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

Les écosystèmes marins sont soumis à des changements environnementaux rapides sous l’impact des pressions anthropiques croissantes qui menacent la persistance des espèces et des populations locales. Comprendre les effets de la variabilité génétique et des capacités de dispersion sur la persistance des espèces marines, est donc un enjeu majeur pour la conservation de la biodiversité. Mes travaux de doctorat répondent ainsi à deux objectifs principaux : (i) évaluer la distribution spatiale et les déterminants de la variation génétique de populations de poissons marins côtiers (ii) estimer les réponses des populations aux changements climatiques afin de mieux comprendre leur capacité de persistance.J’ai d’abord montré, à partir d’une synthèse bibliographique réalisée sur 31 espèces de poissons méditerranéens, que les traits écologiques liés à la mobilité et à la taille des populations influencent fortement le niveau de diversité génétique intra-populationnelle des espèces. Ensuite, j’ai étudié les déterminants de la variation génétique spatiale à partir des données récoltées sur 727 individus de rouget de roche (Mullus surmuletus) issus de 72 sites autour la Mer Méditerranée et regroupés en 47 groupes génotypés pour 1153 marqueurs SNP. Des analyses de génétique du paysage ont montré que la dispersion larvaire structure la variation génétique de l’espèce à moyenne et petite échelle spatiale (<1 000km), alors que l’isolement géographique, possiblement dû à l’histoire démographique des populations ou à l’adaptation, est le principal facteur structurant à plus large échelle. Finalement, l’étude de la variation génétique adaptative de M. surmuletus réalisée à l’aide d’un criblage génomique a mis en évidence une potentielle réponse adaptative de l’espèce au gradient Est-Ouest de salinité en Méditerranée.Dans un second temps, un modèle démo-génétique simulant la dynamique et la résilience des populations de coraux dans l’Indopacifique a montré qu’un mécanisme de « sauvetage évolutif » permet aux génotypes adaptés aux eaux les plus chaudes de diffuser entre les populations grâce à la connectivité larvaire. Ce mécanisme favorise la persistance des populations en permettant leur adaptation à des changements environnementaux qui conduiraient sans cela à des déclins, voir des extinctions locales.Finalement, l’ensemble de ces travaux ont mis en évidence la nécessité de considérer la connectivité et le potentiel évolutif des espèces dans les stratégies de conservation, afin de maximiser leur capacité de résilience et de persistance à long terme en dépit des crises environnementales de plus en plus prononcées. / World marine ecosystems are experiencing unprecedented anthropic pressures inducing rapid environmental changes that threaten the persistence of wild species and their local populations. Hence, understanding the effects of genetic variability and dispersal capacities on marine population persistence is a key issue for the conservation of biodiversity. My PhD work had two main objectives: (i) evaluate the spatial distribution and drivers of genetic variation across coastal marine fish populations, and (ii) estimate the response of populations to climate changes in order to better understand their ability to persist.First, by performing a synthesis of published literature on 31 Mediterranean fish species, I showed that ecological traits related to mobility and population size strongly influence the level of within-population genetic diversity across species. Then, I studied the drivers of spatial genetic variation using genetic data from 727 individuals of the stripped red-mullet (Mullus surmuletus) collected in 72 sites around the Mediterranean Sea, and grouped into 47 pools genotyped for 1153 single nucleotide polymorphism (SNP) markers. Seascape genetic analyses showed that larval dispersal predominantly structures M. surmuletus genetic variation at intermediate and local spatial scales (<1000 km), whereas geographic isolation, due to population demographic history or adaptation, is the main driver at larger spatial scale. Lastly, studying the adaptive genetic variation of M. surmuletus using genome scan revealed a potential adaptive response of this species to the East-West gradient in salinity across the Mediterranean Sea.Subsequently, using a demo-genetic model to simulate coral population dynamics and resilience across the Indo-pacific corals, I showed that the process of ‘evolutionary rescue’ can help genotypes adapted to warm ocean waters to move and migrate between populations thanks to larval connectivity. Evolutionary rescue can thus promote the persistence of populations by allowing them to adapt to environmental changes that would otherwise lead to population declines or even local extinctions.Finally, all of these results highlighted the need to better consider connectivity and the evolutionary potential of species in conservation strategies, in order to maximize their resilience capacity and long-term persistence in the face of more severe environmental crises.

