L’océan Pacifique est le siège de variabilités climatiques interannuel et multi-décennale, El Niño Southern Oscillation (ENSO) et la Pacific Decadal Oscillation (PDO), dont les répercussions (via des téléconnections) peuvent être mondiales. Des impacts importants sur les populations, les activités socio-économiques et sur l’environnement ont été attribuées à ENSO. Il est alors primordial d’améliorer notre compréhension de la dynamique Pacifique et notamment du phénomène ENSO ainsique son évolution sous l’effet du changement climatique.Les mesures géochimiques (Sr/Ca et 818O) réalisées sur les coraux constituent des enregistrements paléoclimatiques de choix pour l’étude de l’évolution d’ENSO et sont essentielles pour mettre en perspective la dynamique actuelle du climat par rapport à sa dynamique passée. Après avoir évaluer la robustesse du paléothermomètre géochimique corallien (Sr/Ca), cette thèse a permis la reconstruction de température de surface océanique (SST) à partir de coraux de l’atoll de Clipperton (Pacifique tropical Est) et de l’archipel des Marquises (Pacifique tropical centre) couvrantplusieurs parties du dernier millénaire. Nos résultats suggèrent que la structure spatiale d’ENSO étaitplutôt stable au cours des deux derniers siècles, montrant majoritairement une structure de type ENSOcanonique (Est Pacifique) par opposition à l’ENSO Modoki (centre Pacifique). Bien qu’encore débattue, cette structure spatiale pourrait avoir évoluée très récemment, en liaison avec le changement climatique global (et cela pourrait continuer dans le futur). A l’échelle décennale, nos deux zones d’étude (centre et Est Pacifique) sont influencées par la PDO.Les résultats de cette thèse tendent également à suggérer que l’activité d’ENSO actuelle (sous l’effet du forçage anthropique) n’est pas atypique à l’échelle du dernier millénaire. En effet, son intensité et sa fréquence étaient plus fortes au début du petit âge glaciaire (LIA, 16ème siècle). La comparaison deces résultats avec un ensemble de simulations climatiques (PMIP3) montre que la variabilité ENSO estbien reproduite par ces modèles climatiques mais qu’ils échouent à reproduire correctement l’état moyen des températures du Pacifique. / The Pacific Ocean is the place of interannual and multi-decadal climate variabilities, namely the El Niño Southern Oscillation (ENSO) and the Pacific Decadal Oscillation (PDO). There can have globals impacts via teleconnections. Major impacts on populations, economic and environmental activitieshave been attributed to ENSO. It is therefore essential to improve our understanding of the Pacificdynamic, particularly ENSO activity and its evolution under recent climate change.Geochemical measurements (Sr/Ca and 818O) performed on corals are relevant paleoclimatic records for studying the evolution of ENSO and are essential to put into perspective the current climatedynamic in comparison to past climate.After an evaluation of the robustness of the coral geochemical paleothermometer (Sr/Ca), we present the reconstruction of sea surface temperature (SST) from Eastern tropical Pacific coral (Clippertonatoll) and central tropical Pacific coral (Marquesas archipelago) covering several parts of the last millennium. Our results suggest that ENSO spatial pattern was relatively stable over the past two centuries, mainly indicating an eastern Pacific ENSO pattern (canonical) in comparison to the centralPacific ENSO (Modoki). Although still debated, this spatial pattern could have recently changed dueto global climate change (and this could continue in the future). At the decadal timescale, both studiedareas (central and eastern Pacific) are influenced by the PDO.The results of this Phd thesis also suggest that the present day ENSO activity (under the influence ofanthropogenic forcing) is not atypical throughout the last millennium. The intensity and frequency of ENSO were stronger in the early Little Ice Age (LIA, 16th century). These results are compared withan ensemble of climate simulations (PMIP3) and indicate that ENSO variability is correctly reproduced by numerical climate models but that these models fail to correctly reproduce the mean temperature state of the Pacific.

