénégal, Mauritanie, Guinée et Mali) a réduit considérablement l'apparition de crues. Ce programme qui avait de vastes ambitions a confisqué la vie des populations riveraines du fleuve avec le recul des crues du fleuve Sénégal. Ces populations, dont la migration saisonnière était partie intégrante de leur système de production, ont adopté une migration de longue durée pour assurer la sécurité alimentaire des ménages laissés au village. Le système d'agriculture irrigué mis en place à travers les aménagements hydro-agricoles, demande des ressources humaines plus importantes qu'en culture de décrue et un coût de production plus élevé. / The development of production systems in a global context and such kind of effect in the Matam region aims to introduce mutations in a traditional development environment based on crop rotation and seasonal and spatial alternation in context of irrigated agriculture through the waters of the Senegal River. This context is part of a state policy Senegalese anxious to boost household food security of the river valley rocked by a violent climate crisis which hit nearly two decades. These populations heavily dependent decline integrated culture in a traditional production system that highlighted the livestock, fisheries, rainfed agriculture, seasonal migration, saw their hopes dashed survival. Commissioning of dam Diaman and Manantali, registered in the 0MVS program (development of the Senegal River) between riparian countries (Senegal, Mauritania, Guinea and Mali) significantly reduced the occurrence of floods. This program, which had vast ambitions confiscated the life of riverine populations of the river hindsight flood the Senegal River. These people, whose seasonal migration was part of their production system, adopted a long-term migration to ensure food security of households left the village. The irrigated farming system implemented through irrigation schemes, requires greater human resources and flood recession cultivation and higher production costs.

Parce qu'elles concentrent plus de la moitié de la population et l'essentiel de l'activité économique mondiales, les villes sont des acteurs majeurs des problématiques environnementales globales. Les politiques de transport, d'urbanisme et de logement sont ainsi reconnus comme des moyens nécessaires et efficaces d'action pour réduire les émissions ainsi que pour réduire la vulnérabilité aux impacts du changement climatique. Jusqu'à présent, malheureusement, il n'y a pas de consensus sur ce qui doit être fait, et encore moins sur comment le faire. Trois difficultés, au moins, expliquent cela. Tout d'abord, les politiques climatiques interagissent avec les autres objectifs des politiques urbaines, comme la compétitivité économique ou les problèmes sociaux, entrainant des synergies et des conflits. Ensuite, les inerties sont un facteur-clef à prendre en compte : les modifications structurelles des villes s'opèrent très lentement. Si l'on veut que les villes soient adaptées au climat de la fin du XXIème siècle, il est indispensable de commencer à agir dès maintenant. Enfin, les effets des politiques urbaines dépendent de nombreux facteurs exogènes, et inconnus au moment où la décision doit être prise : les changements démographiques, socio-économiques culturels politiques et technologiques vont jouer un rôle majeur. Ces trois difficultés ne sont cependant pas insurmontables, et nous illustrerons comment une modélisation intégrée peut permettre de répondre à une partie de ces problèmes / Because they are home to more than half of the world population, and because most of the world economic activity takes place within them, cities are at the forefront of global environmental issues. Land use planning, urban transport and housing policies are now recognized as major tools for the reduction of both greenhouse gases emissions and vulnerability to climate change impacts. So far, however, how to use these tools efficiently remains unclear. At least three main difficulties explain this, and play a key role in urban climate policies analysis. First, urban climate policies are also not developed or implemented in a vacuum; they interact with other policy goals, such as economic competitiveness or social issues, giving rise to both synergies and conflicts. Second, inertia is a key factor when designing optimal climate policies : structural modifications in cities occur