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Comprendre comment la biodiversité des prairies répond aux changements d’utilisation des terres constitue un enjeu majeur pour la conservation de la biodiversité et le maintien des services écosystémiques dans les paysages agricoles. Dans ce travail de thèse, nous avons cherché (i) à analyser la réponse simultanée d’un ensemble de taxons appartenant à différents niveaux trophiques (plantes, herbivores, pollinisateurs, prédateurs) aux changements d’utilisation des terres agissant à différentes échelles spatiales et temporelles ; (ii) à approcher les mécanismes impliqués dans cette réponse et notamment le rôle des interactions trophiques. Notre approche est basée sur l’utilisation de multiples traits fonctionnels liés à l’acquisition des ressources, la taille et la mobilité des organismes. Nous avons testé la réponse de ces traits à l’histoire des paysages, leur configuration et leur composition. Nous montrons qu’il existe une réponse générale de la diversité fonctionnelle multitrophique aux changements d’utilisation des terres. Nous mettons en évidence l’importance des effets historiques du changement d’utilisation des terres à l’échelle des paysages agricoles menaçant le maintien de communautés fonctionnellement diversifiées dans ces paysages. En considérant un set de traits multiples, notre travail a permis d’approcher certains mécanismes par lesquels les changements d’utilisation des terres présents et passés impactent différentes facettes de la biodiversité. Enfin, l’utilisation des traits fonctionnels a permis d’appréhender l’importance des interactions trophiques et leur implication dans la structuration des communautés animales dans les milieux agricoles. / Understanding how grassland biodiversity responds to land use intensification is crucial for both biodiversity conservation and the management of key ecosystem services in agricultural landscapes. My PhD aims at (i) identifying and generalising the effects of land use intensification operating at different spatial and temporal scales across multiple taxonomic groups and trophic levels (plants, herbivores, pollinators, predators and top-predators) ; (ii) investigating the underlying mechanisms of biodiversity response, and particularly the role of trophic interactions. We used multiple functional traits related to resource acquisition, the size of the organisms and their mobility. We tested how multitrophic functional trait diversity responded to landscape history, composition and heterogeneity. Considering multiple taxonomic groups simultaneously, our study brings out a clear response of overall biodiversity to land use intensification. We found that legacy effects of land use intensification operating at the landscape scale are major drivers of present-day multitrophic functional trait diversity in agricultural landscapes. By considering a core set of organismal traits reflecting similar functions across trophic levels, our approach reveals multiple dimensions by which land use intensification filters out biodiversity over time and allows us to generalise its effect across multiple trophic levels and trait-spectrum. Finally, trait-based approach allowed us to assess the importance of trophic interactions and their contribution in shaping animal communities in agricultural landscapes.

Cette thèse étudie les conditions d'efficacité d'un portefeuille de politiques pour réduire les émissions de gaz à effet de serre du secteur électrique. Il est montré qu'en présence d'incertitude, le prix du carbone issu d'un marché de permis d'émissions peut ne pas entraîner suffisamment de réductions d'émission, justifiant l'ajout d'une politique au marché de permis, par exemple une subvention renouvelable. Dans le cadre d'une transition vers une production électrique décarbonée, l'accumulation du capital électrique génère des effets dynamiques complexes. Il est montré que l'utilisation naïve du signal-prix du carbone ou de critères statiques pour évaluer les investissements peut alors conduire à un sous-investissement en capital vert. L'effet d'une modification à la marge du portefeuille de politiques actuel est également étudié. Il est montré en particulier que si on suppose une seule technologie de production fossile à taux d'émission constant, contrainte par un plafond d'émissions - donc toutes les réductions d'émissions proviennent des renouvelables - augmenter à la marge le tarif d'achat renouvelable réduit le prix de l'électricité perçu par le consommateur, et ce paradoxalement même si la taxe à la consommation nécessaire pour financer le tarif augmente. Cette thèse réalise enfin une évaluation qualitative du portefeuille actuel de politiques climat-énergie en France. Cet examen montre que les multiples défaillances du prix du carbone justifient l'utilisation d'une combinaison de politiques, même si le portefeuille cible varie en fonction des hypothèses sur les trajectoires du prix du carbone.

