En 2013, Le Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC) publie son cinquième rapport concernant les changements climatiques. Il y est souligné que le réchauffement climatique est sans équivoque, et que de nouvelles émissions de gaz à effet de serre impliqueront une poursuite du réchauffement et des changements affectant toutes les composantes du système climatique. En région tropicale, une hausse de la température, ainsi qu'une intensification des événements de sécheresse et de pluviométrie extrêmes sont à prévoir. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce travail, dont le but est d'étudier la réponse de la forêt tropicale à ces changements climatiques prédits en Guyane Française. Pour ce faire, j'ai utilisé les données du dispositif de suivi forestier de Paracou pour construire un modèle de dynamique individuel basé sur les traits fonctionnels des arbres. Un modèle de mortalité a d'abord été réalisé puis couplé à un modèle de croissance.Le modèle couplé ainsi construit permet de modéliser la croissance et la mortalité des arbres sur un pas de temps de 2 ans tout en tenant compte de leur ontogénie et de leurs traits fonctionnels. Ce modèle a d'abord été appliqué aux essences commerciales de Guyane Française en forêt naturelle et exploitée en y ajoutant un indice de stress hydrique. Ceci permet de montrer que le stress hydrique fait baisser la croissance et augmenter la mortalité, tandis que l'exploitation a l'effet inverse. Malgré le signal commun, différentes réponses sont observées selon les espèces. Le modèle a ensuite été appliqué à la communauté en forêt naturelle pour identifier les drivers climatiques et les processus impactés. Il ressort que la croissance est impactée par le stress hydrique et la température, et que la mortalité est impactée par le stress hydrique et la pluviométrie totale.Ces résultats ont enfin permis de construire un modèle complet de dynamique forestière climat dépendant, et de simuler l'évolution d'une communauté pendant un siècle selon différents scénarios correspondant aux prédictions du GIEC. Les simulations mettent en évidence une très forte diminution de la croissance, ainsi qu'une plus faible diminution de la mortalité. Ceci entraine une diminution notable de la surface terrière, du diamètre quadratique et de la biomasse fraiche. Une analyse de sensibilité montre que ces changements sont principalement dus à l'augmentation sévère des températures prédites pour le siècle à venir. Des pistes de réflexion sur les enjeux de modélisation et les échelles considérées sont proposées en discussion de ce travail. / In 2013 the intergovernmental panel on climate change (ipcc) publishes its fifth report. This report underlines that an increase of temperature and a strengthening of drought and extreme rainfall are expected in tropical regions. This work was made in this context of climate changes, and aimed to study the response of the rainforest to predicted climate changes. To do this, i used the data from the study site of Paracou French Guiana to build an individual based dynamics model based on the functional traits of trees. This model was first applied to species with a commercial interest in French Guiana, in natural and logged forest and adding a water stress index as predictor. Water stress decreases growth and increases mortality, while logging had the opposite effect. The model was then applied to the community in natural forest for identifying potential climate drivers and impacted processes. Growth is impacted by the water stress and temperature and mortality is imp acted by the water stress and the total rainfall. These results allowed us to build a climate dependent model of forest dynamics and to run simulations of the evolution of a community under different scenarios for the next century. Simulations showed a decrease of growth and a small decrease of mortality. This resulted in a substantial decrease of basal area, squared diameter and fresh biomass.