Pauvreté et changements climatiques sont parmi les défis majeurs du 21ème siècle. L’idée selon laquelle la pauvreté représente une contrainte pour la capacité d’adaptation aux changements climatiques est répandue dans la littérature et validée par le GIEC. Cependant, la plupart des études se concentrent sur les ressources financières, ignorant la nature multidimensionnelle de la pauvreté. Cette thèse explore la relation entre pauvreté et capacité d’adaptation en utilisant une enquête par questionnaire menée dans la commune rurale de Djougou (Nord Bénin) auprès de 1102 ménages agricoles. Trois mesures de pauvreté (monétaire, multidimensionnelle et traditionnelle) sont comparées à deux proxys de la capacité d’adaptation potentielle des exploitants (innovations agricoles au cours des dix dernières années et stratégies perçues en cas de mauvaise récolte). On observe une divergence entre mesures de pauvreté dans l’identification des ménages pauvres. En particulier, les ménages multi-privés apparaissent comme les mieux dotés en actifs traditionnels. Les privations subies par les ménages affectent à la fois leur capacité d’innovation et leur capacité de réponse perçue. Une amélioration des ressources financières est associée avec davantage d’innovations, mais seulement pour les ménages les plus pauvres. Il est également montré que dans un contexte de pauvreté rurale, le capital social joue un rôle d’ajustement important pour l’adaptation des exploitants. Ces résultats suggèrent l’importance d’une lecture multidimensionnelle de la pauvreté pour la mise en oeuvre des politiques d’adaptation aux effets des changements climatiques. / Poverty and climate change are two of the most urgent issues facing the world. The view that poverty represents a constraint for household’s adaptive capacities is widely accepted in the climate change literature. However, most research has focused on financial resources, thus ignoring the multidimensional nature of poverty. In this study, a cross-sectional survey is used to explore the relationship between poverty and adaptive capacities in northern Benin. Three measures of poverty (monetary, multidimensional and traditional) were calculated along with two indicators of adaptive capacities (farm-associated changes and perceived coping strategies). A significant lack of overlap was found between the three poverty indices. Multiple deprivations are negatively associated with both crop-related changes and perceived coping strategies. Improved economic status, through monetary or traditional asset growth, is associated with increased innovations, but only for the poorest households. Results of the multivariate analysis also suggest that in a context of rural poverty, social capital plays an important, and potentially compensating role in fostering adaptive capacities. Overall, this study illustrates that a purely economic view, most often relying on a single poverty measure, is insufficient to understand the complexity of the poverty-adaptive capacity nexus. Farmers engage in several adaptation strategies given their resources - and these resources are economic as well as social.

There are large gaps in the coverage of critical ecological processes related to the movement of individuals or genes (i.e. dispersal), which is critical for determining the spread and persistence of populations across space. In this dissertation we investigate understudied but important aspects of the dispersal process in mangroves, with as the main objective the reduction of parameter and model uncertainty. Models rarely incorporate realism and complexity at the level of emigration, transfer and immigration phases, hampering reliable predictions of dispersal patterns and long-term population dynamics under different climate change scenarios. <p><p>Mangrove ecosystems function at the edge of land and sea, often covering large intertidal areas along (sub)tropical coastal regions worldwide. Mangroves can live in these highly dynamic and demanding environmental conditions via a series of remarkable adaptations. They produce buoyant seeds and fruits (propagules) that disperse at the ocean surface (i.e. hydrochory - see cover image). <p><p>Despite their ecological and economical value, about 40 % of original mangroves have been lost worldwide during the last 50 years due to excessive exploitation and development. Deforestation, degradation and conversion to other land uses like intensive shrimp farming and agriculture have reduced and fragmented these ecosystems at an alarming rate. Climate change, probably most pronouncedly via changes in sea level, poses another important threat. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

No description available.