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Face à l’augmentation actuelle des pressions anthropiques sur les réserves d’eaux douces, leur préservation, et notamment celle des eaux souterraines, est primordiale. Les interactions entre les lacs et les eaux souterraines sont étudiées ici afin d’identifier si certains lacs peuvent être utilisés comme indicateurs de changements qualitatifs et quantitatifs des eaux souterraines, spécialement au Québec où plus de 10% du territoire est recouvert d’eaux douces avec un million de lacs recensés. Une vingtaine de petits lacs de Kettle, situés dans des dépôts fluvioglaciaires, ont été spécifiquement choisis pour leur très probable interconnexion avec les aquifères libres peu profonds. Les flux d'eaux souterraines ont été quantifiés via les bilans hydrologiques des lacs couplés aux deux traceurs naturels des eaux souterraines que sont les isotopes stables de la molécule d’eau et le radon 222.A l’échelle régionale, ces lacs présentent un apport annuel et un temps de renouvellement relativement rapide par les eaux souterraines. A l’échelle locale, la modélisation journalière multicouches d’un lac témoin (le lac Lacasse) montre l’importance de la mesure des traceurs, et leur complémentarité, sur la colonne d’eau en fonction des saisons. Différents scénarii d’évolution climatique et environnementale ont ensuite été testés sur les bilans hydrologiques à long terme. Les résultats montrent que la sensibilité de la composition isotopique des lacs à l’horizon 2050 face à l’évolution de la recharge est principalement contrôlée par le pourcentage que représente l’apport des eaux souterraines dans le total de leurs apports en eau, avec une sensibilité optimale pour une fraction de 50 à 80% des apports totaux. Par l’amélioration des connaissances sur les interactions entre lacs et eaux souterraines et sur les outils qui les mettent en évidence, ce travail de recherche a montré que la signature géochimique des lacs peut être utilisée comme indicateur du devenir des ressources en eaux souterraines face aux changements climatiques et environnementaux, pour une meilleure gestion durable de ces hydro systèmes. / In the face of modern anthropogenic pressures, the preservation of freshwater resources, particularly groundwater, is paramount. This study investigates interactions between small lakes and groundwater in Quebec, where more than 10% of the territory is covered by freshwater including one million inventoried lakes, to determine whether these lakes may be used as indicators of groundwater change. Twenty-one kettle lakes, set in fluvioglacial deposits, have been specifically targeted for this study due to the high likelihood of connection to shallow unconfined aquifers. Groundwater flows were quantified via lake water balances coupled with two natural tracers of groundwater: stable isotopes of water and Radon-222. On a regional scale the majority of these lakes are characterized by an important annual groundwater inflow and a short-to-medium groundwater flushing time. Daily multi-layer modeling of one of the study lakes, Lake Lacasse, highlights the importance of conducting measurements of these complementary tracers on the water column at the local scale. Different climate and environmental change scenarios were tested to determine the long-term evolution of lake geochemistry. The results indicate that the sensitivity of the isotopic composition of lake water to changes in recharge by year 2050 is mainly controlled by the amount of the total lake balance contributed by groundwater, with an optimum sensitivity for 50-80% of the total inflows contributed by groundwater. This research demonstrates that the geochemical signatures of lakes can be used to indicate future groundwater change in response to climate and environmental evolution, which may assist in improvements to the sustainable management of freshwater resources.