La planification urbaine stratégique en France se voit chargée de manière croissante des questions environnementale et climatique. Mais est-elle réellement capable d'infléchir les dynamiques d'étalement ainsi que de former un cadre efficace pour la réduction des émissions des transports ? Et que peuvent apporter l'analyse économique et la simulation prospective à la démarche de planification ? Pour y répondre nous avons replacé notre analyse de l'apport des outils économiques à la planification urbaine dans la perspective d'ensemble de réforme politique et administrative du contexte français. Cela a pris la forme d'une analyse critique de la pratique actuelle de la planification, des évolutions à l'œuvre et des conditions d'une meilleure intégration de l'analyse économique dans la démarche et les méthodes de planification. Nous avons construit et utilisé sur le cas de Grenoble, des outils d'analyse économique permettant de traiter la question des politiques climatiques locales dans la planification, d'une manière prospective et systémique. Il s'agit de la 1ère application du modèle de simulation urbanisme-transport TRANUS en France, et de son utilisation dans le cadre d'une méthodologie économique pour produire des courbes de coût d'abattement intégrant le caractère systémique de la ville pour le secteur des transports. Le modèle et la méthodologie économique qui lui est adossée constituent ce que nous appelons l'outil TRANUS+. Nous avons également réinterrogé plusieurs points à partir du cadre de la planification urbaine : la question du choix des outils de modélisation ainsi que celle des modalités du calcul économique, la question de la vulnérabilité énergétique liée à la mobilité, celle enfin du déploiement des véhicules électriques. Cela nous permet d'avoir une vision d'ensemble des apports de la planification et des voies pour la renforcer. / Strategic spatial planning in France is currently given a rising importance for environmental and climate issues. But is this tool really able to reduce urban sprawl and to produce a efficient framework for reducing transport emissions? And what can be the potential contributions to planning of economic analysis and prospective modelling? To answer this, we developed our study on the contribution of economic tools to planning into the global political and administrative reforms of France. We then produced a critical analysis of current planning practices and recent evolutions, and try to define the conditions for a better integration of economic analysis into planning processes and methods. For our case study (Grenoble urban area) we built and used economic tools able to inform local climate policies in the framework of urban planning. It is the first implementation of the land -use transport interaction model TRANUS in France, which was linked to an original economic methodology in order to produce marginal abatment cost curves useful at the urban level. This model and the methodology can take into account the systemic nature of cities and then help to define better transport policies: we call this tool TRANUS+. To have a more complete view of the urban planning question and the way to improve it, we investigated several issues from the perspective of planning: the choice of modelling tool and the role of cost-benefit analysis, energy poverty in the transport sector, electric vehicle deployement.

La Mauritanie est caractérisée par un climat sec et chaud, Saharien au nord et sahélien au sud. Les vents au nord-est, sont fréquents et favorisent la progression de l'ensablement. La saison des pluies est très hétérogène sur le plan spatio-temporel. Une grande partie du pays reçoit moins de 300 mm / an. Au cours des trente dernières années, trois grandes sécheresses ont été enregistrées au cours desquelles les précipitations ont été inférieures à 35 à 70% de la moyenne. Les principales ressources agro-pastorales du pays sont: l'agriculture, les ressources en terres, l'élevage, les ressources en eau et la population rurale. Au niveau macroéconomique, le secteur rural, en dehors de la pêche artisanale, occupe environ 56% de la population et joue un rôle important dans l'économie nationale : il contribue à plus de 17,5% du PIB, soit environ 68 milliards d'ouguiyas en 2011. De nombreuses contraintes, défis et opportunités peuvent être identifiées:1)En termes de contraintes, on peut inclure: pluies insuffisantes et irrégulières et inondations, faible productivité de la production agricole et pastorale, exode rural. 2)En termes d'opportunités: décentralisation, situation géographique du pays, ressources foncières du pays, une classe d'entrepreneurs ayant des capacités financières et un bon réseau de communication. Cette thèse montre que la Mauritanie dispose d'un potentiel important qui est loin d'être pleinement exploité, en dépit d'importants investissements, notamment dans le secteur irrigué. Bien que les facteurs climatiques ont une responsabilité majeure dans la situation actuelle, cette thèse évalue le poids des aspects techniques, socio-économiques, structurelles, les facteurs organisationnels. / Mauritania is characterized by a dry climate and hot Sahara to the north and Sahelian to the south. Winds dominated ortheast, are frequent and promote the progression of silting. The rainy season is very heterogeneous in the spatio-temporal plane. Much of the country receives less than 300 mm / year. During the last thirty years, three major droughts were recorded during which rainfall was less than 35 to 70% on average. The main agro-pastoral resources of the country are: Agriculture, Land resources, the breeding, Water Resources, The rural population. At the macroeconomic level, the rural sector, apart from small-scale fisheries, occupies about 56% of the population and plays an important role in the national economy and contributes more than 17.5% to the GDP, or about 68 billion of Ouguiyas in 2011. Numerous constraints, challenges and opportunities can be identified : 1) In terms of constraints, may have included: inadequate and erratic rainfall and flood inundation, the low productivity of agricultural and pastoral production, the rural exodus. 2) In terms of opportunities: discentralization, the location of the country, the land resources of the country, an entrepreneurial class with a financial capacity, the communications network. This Phd Thesis shows that Mauritania has a significant potential that is far from being fully exploited, despite significant investments, particularly in the irrigated sector. Although climatic factors have a major responsibility the current situation, this thesis evaluates the weight of technical, socio-economic, structural, organizational factors.