En structure, le bois est soumis à des sollicitations différentes dont les principales sont physiques, mécaniques et environnementales. Lorsque ces sollicitations sont couplées, le comportement mécanique du bois devient difficile à appréhender. L’objectif de cette thèse est de mettre en évidence, via un protocole de suivi de l’évolution de la flèche, l’impact des variations des conditions climatiques sur la durée de vie en structure des poutres de bois. Le travail s’articule essentiellement autour de deux grands axes principaux, un protocole expérimental spécial et une approche analytique basée sur la résistance des matériaux (RDM) de l’évolution de la flèche d’une poutre entaillée en ambiance non contrôlée. Le dispositif prend en compte : les processus de fissuration du bois, notamment de l’ouverture et de la propagation de la pointe d’une fissure se propageant linéairement depuis le droit de l’entaille, jusqu’à la rupture totale de la poutre ; le suivi des paramètres climatiques que sont la température, l’humidité relative du milieu et les variations de l’humidité interne des poutres testées. Les résultats obtenus montrent qu’une humidification entraine une augmentation de la flèche relative et un séchage génère un départ de fissures pouvant conduire à une rupture de la poutre. Le modèle analytique de l’évolution de la flèche d’une poutre entaillée en ambiance non contrôlée, est tiré des hypothèses classiques de la théorie des poutres de Timoshenko et de l’ensemble des résultats expérimentaux obtenus. Il prend en compte les processus de fissuration, les variations de son humidité interne et l’intensité du chargement qui lui est appliqué. Le modèle représente assez bien les comportements instantané et différé de la poutre induits par les chargements mécanique et environnementaux. / In structure, wood is subjected to different loadings, where the principals are physical, mechanical and environmental. The coupling of these different loadings, make the understand of the mechanical behaviour of wood difficult. The aim of this thesis is to highlight, through a protocol for monitoring the evolution of the deflection, the impact of the conditions of climatic variations on the lifetime of timber of the notched beams. The work is essentially based around two major axes highlighting, respectively, a new experimental devices and a new analytical approach of the following of the evolution of the beam deflection, in outdoor conditions. The experimental device takes into account: the monitoring of the evolution of the notched-beam deflection; the cracking processes of wood, in particular the following of its initiation, the opening and the propagation of the tip of crack which appeared, on the notched-beam until its collapse; the monitoring of the climatic parameters such as temperature, the environmental relative humidity and the variations of the moisture content of the beams during the test. The results show that the variations of these climatic parameters favour the acceleration of the wood aging process in the structure. The analytical model of the evolution of the deflection of a notched beam, shown in this work, is based on the classical hypotheses of Timoshenko’s beam theory and all the experimental results obtained. It takes into account the cracking processes of notched-beam, the variations of its moisture content and the intensity of the loading applied on the beam.

No description available.

Cette thèse doctorale porte sur la gestion des risques d’inondation et des capacités d’adaptation des zones côtières, notamment face au changement climatique. Le contexte actuel est tel que la vulnérabilité face aux aléas d’inondation est amplifiée par les phénomènes du changement climatique et par la forte exposition, des personnes et des biens, en zones à risques. Sous le cadre général du projet européen Theseus ’’Innovative technologies for safer European coasts in a changing climate’’, ce travail de recherche s’est, en particulier, appuyé sur une étude de cas en France : l’estuaire de la Gironde.L’objectif de ce travail est de proposer un cadre alternatif d’adaptation de la gestion des inondations, à l’égard des incertitudes liées au contexte climatique.Dans cet objectif, cette recherche est partie d’une étude d’exploration, des perceptions locales vis-à-vis des inondations, pour analyser ensuite la gestion actuelle, sous forme de combinaison entre mesures structurelles et non structurelles.La publication d’articles scientifiques, contenus dans ce rapport, cristallise l’essentiel des résultats obtenus et illustre la démarche itérative de progression, entre le recueil des données du terrain et l’analyse des concepts théoriques.Cette thèse doctorale a abouti à la proposition d’un cadre opérationnel de renforcement de la résilience appliqué à l’aménagement du territoire, aux systèmes d’alerte, aux plans d’évacuation, aux plans de continuité de fonctionnement, aux programmes d’assurance et à la gestion du post-trauma. / This PhD thesis deals with the flood risk management and the adaptation capacities of coastal areas, in regard of the climate change.Currently, the flood hazard vulnerability is aggravated by both the climate change phenomenon and the huge exposure, of people and assets, in risk areas. In the general framework of Theseus european project, this research work has particularly focused on the Gironde estuary, in France, as a case study.The aim of this work is to provide an alternative framework of adaptation for the flood risk management, in regard of the climate change related uncertainties.In this order, our research is initiated by anexploratory study , of the local perception toward the flood hazard, followed by the analysis of the current flood risk management, as a set of structural and nonstructural measures.The published papers, included in this report, summarize our results and illustrate our iterative approach between the field data collection and the theoretical concepts analysis.This thesis research has led to put forward an operationnal framework to enhance the resilience applied to land use planning, warning systems and evacuation plans, business recovery plans, insurance programs and post trauma management.