slowly over a long time horizon. Some immediate actions are required if cities are to be adapted to a different climate or to help reduce greenhouse gases emissions within a few decades. Third, the evolution of a city depends on several external factors, on which local policy-makers do not generally have much influence : demographic, socio-economic, cultural, political and technological changes will play a major role. This uncertainty has to be taken into account, and climate policies have to be robust against future possible global evolutions is important. These three difficulties are not, however, impossible to overcome, and we will illustrate how integrated city modelling can help address these issues

Sur les littoraux de l’Arc Latin, les pressions anthropiques croissantes et les changements climatiques soulèvent de nombreuses interrogations quant à leur devenir. Cette thèse développe des méthodes et connaissances prospectives afin de soutenir l’anticipation requise en termes de prévention et d’adaptation, dans une perspective de durabilité territoriale. Deux axes de recherche sont explorés : une prospective des dynamiques spatiales de littoralisation de l’Arc Latin et une évaluation de l’adaptabilité des territoires littoraux au changement climatique. Ils renvoient à une problématique méthodologique commune, qui est celle de l’évaluation des potentialités d’évolution des territoires littoraux. Interrogeant le rôle des configurations spatiales dans l’évolution des territoires, la posture générale est celle de la prospective spatiale, qui consiste à analyser le devenir des systèmes spatiaux à partir de leur fonctionnement passé et actuel et des propriétés du changement spatial. Des méthodes quantitatives de l’analyse spatiale (ESDA, modélisation par automate cellulaire et dynamique des systèmes) sont combinées avec des méthodes qualitatives (analyse de séquences, analyse de diagrammes causaux) pour intégrer les dynamiques spatio-temporelles et la complexité de l’évolution des territoires. Les résultats de l’analyse des trajectoires de peuplement de l’Arc Latin fournissent une vision d’ensemble et spatialement différenciée de la littoralisation et de ses évolutions potentielles. L’analyse de l’adaptabilité des territoires au changement climatique, réalisée d’une part par des simulations sur des espaces théoriques, et d’autre part par un diagnostic finalisé appliqué à la montée du niveau de la mer en Camargue, montrent l’intérêt de prendre en compte les configurations spatiales pour mettre en évidence des potentialités d’adaptation différenciées et contribuer au choix de mesures d’adaptation en adéquation avec les territoires. / The growing anthropic pressures and the upcoming climatic changes raise many questions about the future of the coasts of the Latin Arc. This thesis develops prospective methods and knowledge in order to support the required anticipation for prevention and adaptation, towards a sustainable territorial development. Two areas of research are explored: a prospective of littoralisation spatial dynamics in the Latin Arc and an assessment of the adaptability of coastal territories to climate change. These two points belong to the same methodological approach, which assesses the evolution potential of coastal territories. Because we question the role of spatial configurations in the evolution of territories, we thus position into the framework of spatial prospective. This field explores the future of spatial systems on the basis of their past and actual functioning and of spatial change properties. Quantitative methods of spatial analysis (ESDA, cellular automata modeling and system dynamics) are combined with qualitative methods (sequence analysis, causal systems analysis). They enable to integrate spatio-temporal dynamics and complexity of the evolution of territories. The results of the population trajectories analysis of the Latin Arc provide anoverall and spatially differentiated vision of littoralisation and of its possible evolutions. The assessment of territories adaptability has been set up by a simulation approach on theoretical spaces on the one hand, and by a diagnosis applied to the rise of sea level in Camargue on the other hand. They show the interest of taking into account spatial configurations to identify differentiated adaptation potentialities and adaptation measures consistent with territories.