Les changements climatiques en cours semblent être à l’origine d’une intensification de l’activité de feux dans les forêts circumboréales. Des modèles prédictifs basés sur des données historiques sont couramment utilisés pour essayer d’anticiper les régimes des feux et leurs impacts pour l’horizon 2100. Cependant, les concepts alimentant ces modèles reposent sur l’interprétation de données issues de seulement quelques régions alors que de nombreuses études ont montré que des facteurs régionaux à locaux tels que la topographie, la nature des sols, la composition et la structure de la végétation, ainsi qu’un profil climatique et une météorologie particulière, peuvent impacter l’activité de feux.Au nord-est du Canada, la région de l’est du Québec et du Labrador se caractérise, comparativement aux régions de l’ouest et du centre du Québec, un relief plus vallonné, une végétation différente (plus riche en sapin baumier et plus pauvre en pin gris) et un climat plus froid et plus humide. L’étude des processus liés aux dynamiques de feux et de végétation dans cette région, et leur comparaison avec ceux des régions de l’ouest et du centre au cours de l’Holocène ont donc été réalisées dans cette thèse. L’objectif global était de savoir si l’on peut se contenter de travailler à une échelle supra-régionale plutôt qu’à une échelle régionale ou locale pour prédire les conséquences des changements climatiques en cours sur la dynamique des forêts conifériennes du Québec-Labrador.Les résultats mettent en évidence l’impact de la taille des feux, jusqu’alors sous-estimé, sur la dynamique à long terme de la végétation au sein de chacune des régions. D’un point de vue général, la présence ou l’absence de grands feux a respectivement favorisé, selon le cas, la propagation du pin gris ou du sapin baumier, co-dominants dans le paysage avec l’épinette noire. De plus, les conditions pré-requises à l’éclosion des grands feux diffèrent entre la région de l’est et celles de l’ouest et du centre. Cette divergence s’explique en grande partie par l’influence prédominante de la topographie régionale au détriment de l’impact des grandes tendances climatiques sur l’activité de feux dans l’est.Au regard de nos résultats, les scénarios climatiques annoncés risquent d’augmenter l’occurrence des grands feux dans les régions de l’ouest et du centre du Québec sans qu’il y ait pour autant de conséquence significative sur la composition du couvert forestier. À l’est, les projections restent plus incertaines car les causes à l’origine des grands feux passés dans cette région n’ont pas été totalement élucidées. Cependant, toutes les hypothèses de trajectoires de végétation futures formulées dans cette thèse vont dans le sens d’un maintien du sapin baumier dans le paysage.Compte-tenu de la diversité des interactions susceptibles d’impacter significativement la taille des feux à l’échelle régionale, notre compréhension des processus liés aux dynamiques de perturbation et de végétation semble encore insuffisante pour pouvoir les prédire à large échelle. Il serait donc raisonnable, dans un premier temps, d’étudier plus finement ces processus à l’échelle de zones les plus homogènes possibles en termes de composition végétale, de topographie et de climat. C’est dans cette optique que l’amélioration méthodologique présentée dans cette thèse a été développée. Elle permet de différencier, à partir de l’analyse de dépôts de charbons dans les sédiments lacustres, les feux ayant eu lieu dans le bassin versant du lac étudié (local) de ceux s’étant produits à une plus grande distance (régional), et ce, à l’échelle plurimillénaire. Conjuguée à l’étude d’autres bio-indicateurs permettant de reconstruire l’environnement passé à l’échelle locale, nous devrions être capables de mieux comprendre les causes et conséquences des variations de taille des feux au regard des différentes combinaisons observées de facteurs environnementaux dans l’avenir. / Wildfire activity is projected to increase under global warming in circumboreal forests. Predictive fire models based on historical data are commonly used to anticipate fire regimes and their impacts for 2100. However, these models at large scale depend on concepts developed from only some regional data, while many studies showed that regional and local factors such as topography, soil type, vegetation composition and structure, and particular climatic and meteorological patterns can impact the fire activity.In north-eastern Canada, the eastern region of Quebec-Labrador and the western and central regions of Quebec display distinctive types of relief, climate and vegetation. The drier and flatter western region is mainly dominated by black spruce (Picea mariana) and jack pine (Pinus banksiana), while the more humid and hilly eastern region is dominated by black spruce and balsam fir (Abies balsamea). In this thesis, I compared the processes linked to dynamics of fire and vegetation within and among the three regions. The main objective was to test whether working at the supra-regional scale rather than at regional or local scale is enough to predict efficiently the consequences of current climatic changes on the coniferous forest dynamics in Quebec-Labrador.Results highlight the impact of fire size, hitherto underestimated, on the long-term vegetation dynamics within each region. Overall, the presence or absence of large fires promoted the propagation of jack pine or balsam fir in black spruce forests, respectively. Moreover, the prerequisite conditions for ignitions inducing large fires differ between the eastern region and the two others. This divergence is mainly explained by the predominant influence of regional topography on fire activity (ignition and propagation) in eastern region, while large climatic trends and their impacts explain better the fire activity (mainly propagation) in western and central regions.According to these results, future climate changes could increase large-fire occurrences in western and central regions of Quebec likely without significant consequences on forest composition. In the eastern region, projections are more uncertain due to a lack of full understanding of past large-fire causes. However, all assumptions for future vegetation trajectories showed that balsam fir should be still present in these landscapes.Due to the high diversity of interactions able to impact significantly fire size at regional scale, our understanding of processes linked to dynamics of disturbances and of vegetation seems to be still not sufficient to make predictions at large scale. It would be worth, first, to study more finely these processes on homogenous zones in terms of vegetation composition, topography and climate. The methodological improvement on lacustrine charcoal analysis presented in this thesis has been developed in this perspective. It allows differentiating fires that occurred in the studied lake watershed (local) from those that burned further away (regional). In the future, analyses of local fire histories combined with studies of other proxies to reconstruct the past environment at local scale should allow a better understanding of causes and consequences of fire size variations according to the various combinations of environmental factors.