Depuis la fin du Pléistocène, l’évolution des conditions environnementales et les pratiques anthropiques ont influencé les dynamiques morpho-sédimentaires des bassins versants du Nord-Ouest européen. Les petits hydrosystèmes sont particulièrement sensibles à ces évolutions qui s’expriment dans les archives sédimentaires. La démarche adoptée confronte les données des géosciences, de l’archéologie et de la géomorphologie, pour appréhender les interrelations Homme/climat/environnement durant l’Holocène en Normandie. En étudiant les archives pédo-sédimentaires de trois sites archéologiques des plateaux aux fonds de vallée, l’objectif est de discriminer les forçages climato-anthropiques pour chaque épisode d’érosion/sédimentation. L’étude des plateaux normands à Villers-Ecalles dévoile une intense troncature érosive des luvisols holocènes à la fin de La Tène. Les colluvions stockées en fond de vallon soulignent la continuité des dépôts et l’intensification de l’érosion à l’époque moderne. Les archives sédimentaires de Brionne, en pied de versant, ont révélé la séquence Tardiglaciaire et la diagenèse tufacée du début de l’Holocène. La séquence holocène d’une vallée littorale, la Scie, permet de reconstituer son évolution diachronique, les dynamiques morpho-sédimentaires et l’évolution du couvert végétal. L’étude des sites met en évidence la synchronicité de certains événements, malgré des épisodes parfois locaux. Les schémas d’évolution s’inscrivent dans le contexte bien documenté du Bassin parisien. La comparaison des séquences témoigne de la complexité des réponses aux interactions Homme/milieu et d’une mosaïque de pression anthropique différentielle pendant l’Holocène. / Since the end of the Pleistocene, the variations of environmental and anthropic conditions influenced the morpho-sedimentary dynamics of North-Western european catchments. The small hydrosystem are very sensitive to these evolutions, recorded in sedimentary archives. Our approach confronts geoscience, archaeology and geomorphological data, in order to apprehend the interrelationships between Human activity, climate and environment during the Holocene in Normandy. By studying the sedimentary archives from three settlements, from the plateau to the valleys, our aim is to discriminate climato-anthropic forcing for each episode of erosion and sedimentation. The three sites, located in small catchments, give pedo-sedimentary references for each geosystemic unit. The study a loessic plateau shows an intense erosion of Holocene luvisol since the end of La Tene period. The colluvial deposits, accumulated in a dry valley show the continuity of detrital sedimentation, and the intensification of erosional processes during modern times. At the bottom of a slope, the study of Brionne’s sedimentary archives reveals the Late Glacial sequence and the tufa diagenesis at the early Holocene. The Holocene sequence on a small coastal valley, la Scie, allows to reconstruct its diachronical evolution, the morphosedimentary dynamics and the landcape evolution. The diachronical evolution of these three sites shows the synchronicity of events, even if some ones appear to be local. These data enter in the well-documented context of the Paris Basin. Comparing those sequences has revealed the spatial and chronological complexity of the landscape responses to the human and climate forcing.

Les changements climatiques ont un impact certain sur les écosystèmes marins. Un déplacement vers le sud des principaux systèmes de front servant de sites de nourrissage pour de nombreuses espèces de prédateurs supérieurs est susceptible de se produire dans les zones subantarctiques. Les « central place foragers », tels que les pinnipèdes, sont susceptibles de faire face à une augmentation de la distance entre leurs lieux d'alimentation et leurs colonies d'élevage. Nous avons étudié l’impact des changements climatiques sur le succès d’élevage et la dynamique de population des otaries à fourrure (Arctocephalus gazella) des Îles Kerguelen par le biais du développement du modèle individu centré, MarCPFS (Marine Central Place Foragers Simulator) qui montre que la survie du couple femelle-jeune est particulièrement sensible à la répartition des proies (abondance et structure), à la capacité de mémorisation des meilleurs sites de nourrissages trouvés par la femelle pendant la période d'élevage, à la taille des femelles et à la distance qu'il faut parcourir pour trouver la ressource. Les résultats suggèrent qu’au cours des trois prochaines décennies un déplacement vers le sud supérieur à 2km an 1 pourrait compromettre la survie et la durabilité des populations. Un couplage avec un modèle de simulation de la dynamique océanique et de la ressource (SEAPODYM) a permis des projections jusqu’à la fin de ce siècle basées sur le scénarios RCP8.5 du GIEC (2014), confirmant les tendances mises à jour précédemment. Ces travaux montrent que les perspectives de maintien des populations sont pessimistes y compris en envisageant une adaptation de la taille des individus. / Climate change has certain impact on the marine ecosystems. A southward shift in productive frontal systems serving as the main foraging sites for many top predator species is likely to occur in the Subantarctic areas. Central place foragers, as seabirds and pinnipeds, are thus likely to cope with an increase in the distance between foraging locations and their land-based breeding colonies. We studied the impact of climate change on the breeding success and population dynamics of Antarctic fur seals (Arctocephalus gazella) at Kerguelen Islands by means of an individual based model we developped, MarCPFS (Marine Central Place Foragers Simulator) which showed that the survival of the female-pup pair is particularly sensitive to the distribution of preys (abundance and structure), to the memorization abilities of the best resource sites found by the female during the rearing period, to the female size and to the foraging distance which it is necessary to cover at each trip. The results suggest that during the next three decades a southward shift greater than 2 km year-1 could compromise the survival and the sustainability of the populations. A coupling with a model of simulation of the oceanic dynamics and the resource (SEAPODYM) allowed projections till the end of this century based on scenarios RCP8.5 of the IPCC (2014), confirming the trends previously obtained. Globally, these works lead us to conclude with pessimistic perspectives about the sustainability of populations even when considering an evolution through time towards individuals of greater sizes.