Dans la plupart des études, on s'intéresse au changement climatique futur en analysant l'évolution du climat entre une référence actuelle fixée et une période future. Le réchauffement est de plus en plus fort au fil du 21ème siècle. Dans un contexte où les conditions climatiques sont toujours en train d'évoluer, les écosystèmes doivent continuellement s'adapter à des modifications diverses du climat. Dans le cadre de cette thèse, je propose d'analyser les projections climatiques sous un angle alternatif. Afin d’être caractéristique des représentations des populations urbaines et rurales, je définis et analyse des indicateurs liés à la vitesse des changements de température, de précipitations et de végétation. Un ensemble de simulations CMIP5 de 18 modèles de climat est sélectionné. La vitesse est représentée par des différences entre deux périodes successives de 20 ans. Cette notion de vitesse pourrait offrir de nouveaux outils pour interagir avec les communautés scientifiques travaillant sur les impacts et l'adaptation.Sans politiques d’atténuation du changement (scénario RCP8.5), le réchauffement global sera au moins deux fois plus rapide à la fin du siècle qu’actuellement, et même trois fois dans certaines régions. Près de la moitié des surfaces continentales, principalement les zones tropicales, seront touchées par des décalages significatifs de la distribution de la température entre deux périodes de 20 ans d’ici à 2060, i.e. au moins 4 fois plus qu’actuellement. Dans ces régions, des années extrêmement chaudes ayant un temps de retour de 50 ans deviendront habituelles en l’espace de 20 ans seulement. La fraction de la population mondiale étant exposée à ces changements pourrait atteindre environ 60% (i.e. 6 milliards de personnes et 7 fois plus qu’actuellement). Il suffit de relativement légères mesures d’atténuation (RCP6.0) pour que la vitesse du réchauffement ne dépasse pas les valeurs actuelles et que 3 fois moins de personnes soient exposées à des décalages significatifs de température.Les vitesses d’humidification et d’assèchement en termes de précipitations augmenteront de 30 à 40%. Leur répartition géographique deviendra plus stable spatialement et les tendances tendront à persister sur les mêmes régions, et ce malgré l’accélération du réchauffement global. Cette stabilisation résulte de la contribution grandissante des processus thermodynamiques par rapport à ceux contrôlés par la circulation générale. La combinaison de l’accélération des tendances et de leur persistance peut avoir un impact sur l’adaptation des sociétés et des écosystèmes, particulièrement sur le bassin méditerranéen, en Amérique centrale, en Inde et dans les régions arctiques. Une telle évolution est déjà visible actuellement, mais pourrait disparaître avec de fortes mesures d’atténuation (RCP2.6).Les changements de la végétation peuvent être des repères visuels du changement climatique. Dans les moyennes et hautes latitudes Nord, le cycle saisonnier des arbres et des herbacées suit la vitesse du réchauffement. Sans politiques d’atténuation, le début de la saison foliaire avance et sa durée augmente plus rapidement au fil du siècle. La couverture de la végétation se densifie quelque soit le scénario proportionnellement à l’augmentation de la température. Le cycle saisonnier des cultures des moyennes latitudes dépend directement de la température et celui des cultures tropicales de l’évolution des caractéristiques de la saison des pluies. Sous les autres latitudes, aucune évolution robuste du cycle saisonnier n’est projetée. La vitesse des changements de répartition de la végétation a déjà doublé entre 1880 et 1950 correspondant à un changement marqué de l'utilisation des sols. Elle est stable tout au long du siècle si la végétation interagit dynamiquement avec le climat dans les modèles, traduisant un ralentissement du changement de l'utilisation des sols et l'accélération des changements de végétation sous l'effet du changement climatique. / In most climate studies, climate change is approached by focusing on the evolution between a fixed current baseline and a future period, emphasizing stronger warming as we move further over the 21st century. Under climate conditions that are continuously evolving, human and natural systems might have to constantly adapt to a changing climate. This thesis proposes an alternative approach to climate projections. Here, I consider and analyze indicators of the pace of changes relative to temperature, precipitation and vegetation in order to be relevant for both urban and rural populations. An ensemble of CMIP5 simulations from 18 climate models is selected. The pace is represented by differences between two subsequent 20-year periods. Considering the pace of change would be beneficial for climate impacts and adaptation analyses.The models predict that the warming rate strongly increases without any mitigation policies (RCP8.5 scenario). It is twice as high by the end of the century compared to the current period, and even three times higher in some regions. Significant shifts in temperature distributions between two subsequent 20-year periods are projected to involve almost half of all land surfaces and most tropical areas