L’augmentation du risque d’inondation fluviale ou de submersion littorale est déjà visible à travers des événements récents comme la tempête Xynthia et les inondations du Var qui ont causé des dizaines de morts en France. Ces événements dramatiques bien que d’ampleur limitée auraient justifié l’évacuation préventive des zones à fort risque, mais les conséquences pour la population seront bien plus importantes lorsque des agglomérations urbaines de plusieurs dizaines ou centaines de milliers d’habitants menaceront d’être partiellement ou totalement submergées par les flots. Cette possibilité est déjà d’actualité pour des grandes mégapoles mondiales comme Alexandrie et Bangkok, et menace en France des villes comme Tours, Paris ou Nice. De plus en plus conscientes de cette éventualité, les grandes villes côtières, estuariennes et fluviales de France, d’Europe et sur tous les continents vont être amenées à préparer des plans de secours et d’évacuation de masse pour faire face à des événements exceptionnels. L’élaboration de ces plans s’avère extrêmement complexe et délicate aussi bien pour des raisons techniques, organisationnelles, sociologiques et même politiques. La grande majorité des villes du monde soumises à un risque de catastrophe de grande ampleur ne disposent pas de ce type de plan et une recherche auprès de différentes sources montre qu’il existe peu ou pas d’outils opérationnels pour aider les responsables territoriaux à mettre en œuvre ces plans en phase de préparation et de gestion de crise. Nos travaux visent plus précisément à contribuer à l’élaboration d’une méthode d’aide à la décision d’évacuation s’appuyant sur les plans d’évacuations réalisés en phase de préparation. Nous proposons pour cela d’adapter les outils de la logique floue à un ensemble d’indicateurs de synthèse sélectionnés à partir d’une méthode de planification des évacuations développée par ailleurs au sein du laboratoire Avenues-GSU. Ces indicateurs retenus intègrent des données classiques sur le niveau d’aléa (prévision globale et niveaux d’eau locaux), la vulnérabilité du territoire et des habitants, mais aussi et c’est plus innovant sur la capacité des autorités et de la population à évacuer dans un cadre sécurisé. Le résultat final de cette méthode, appliquée à la dimension spatiale avec les logiciels MatLab et ArcGIS, est une carte de nécessité d’évacuation indiquant les zones les plus prioritaires à évacuer selon une analyse multicritères en logique floue. Elle a été expérimentée sur le site pilote de l’estuaire de la Gironde et la ville de Bordeaux, et les résultats théoriques comparés avec les inondations historiques de 1981 et 1999. On a également étudié un scénario 2 prospectif tenant compte du changement climatique et des conséquences d’une élévation du niveau de la mer de 1m au cours du 21ème siècle. Cette méthode et cet outil prototype devraient aider à termes les décideurs à mieux appréhender une situation complexe en phase de pré-alerte et à évaluer le besoin réel d’évacuation sur la base d’un ensemble limité mais représentatif d’indicateurs. La carte de nécessité d’évacuation représente une avancée qui prolonge et complète la cartographie officielle de la prévision inondation (vigicrue) et de ses conséquences en termes d’anticipation des impacts et de gestion de crise au niveau local. / The increasing risk of river flooding or coastal submersion is already visible through recent events like the storm Xynthia and the floods in the Var department, which caused several dozens of deaths in France. These catastrophic events, even if their extent remains relatively limited, would have justified a preventive evacuation of high risk prone areas. However, the consequences for the population would be much more serious when large cities of hundreds of thousands of people will be partially or totally threatened by floods. This possibility is already an actual danger for large megacities like Bangkok and Alexandria, and also threatens French cities like Tours, Paris or Nice. Being more and more aware of this possibility, big coastal, estuarine and river cities in France, in Europe and in all continents are incited to prepare emergency and mass evacuation plans in order to prevent and cope with exceptional events. The elaboration of these plans is extremely complex and difficult due to technical, organizational, sociological and even political aspects. The great majority of cities in the world prone to large scale disasters do not already have this kind of plan at their disposal. Moreover, the existing state of the art shows that there are few operational tools to help territorial managers implement these plans in the phases of preparation and crisis management. Our work aims to contribute to the development of a support method for the evacuation decision taken in a crisis management context. This method is partly based on the information included in the provisional evacuation plans produced in the preparation phase. To reach this objective, we propose to adapt the tools of the fuzzy logic approach and apply them to a set of synthesized indicators. These indicators or decision criteria have been first selected from a method of evacuation planning previously developed by the research team Avenues-GSU. These criteria integrate classic data on the