Dans le contexte du pluralisme juridique et de l’inter-normativité croissante, la présente thèse démontre l’influence du droit international des changements climatiques sur la formation et le développement du droit de l’environnement de l’Union Européenne (UE) à travers les techniques, méthodes et règles d’intégration prévues aussi bien par le droit international que par le droit européen. Le droit européen de l’environnement comporte désormais les concepts (économie verte, développement durable, marché de carbone...) et principes (responsabilité commune mais différenciée, précaution, prévention, responsabilité, etc.) du droit international des changements climatiques. Ainsi, l’européanisation et la constitutionnalisation du droit international des changements climatiques ont eu pour conséquence son insertion dans le système juridique des Etats membres. En effet, en vertu de ses engagements internationaux en matière de lutte contre le réchauffement global, l’UE a adopté des instruments juridiquement contraignants qui impactent les systèmes juridiques nationaux et s’est engagée sur le Kyoto II. Les dynamiques, les controverses, les heurs et les malheurs de la politique et des négociations climatiques multilatérales ont suscité la mise en place d’une diplomatique climatique européenne bien structurée et d’une politique d’économie verte qui ne manquent pas de se heurter à des défis de la coopération internationale, de l’action collective internationale, de production et de consommation équitables des biens publics mondiaux, ainsi qu’à des obstacles techniques, technologiques, institutionnels, humains, économiques, financiers, souverainistes, sociaux, énergétiques, écologiques et transformationnels. Sur le fondement de l’effet obligatoire et de la force exécutoire des dispositions du droit international du climat et du droit primaire européen, le régime international climatique produit des effets juridiques à l’intérieur des Etats membres et même à l’égard des Etats tiers traitant avec l’organisation européenne. En effet, en raison de la supranationalité, de l’effet direct et de la primauté du droit européen, les règles juridiques internationales relatives à la lutte contre les changements climatiques, transposées et intégrées, ont force obligatoire dans les ordres juridiques nationaux où elles requièrent une application uniforme. Il s’ensuit que le droit de l’UE, de par son caractère supranational et ses mécanismes de contrôle et de sanction, notamment juridictionnels, est devenu l’instrument d’effectivité et d’efficacité du droit conventionnel international du climat. De ce fait, les défaillances de ce droit relatives à l’absence d’une juridiction obligatoire, au non-respect par les Etats de leurs engagements internationaux et à la faiblesse du contrôle international sont largement compensées par l’efficacité du système juridique européen et national. / In the legal pluralism and increasing inter-normativity context, this thesis demonstrates the influence of international climate change law on the formation and development of European Union (EU) environmental law through the techniques, methods and rules of integration provided for by international law as well as by European law. European environmental law now includes the concepts (green economy, sustainable development, carbon market ...) and principles (common but differentiated responsibility, precaution, prevention, responsibility, etc.) of the climate change international Law. Thus, the Europeanisation and constitutionalisation of international climate change law resulted in its insertion into the legal system of member states. Indeed, by virtue of its international commitments to combat global warming, the EU has adopted legally binding instruments that impact national legal systems and is committed to Kyoto II. The dynamics, controversies, clashes and the woes of the multilateral climate policy and negotiations have led to the establishment of a well-structured European climate diplomacy and a green economy policy that do not fail to come up against challenges of international cooperation, international collective action, global public goods equitable production and consumption, as well as technical,technological, institutional, human, economic, financial, sovereignist, social, energy, and ecological and transformational barriers.On the basis of the binding effect and enforceability of the provisions of international climate law and European primary law, the international climate regime produces legal effects within the member states and even towards third states dealing with the European organization. Indeed, because of supranationality, direct effect and the primacy of European law, the international legal rules relating to the fight against climate change, transposed and integrated, are binding in the national legal orders where they require a uniform application. As a consequence, the EU law, by virtue of its supranational character and its control and sanction mechanisms, including jurisdictional ones, has become the instrument of effectiveness and efficiency of international conventional climate law. As a result, the shortcomings of this right relating to the absence of compulsory jurisdiction, the non-compliance by States with their international commitments and the weakness of international control are largely offset by the effectiveness of the European and national legal system.