by 2060 onwards (i.e. at least four times as many regions than currently). In these regions, an extremely warm year with a return period of about 50 years would become quite common only 20 years later. The fraction of the world population exposed to such shifts might reach about 60% (6 billion people, i.e. seven times more than currently). Low mitigation measures (RCP6.0) allow the warming rate to be kept at current values, and reduce the fraction of the world population exposed to significant shifts of temperature distributions by one third.Under RCP8.5, rainfall moistening and drying rates both increase by 30-40% above current levels. As we move further over the century, their patterns become geographically stationary and the trends become persistent. The stabilization of the geographical rate patterns that occurs despite the acceleration of global warming can be physically explained: it results from the increasing contribution of thermodynamic processes compared to dynamic processes in the control of precipitation change. The combination of intensification and increasing persistence of precipitation rate patterns may affect the way human societies and ecosystems adapt to climate change, especially in the Mediterranean basin, Central America, South Asia and the Arctic. Such an evolution in precipitation has already become noticeable over the last few decades, but it could be reversed if strong mitigation policies were quickly implemented (RCP2.6).Changes in vegetation could be visual landmarks of climate change. In mid- and high-latitudes of the Northern Hemisphere, the phenology of grass and trees follows the warming rate. Without any mitigation policies, the start of spring occurs earlier, and its duration is extended faster as we move over the century. The vegetation cover becomes denser, regardless of the selected pathway, in proportion to the temperature rise. The seasonal cycle of mid-latitude crops also depends on the temperature, and the seasonal cycle of tropical crops directly follows the features of the wet season. In all other latitudes, no robust evolution of the seasonal cycle is projected. The pace of change of vegetation cover since 1880 already doubled before 1950, mainly due to a strong change in land use. This pace is then projected to be stable over the entire 21st century if the vegetation dynamically interacts with the climate system in the models. This corresponds to a reduction of land-use change and to the acceleration of changes of vegetation cover under climate change.

Le concept de transition énergétique s'est imposé au cours de ces vingt dernières années, commenouvel objet de la recherche urbaine. Le présent travail de recherche interroge ce concept dans lecontexte des villes allemandes. En effet, l'Allemagne présente un intérêt pour deux raisons. Elles'engage dans une transition énergétique ambitieuse pour à la fois sortir du nucléaire en 2022 etdevenir climatiquement neutre à l'horizon 2050. Pour cela, elle doit compter sur les villes qui sontses principales alliées et des instruments de territorialisation de la transition énergétique. Or, depuisles années 1990, les villes connaissent des changements structurels majeurs qui les plongent, surtoutdans les nouveaux Länder, dans une dynamique de rétrécissement urbain. Les tendancesantagonistes de croissance et rétrécissement, fortement marquées en Allemagne, posent la questiondes capacités des villes à répondre aux enjeux globaux et aux injonctions de l'État, et à inclure cesdéfis globaux à leur propre stratégie de développement. À cet effet, les villes tendent à adopter desméthodes et instruments de que l'on peut regrouper sous la dénomination de managementstratégique urbain de la transition énergétique, encouragé et relayé par des niveaux supérieurs.Ce travail propose d'interroger ce management transition énergétique dans deux contextes urbainscontrastés que sont Heidelberg, une ville croissante et Dessau-Roßlau, une ville rétrécissante, deuxvilles qui se sont engagées dès les années 1990 dans la protection du climat. / The concept of energy transition has become a very popular urban research subject in recent years.This work investigates this concept in the context of German cities. Germany proves to be highlyrelevant for two main reasons: the country’s engagement in an ambitious energy transition with itsnuclear phaseout (2022) and its ambition to become an (almost) climate neutral country by 2050.Germany has to count on its cities to drive the energy transition since these are the main sources ofenergy consumption and emissions.However, since the 1990's, German cities, especially those in the new regions, have experiencedthe phenomenon of shrinkage. The striking contradictions of growth and shrinkage test thecapacities of cities to respond to global challenges and states' injunctions. In order to take action,cities often adopt methods and instruments (climate plans, participation, projects, cooperation)following on from what we can call urban strategic management for energy transition. This researchanalyses this management form in two contrasted urban contexts, Heidelberg and Dessau-Roßlau,that have been engaged in climate protection schemes since the 1990's.