hazard level (overall forecast level and local flood water levels), the vulnerability of the territory and population and, which is more innovative, some information about the ability of the organization to evacuate and the security or the risk of the evacuation itself. The final result of this method, applied to the spatial dimension with the Matlab and ArcGIS software, is a map of the necessity to evacuate. This map shows the areas with the highest priority to be evacuated according to a fuzzy multicriteria analysis. It has been tested 5 at the pilot site of the city of Bordeaux located upstream in the Gironde estuary, and the theoretical results were compared with historical floods of 1981 and 1999. A hypothetic flood scenario was also studied taking into account the potential climate change impact and the consequences of a 1 meter sea level rise during the 21st century. This method and prototype tool should help policymakers to better understand a complex situation in pre-alert phase and assess the real need for urban zones evacuation on the basis of a limited but representative set of criteria. The maps of the necessity to evacuate represents an innovative proposal which extend and complement the existing official maps of flood forecasting (vigicrue) and its implications in terms of local impacts and crisis management anticipation.

Concevoir un bâtiment avec des préoccupations de confort et de maitrise de l'énergie est un enjeu primordial. Dans le contexte mondial alarmant, tant sur le plan énergétique que climatique, le secteur du bâtiment est pointé du doigt. En France, l'éclairage fait partie des mauvais élèves comparés aux autres pays européens. Le pays accuse un certain retard dans la qualité de l'éclairage tertiaire ou résidentiel en termes de performance énergétique, confort visuel ou santé au travail. L'organisation de « 2015, Année de la Lumière en France » par l'ONU, l'UNESCO et le CNOP montre qu'un changement tend à s'opérer dans les consciences. L'île de La Réunion, compte tenu de son fort gisement solaire, est une terre de choix pour expérimenter des dispositifs novateurs dans l'apport de lumière naturelle au sein des bâtiments. Pour cela, l'approche physique du phénomène offre des perspectives de prédiction où l'étude théorique d'aujourd’hui fera le bâtiment de demain. En débutant par une approche généraliste, ce manuscrit de thèse se veut être le plus exhaustif possible dans l'étude bibliographique, expérimentale et modélisation du comportement des DGLT-R (Dispositifs de Guides Lumineux Tubulaires Réfléchissants) appliqués au bâtiment. Notre prospection bibliographique nous a révélé que ce procédé est couramment commercialisé et installé à l'échelle internationale sur les bâtiments soucieux de leur impact environnemental ou du bien-être de leurs occupants. Cependant, la littérature montre également qu'ils sont peu étudiés et que les approches ne peuvent être appliquées à tous types de climats. Dans ce cadre, une étude expérimentale à échelle réelle, comprenant de nombreux scénarios, a été menée en vue de créer une base de données de mesures expérimentales unique et comprendre les phénomènes mis en jeu. La modélisation semi-empirique possède à la fois des atouts et des inconvénients. Forte de simplicité, elle reste toutefois limitée à une configuration ou un climat particulier. À cette problématique, ces travaux de recherche offrent une solution : un outil numérique de modélisation dédié, assurant la génération des modèles au départ de mesures à effectuer, nommé HEMERA. Il utilise la puissance des algorithmes génétiques pour offrir une solution efficace à un problème local. Le code de calcul CODYRUN est le support de validation du modèle généré pour le climat de La Réunion. Ce code de calcul bénéficie d'une expérience et d'un développement de plus de 20 ans au sein du laboratoire PIMENT. / Designing a building with comfort and energy conservation concerns is a key issue. In the alarming global context, both on energy-climate that the building sector is singled out. In France, the lighting is among the poor performers compared to other European countries. The country lags behind in quality tertiary or residential lighting in terms of energy performance, visual comfort or health. The organization of "2015, Année de la Lumière en France" by the ONU, UNESCO and the CNOP shows a change which tends to take place in the popular consciousness. Reunion Island, considering its strong solar radiation, is a land of choice to experiment with innovative devices in the contribution of daylight in buildings. For this purpose, the physical approach of the phenomenon provides prediction prospects, where the theoretical study of today will be tomorrow's building. Starting with a generalist approach, this PhD thesis aims to be as comprehensive as possible in the literature review, experimental and modelling study of the TDGS (Tubular Daylight Guide Systems) applied to the building. Our bibliographic survey has revealed that, this process is commonly marketed and installed internationally on the buildings concerned about their environmental impact or well-being of their occupants. However, the literature also shows they are poorly studied, and the approaches cannot be applied to all types of climates. In this context, a full-scale experimental study, including many scenarios was conducted to understand the phenomena involved.The semi-empirical modelling has both strengths and weaknesses. With simplicity, it remains limited to a configuration or a particular climate. In this issue, this research offers a solution: a numeric tool of dedicated modelling environment, ensuring the generation of the models according to need, called HEMERA. It uses the power of genetic algorithms to provide an effective solution to a local problem. The computer code CODYRUN is the support of the validation of the model developed as part of this work, and adjusted specifically for the climate of Reunion Island. This software profits an experience and a development of over 20 years in the PIMENT laboratory.