Les changements climatiques impactent de plus en plus la vie, le développement et la vulnérabilité de plusieurs communautés à travers le monde, lesquelles devant de plus en plus mitiger les risques naturels. Au Québec, la gestion des risques présente une philosophie de « retour à la normale » qui se penche davantage sur les dimensions d’intervention et de rétablissement. Cependant, à la lumière des incertitudes amenées par les changements climatiques, il est impératif que les communautés québécoises aient les capacités d’augmenter leur résilience face aux risques naturels qui s’accentuent rapidement. Ainsi, la capacité d’adaptation doit se retrouver au cœur de la gestion des risques. Cela dit, il existe peu d’outils d’évaluation de la capacité d’adaptation au Québec, entendue comme l’ensemble des ressources dynamiques disponibles et accessibles qui permettent une augmentation de la résilience et une diminution de la vulnérabilité en transformant positivement une communauté et son environnement. La présente recherche vise ainsi à développer une méthode d’analyse de la capacité d’adaptation des individus et des communautés québécoises touchées par les inondations à l’aide de systèmes d’information géographique (SIG), en utilisant la Ville de Saint-Raymond de Portneuf comme étude de cas. Ce projet se base principalement sur les concepts de vulnérabilité, de résilience et d’adaptation pour recenser des indicateurs pouvant servir à caractériser et évaluer la capacité des personnes et municipalités exposées aux inondations à mobiliser les ressources nécessaires pour non seulement atténuer les risques lors de tels événements, mais aussi mieux les prévenir et s’en préparer. Des données socioéconomiques et d’aménagement du territoire sont notamment mises à profit pour des fins d’analyse de même que des données issues d’un sondage effectué en 2014 à la suite d’une inondation majeure par la CAPSA, l’organisme de bassin versant de la région de Portneuf, en collaboration avec le comité Rivière de la Ville de Saint-Raymond. / Global climate change is increasingly impacting the well-being, development and vulnerability of communities across the world, whom must further mitigate disaster risk. In Québec, disaster risk management presents a “return to normal” philosophy that focuses primarily on intervention and short-term recovery. However, with the many uncertainties brought forth by global climate change, it is imperative that local communities in the province have the capacities to improve their resilience to natural hazards, which are becoming more devastating. Hence, the capacity to adapt must find itself at the heart of disaster risk management and sustainable development. That said, there are few tools that exist that enable decision-makers to assess adaptive capacity in Québec, which is understood as the dynamic resources that are available and accessible that increase resilience and reduce vulnerability by positively transforming a community and its environment. The present research seeks then to develop a method to evaluate the local citizens’ and their community’s adaptive capacity to flood risk with the help of GIS tools, using Saint-Raymond de Portneuf as a case study. This research founds itself on vulnerability, resilience et adaptation literature to elaborate indicators that could characterize and assess local capacities to mobilize the proper resources to not only cope with a flood event but also to better prevent and prepare for them in the long-term. Socio-economic et planning data are notably used as well as data taken from a survey conducted in 2014 following a major flood event by the CAPSA, the watershed organization in the Portneuf region, in collaboration with the Comité Rivière in the city of Saint-Raymond