L’ouragan Maria a frappé la Dominique en septembre 2017, et a occasionné des dégâts colossaux à ce petit état insulaire en développement (PEID), situé entre la Martinique et la Guadeloupe. Plusieurs milliers de personnes auraient été déplacés pendant cet événement climatique extrême tropical (ECET). La capacité qu’elles ont eue à y faire face tient compte de divers facteurs de vulnérabilité (ressources socioéconomiques, qualité des infrastructures, etc.). Une série d’entrevues ont été conduites sur place en 2019 et en 2020, dans le cadre du projet CliMiHealth, auprès de personnes ayant été déplacées lors de l’ouragan. Ce projet vise à mieux comprendre leurs expériences migratoires et sanitaires, dans un contexte de changements climatiques aux Antilles. Notre étude exploratoire s’intéresse quant à elle aux spécificités des migrations climatiques internes en contexte insulaire caribéen pendant un ouragan, à la lumière de la vulnérabilité des personnes déplacées par ce type d’événements. Les analyses des données qualitatives suggèrent que la migration en contexte d’ouragan serait marquée d’une trajectoire multi-étapes, proche du lieu de départ. Nous estimons que ce déplacement tient plus d’une mobilité que d’une migration, dont la multiplicité dépendrait des opportunités qui se présentent aux personnes grâce à leur réseau social notamment. Ce facteur jouerait un rôle crucial dans la réduction de leur vulnérabilité. En outre, les perceptions du changement climatique varieraient selon le niveau d’éducation des personnes. Plus les personnes auraient un niveau scolaire élevé, plus elles s’accorderaient avec le discours scientifique des changements climatiques. L’intensité de l’ouragan semble avoir marqué les personnes, événement pour lequel elles s’estiment impuissantes. La temporalité des besoins exprimés serait aussi liée au niveau d’éducation, et soulève des tensions quant au soutien des institutions pendant l’ouragan. Nous encourageons une présence institutionnelle plus accrue auprès des populations plus vulnérables, particulièrement à l’approche de la saison des ouragans. / Hurricane Maria struck Dominica in September 2017, causing colossal damage to the small island developing state (SIDS), located between Martinique and Guadeloupe. Several thousand people were reportedly displaced during this extreme tropical weather event (ETWE). Their ability to cope with it considers various vulnerability factors (socioeconomic resources, quality of infrastructure, etc.). A series of interviews were conducted on site in 2019 and 2020, as part of the CliMiHealth project, with people who were displaced by the hurricane. This project aims to better understand their migration and health experiences in the context of climate change in the Caribbean. Our exploratory study focuses on the specificities of climate-related migration in a Caribbean island context during a hurricane, considering the vulnerability of displaced persons to this type of event. The analyses of qualitative data suggest that migration in the context of a hurricane is marked by a multi-stage trajectory, close to the place of departure. We believe that this displacement is more akin to mobility than to migration, the multiplicity of which would depend on the opportunities presented to people through their social network. This factor would play a crucial role in reducing their vulnerability. In addition, perceptions of climate change would vary according to people's level of education. The higher the level of education, the more they would agree with the scientific discourse on climate change. The intensity of the hurricane seems to have left its mark on people, against which they feel powerless. The temporality of the needs expressed would also be linked to the level of education, and raises tensions regarding institutional support during the hurricane. We encourage a greater institutional presence with the most vulnerable populations, especially as the hurricane season approaches.

Au Nunavik, Betula glandulosa (Michx.) est en pleine expansion en milieu ouvert, que ce soit par la densification des peuplements préétablis ou la colonisation de nouveaux sites. Mais qu’en est-il en milieu forestier où le couvert arborescent peut avoir un effet supérieur au climat sur la croissance de B. glandulosa? L’objectif de ce projet était d’évaluer la performance de B. glandulosa le long d’un gradient de fermeture de couvert forestier à l’écotone forêt-toundra. Les résultats démontrent que le couvert forestier influence négativement celui de B. glandulosa mais qu’il a un impact limité sur la hauteur, le nombre de chatons et la germination des graines de cette espèce. L’analyse dendrochronologique révèle une relation entre la croissance radiale et les températures printanières et automnales. Toutefois, l’absence d’un signal climatique fort pour les mois d’été, contrairement aux observations effectuées en milieu ouvert, suggère que la présence d’un couvert forestier peut masquer les effets du climat.