Cette thèse propose une approche quantitative intégrée pour l'analyse du rôle de la dimension spatiale de l'économie sur la demande énergétique des secteurs résidentiel et transports, ainsi que sur les émissions de carbone associées. L'approche comprend cinq étapes méthodologiques distinctes et consécutives. Après une méta-analyse des travaux économiques soulignant l'impact significatif de la structure spatiale sur la demande énergétique pour les transports (Chapitre 1), on développe et estime un modèle économétrique en coupe transversale sur la France afin d'explorer la nature causale de cet impact et d'en révéler les déterminants pour les deux secteurs, transports (Chapitre 2) et résidentiel (Chapitre 3). Ensuite, le cadre d'analyse économétrique est étendu pour intégrer la dimension longitudinale de la relation entre espace et énergie via l'effet de long terme des prix de l'immobilier sur la demande nationale de transports (Chapitre 4). L'identification d'un tel effet permet de dépasser les enjeux d'acceptabilité d'un espace entièrement planifié ainsi que ceux d'arbitrage entre bien-être individuel et maitrise des externalités négatives dues aux émissions de carbone. Enfin, l'ensemble des déterminants identifiés dans les étapes économétriques précédentes sont intégrés dans un cadre d'équilibre général calculable pour l'évaluation du potentiel de l'organisation spatiale en tant que levier additionnel de lutte contre le changement climatique (Chapitre 5). Les résultats concluent en faveur de la coordination de stratégies d'action diversifiées (axées sur les instruments de marché et/ou sur les interventions planifiées) pour l'atteinte d'objectifs énergie-climat à coûts maitrisés / This thesis develops an integrated framework to investigate the impact of the spatial dimension of the economy on the energy use from the transportation and buildings sectors, and on associated carbon emissions. The developed framework consists of five methodological steps based on econometric and quantitative approach. First, a meta-analysis is carried out to pool information across existing studies and yield new and preliminary economic insights. It is shown that spatial organization of economic activities and agents is significantly positively associated with the demand on energy for transport (Chapter 1). Next the causal impact of space on energy consumption is estimated using cross section data for the French households and further decomposed into specific determinants of the energy demand for both transport- (Chapter 2) and buildings- (Chapter 3) related activities. The econometric framework is then extended to account for the longitudinal (dynamic) dimension of the relation between space and sectoral energy use via the long-term impact of housing price on domestic transport demand (Chapter 4). Including information on housing price formation and dynamics allows encompassing broader welfare effects of spatial planning and policy than pure environmental ones. Finally, the set of determinants identified in the previous steps of the analysis are then embedded in a computable general equilibrium framework to assess the role of space and spatial planning as additional leverage to carbon pricing scheme for climate change control (Chapter 5). In the face of the energy and climate challenges ahead, this thesis quantitatively concludes in favor of taking broad and coordinated action. This comes down to identifying the available (market-based and/or regulatory) policy instruments and using them to achieve ambitious targets whilst driving down the cost of action

Ce travail de thèse cherche à interroger l’importance, fluctuante, prise par la question des « migrations environnementales », et sa constante re-problématisation. Il s’inscrit dans une perspective de sociologie de l’action publique et entreprend une comparaison transcalaire, entre le plan international et l’échelon national malien. Cette recherche montre que, dans un contexte d’incertitudes politiques et scientifiques multiples, l’élaboration de récits d’action publique relatifs aux « migrations environnementales » permet de dramatiser des enjeux qui dépassent le strict cadre des effets des changements environnementaux sur les déplacements de population, et de les construire en problèmes relevant de l'action publique.Trois récits discordants ont été élaborés dans les arènes internationales : le récit des « réfugiés », le récit des « personnes déplacées par les catastrophes naturelles » et le récit de « la migration comme adaptation ». Leur multiplication