Le Canada est le cinquième plus grand émetteur de gaz à effet de serre (GES) par habitant au monde et le quatrième plus grand producteur de pétrole brut. Il joue donc un rôle important dans la lutte aux changements climatiques. Considérant que les changements climatiques sont de plus en plus polarisant et politisés et que l’opinion publique peut représenter un frein important à l’action climatique, cette étude a pour objectif de dresser un portrait du scepticisme climatique au Canada. À l’aide d’une analyse en composantes principales, nous avons pu identifier quatre types de climato-sceptiques au Canada, soient les sceptiques anthropogénique (remettent en doute l’existence des changements climatiques anthropogéniques), d’impact (doutent que les changements climatiques aient des conséquences négatives pour eux ou pour autrui), de réponse (remettent en doute les capacités humaines et sociales à atténuer les effets de changements climatiques) et de responsabilité (doutent que le Canada ait une part de responsabilité dans les changements climatiques et minimisent le rôle qu’il devrait jouer dans la lutte). En nous appuyant sur des modèles de régressions linéaires et la technique des graphes orientés acycliques (GOA), nous avons dressé le profil sociodémographique des différents types de climato-sceptiques au Canada. Ainsi, nous avons découvert que les trois premières formes de scepticisme (anthropogénique, d’impact et de réponse) sont fortement corrélées et partagent plusieurs caractéristiques sociodémographiques. Ils ont plus de chance d’être de sexe masculin, d’être plus âgés, d’être moins éduqués, de vivre en zone rurale et d’être associés aux valeurs et aux partis politiques de droite. De plus, ce mémoire est le premier à révéler la présence de scepticisme de responsabilité au Canada. Nous constatons que le scepticisme de responsabilité s’appuie sur les mêmes arguments que les groupes de pression conservateurs qui ont pour objectif d’entraver et de ralentir la mise en place de politique climatique. Le scepticisme de responsabilité se démarque, car il s’agit de la forme de scepticisme climatique la plus répandue et qu'il est partagé par la majorité des résidents du Canada. Les sceptiques de responsabilité diffèrent des autres climato-sceptiques, car ils ont plus de chance d’avoir des revenus plus élevés que la moyenne et de s’associer au Parti Libéral du Canada. / As the fifth-largest per capita greenhouse gas (GHG) emitter and the fourth-largest crude oil producer in the world, Canada will play a major role in the fight against climate change. Considering the politicization of climate change, polarization on this issue, and the fact that public opinion is a major constraint on climate action, this study aims to draw a portrait of climate skepticism in Canada. Using principal component analysis, we identify four types of climate skeptics in Canada: anthropogenic skeptics (doubt the existence of anthropogenic climate change), impact skeptics (doubt that climate change will have negative consequences for themselves or others), response skeptics (doubt the human and social capacity to mitigate the effects of climate change) and responsibility skeptics (doubt that Canada has a share of responsibility in climate change and minimize the role it should play in the fight against it). Using linear regression models and the directed acyclical graphs technique, we developed a sociopolitical profile of different types of climate skeptics in Canada. We also found that the first three forms of skepticism (anthropogenic, impact, and response) are highly correlated and share several sociopolitical characteristics. They are more likely to be male, older, less educated, live in rural areas, and be associated with rightwing values and political parties. In addition, this thesis is the first to reveal the presence of responsibility skepticism in Canada. We find that responsibility skepticism relies on the same arguments as conservative think tanks that aim to obstruct and slow down the implementation of climate policy. Responsibility skepticism stands out because it is the most widespread form of climate skepticism, and is one held by the majority of residents in Canada. Responsibility skeptics differ from other climate skeptics in that they are more likely to have higher than average incomes and to associate themselves with the Liberal Party of Canada.

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