s’explique, d’une part par leur visée instrumentale, et d’autre part par les constants efforts de reformulation mis en œuvre par des entrepreneurs politiques afin de les inscrire dans les référentiels dominants. En résultent des récits en décalage avec les résultats des travaux académiques consacrés au lien entre environnement et déplacement. A l’échelon malien, le récit des « réfugiés » s’insère dans un discours plus général venant justifier des mesures de lutte contre les changements environnementaux et climatiques, nouvelle priorité des agences d’aide. Les récits élaborés au plan international sont ainsi sélectionnés et articulés avec des enjeux locaux afin d’être adaptés aux logiques et normes de fonctionnement de l’action publique locale. / This research work aims at questioning the variety of narratives used to describe “environmental migration” and the shifting importance given to the matter. Building on a political sociology of ‘public action’ perspective, it undertakes a transnational comparison between international arenas and Malian politics and policies. This study shows that, in a context of multiple political and scientific uncertainties, “environmental migration” narratives are used to add dramatic tension to issues that go beyond the subject of environmentally linked migration, and to construct them as public problems.Three conflicting narratives have been elaborated in the international arenas: the “refugee” narrative, the “natural disaster induced displacement” narrative and the “migration as adaption” narrative. Their multiplication can be explained by their instrumental purpose and by the constant reformulation efforts undertaken by political entrepreneurs in order to include them in the prevailing cognitive and normative frames. As a result, these narratives appear to be out of step with academic findings that insist on the complex causal relationship linking environment to displacement. In Mali, the “refugee” narrative is the one predominantly used by ‘public action’ actors but it is part of a larger discourse focused on climate change, which is used to legitimise development aid flows. The narratives elaborated at the international level are thus selected and adapted to local cognitive and normative frames and agenda setting dynamics.

L’empreinte des activités humaines sur les milieux naturels commence à se faire sentir avec la révolution néolithique, il y a quelques 10.000 ans, aux débuts de l’Holocène. Dans le cadre de l’ANR PaléoSyr/PaléoLib et à partir d’archives sédimentaires prélevées dans différents contextes environnementaux (côtier, lacustre et fluviatile/marais), le but de ce travail est de mettre en évidence l’évolution des changements paléoenvironnementaux pour chaque site et d’en évaluer la part relevant respectivement des fluctuations climatiques et des activités humaines, afin de mieux comprendre la relation Homme- Environnement-Climat à l’Holocène. L’étude de ces différents contextes paléoenvironnementaux permet de contraindre temporellement le développement des premières influences humaines sur leur milieu naturel, et de préciser leur mode d’action, à l’aide de marqueurs biotiques (pollen) et abiotiques du sédiment. Les principales fluctuations environnementales enregistrées soulignent les hétérogénéités régionales de réponse aux forçages climatiques et permettent ainsi d’affiner nos connaissances aux échelles locale et régionale / The first sizeable consequences of human activities on the natural environment are thought to have taken place during the Neolithic revolution, at the beginnings of the Holocene, about 10,000 years ago. The aim of this study is to assess the respective role of climate fluctuations and human activities on the evolution of different environmental contexts (coastal, lake and fluvial / swamp) during this interval using sedimentary and palynological records, and hence improve our understanding of Human-Environment-Climate relationships during the Holocene. The study of these different paleoenvironmental settings through the use of both biotic (pollen) and abiotic (sediment geochemistry) markers allow to constrain the temporal development of the first human influences on the natural environment, and to determine their various modes of action (e.g. pastoralism, cultivation). The sequence of environmental changes reconstructed in this study hence highlights profound regional heterogeneities in the response of the studied areas to climatic and anthropic forcing and thus have important implications for our knowledge of the environment-human relationships at the local and regional scales

Cette thèse propose des apports méthodologiques, techniques et macroéconomiques sur la transition énergétique pour atténuer les changements climatiques. La première partie apporte un éclairage théorique sur modèles empiriques du système énergie-économie-environnement. Ces modèles présentent des incertitudes autour des valeurs de paramètres, des mécanismes structurels et de la pertinence des échelles du modèle. L'étude du rôle de l'analyse prospective et de ses outils montre un traitement insuffisant de l'incertitude structurelle contenue dans les modèles. Par conséquent, nous étudions en profondeur les outils appliqués d'analyse prospective pour révéler la vision prospective qu'ils incarnent à travers trois axes: les interdépendances qu'ils incorporent, les mécanismes de transformation et la représentation de la transition. Tout d'abord, les interdépendances qu'ils comprennent se manifestent en termes de schémas comptables, boucle de rétroaction entre énergie et croissance économique, et la représentation de la valeur ajoutée et des niveaux d'activité par rapport aux technologies. Puis, les forces de transformation sont discutées: le moteur de la croissance économique ainsi que la source de l'évolution des tendances de la demande et le progrès technique. Enfin, nous commentons la manière habituelle dont la transition est représentée, c'est-à-dire comme une trajectoire à l'équilibre pour la dynamique technologique, les choix économiques ainsi que la représentation des marchés. Nous concluons que cette spécification de la transition est inhérente à la fonction de production traditionnelle pour représenter les choix à la fois techniques et économiques. Cela entraîne une discussion sur le statut de l'équilibre macro-économique dans l'outil Imaclim, qui est un modèle walrasien d'équilibre général avec une transition en déséquilibre. Suite à cette analyse méthodologique, nous donnons des exemples de travaux empiriques menés avec le modèle Imaclim-R. Premièrement, nous examinons à l'échelle mondiale l'inclusion de technologies dans le modèle Imaclim-R Monde pour évaluer le potentiel, les limites et l'impact sur le calendrier de l'action des options pour la bioénergie et des politiques d'efficacité énergétique. Nous expliquons techniquement comment les technologies de la bioénergie sont inclus dans le modèle pour faire la lumière sur la complémentarité entre bioénergie et CCS et évaluer les impacts macroéconomiques temporels de l'atténuation du changement climatique. En outre, nous analysons la représentation de l'efficacité énergétique avec une analyse détaillée des mécanismes par lesquels elle influe sur la croissance et interagit avec le calendrier de l'atténuation climatique. Nous présentons ensuite le rôle du modèle Imaclim-R France pour impliquer les parties prenantes autour de la création de scénarios participatifs. Ensuite, nous discutons des impacts technologiques et macroéconomiques de ces scénarios. En particulier, nous examinons les conséquences pour les besoins d'investissement et de montrer que la taxe carbone peut être réduite avec un signal politique fort / This dissertation discusses methodological, technical and macroeconomic insights on the energy transition for climate mitigation. The first part deals with the theoretical analysis of empirical models of the energy-economy-environment system. Model present uncertainties in terms of parameter values, structural mechanisms and the pertinence of the model scales. The study of the role of forward-looking analysis and its tools show an insufficient treatment of the structural uncertainty contained within the models. Therefore, we study in depth the applied tools of forward-looking analysis to elicit the forward-looking vision they embody through three axes. the interdependences they include, the transformation mechanisms and the transition representation. First, the interdependences they include manifest in terms of accounting schemes, feedback loop between energy and economic growth, value added, and the representation of activity levels in relation to technologies. Then, the transformation drivers are discussed: the economic growth engine as well as the source of the evolution of demand patterns and technical progress. Finally, we comment on the widely spread way of the representation the transition as a pathway in equilibrium for the technology dynamics, the economic choices as well as the markets representation. We conclude that this specification of the transition is inherent to traditional production function to represent both technical and economic choices. This brings about a discussion on the status of the macroeconomic equilibrium in the Imaclim tool, which is Walrasian CGE model with a transition in disequilibrium. The second part regroups empirical studies of the macroeconomic impacts of climate change mitigation. First, we examine at the global level the inclusion of technologies in the Imaclim-R World model to assess the potential, limitations and the impact on the timing of action of bioenergy options and energy efficiency policies. We explain technically how bioenergy technologies are included within the model to shed light on the complementarity of bioenergy and CCS and assess their impact of the temporal macroeconomic impacts of climate mitigation. Also, we present the representation of energy efficiency with a detailed analysis of the mechanisms through which it impacts growth and assess the interplay with the timing of climate mitigation. Second, we present a study to design energy transition scenarios at the French level with stakeholder involvement and discuss the macroeconomic impacts, in particular on investment. We present the role of the Imaclim-R France model to involve stakeholders around participative scenario creation. Then, we discuss the technological and macroeconomic impacts of these scenarios. In particular, we examine the consequences for investment needs and show that the carbon tax can be reduced with a strong political signal