Deux approches principales existent pour évaluer la robustesse des codes génétiques et des séquences de codage. L'approche statistique est basée sur des estimations empiriques de probabilité calculées à partir d'échantillons aléatoires de permutations représentant les affectations d'acides aminés aux codons, alors que l'approche basée sur l'optimisation repose sur le pourcentage d’optimisation, généralement calculé en utilisant des métaheuristiques. Nous proposons une méthode basée sur les deux premiers moments de la distribution des valeurs de robustesse pour tous les codes génétiques possibles. En se basant sur une instance polynomiale du Problème d'Affectation Quadratique, nous proposons un algorithme vorace exact pour trouver la valeur minimale de la robustesse génomique. Pour réduire le nombre d'opérations de calcul des scores et de la borne supérieure de Cantelli, nous avons développé des méthodes basées sur la structure de voisinage du code génétique et sur la comparaison par paires des codes génétiques, entre autres. Pour calculer la robustesse des codes génétiques naturels et des génomes procaryotes, nous avons choisi 23 codes génétiques naturels, 235 propriétés d'acides aminés, ainsi que 324 procaryotes thermophiles et 418 procaryotes non thermophiles. Parmi nos résultats, nous avons constaté que bien que le code génétique standard soit plus robuste que la plupart des codes génétiques, certains codes génétiques mitochondriaux et nucléaires sont plus robustes que le code standard aux troisièmes et premières positions des codons, respectivement. Nous avons observé que l'utilisation des codons synonymes tend à être fortement optimisée pour amortir l'impact des changements d'une seule base, principalement chez les procaryotes thermophiles. / There are two main approaches to assess the robustness of genetic codes and coding sequences. The statistical approach is based on empirical estimates of probabilities computed from random samples of permutations representing assignments of amino acids to codons, whereas, the optimization-based approach relies on the optimization percentage frequently computed by using metaheuristics. We propose a method based on the first two moments of the distribution of robustness values for all possible genetic codes. Based on a polynomially solvable instance of the Quadratic Assignment Problem, we propose also an exact greedy algorithm to find the minimum value of the genome robustness. To reduce the number of operations for computing the scores and Cantelli’s upper bound, we developed methods based on the genetic code neighborhood structure and pairwise comparisons between genetic codes, among others. For assessing the robustness of natural genetic codes and genomes, we have chosen 23 natural genetic codes, 235 amino acid properties, as well as 324 thermophilic and 418 non-thermophilic prokaryotes. Among our results, we found that although the standard genetic code is more robust than most genetic codes, some mitochondrial and nuclear genetic codes are more robust than the standard code at the third and first codon positions, respectively. We also observed that the synonymous codon usage tends to be highly optimized to buffer the impact of single-base changes, mainly, in thermophilic prokaryotes.

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Cette recherche démontre que, compte tenu des tendances passées dans les comportements individuels face à la participation au marché du travail, l’augmentation de l’âge normal de la retraite n’est ni urgente ni nécessaire au Canada si son seul objectif est de pallier une augmentation de la durée de la retraite. Par ailleurs, si l’accueil d’un nombre toujours grandissant d’immigrants alimente la croissance de la main-d’œuvre, il entraîne aussi un déficit fiscal non négligeable. Celui-ci est toutefois en bonne partie lié au sous-emploi de cette main-d’œuvre potentielle; sous-emploi qui affecte aussi la population native, alimentant ainsi les risques de pénurie de main-d’œuvre. D’une part, et contrairement à l’opinion répandue selon laquelle l’allongement de la vie a été accompagné d’un rétrécissement du nombre d’années dédiées au travail, la durée de vie au travail en 2016 a augmenté de 4,96 ans et représente une part plus importante de l’espérance de vie, soit 3,55 points de pourcentage, comparé à son niveau en 1981. En outre, bien que l’évolution de la structure par âge de la population ait exercé une pression à la baisse (−11,7%) sur la croissance de l’offre agrégée de travail, les changements de comportement individuel quant à la participation au travail (19,3%) et les heures travaillées (5,8%) ont plus que compensé cet effet, entre 1981 et 2016. Au cours de cette période, les comportements individuels, notamment la participation des femmes au marché du travail, ont connu de profonds changements. Si ces changements étaient déjà connus et pleinement documentés, la quantification de leur contribution à l’offre individuelle et agrégée de travail le sont moins. Cette étude vient combler ce vide. Par exemple, et comme on pouvait s’y attendre, la participation des femmes au marché du travail a été la principale source de l’offre additionnelle de travail entre 1981 et 2016, contribuant 9,6 ans (contre 0,25 an pour les hommes) au changement de la durée de vie au travail. Au vu de ces résultats, le vieillissement de la population n’a pas encore entraîné une diminution de la durée de la vie active qui justifierait une augmentation de l’âge normal de la retraite au Canada. D’autre part, si l’immigration explique à elle seule 32,9% de l’augmentation de l’offre de travail entre 1981 et 2016, cette contribution n’est pas à coût nul. Par exemple, entre 1997 et 2015, les immigrants, comparés aux natifs du même âge, ont reçu 110$ de plus et contribué 3 520$ de moins en transferts publics. Ainsi, au même âge, l’immigrant moyen a reçu 3 640 en transferts nets de plus que le natif moyen. Toutefois, 85% de ce surplus provient des déséquilibres sur le marché du travail, dont le sous-emploi de cette main-d’œuvre potentielle. En effet, les résultats de cette recherche montrent que le sous-emploi représente un défi important dans un contexte de vieillissement de la population et de pénurie de main-d’œuvre appréhendée. S’il touche plus durement la population immigrante, il affecte aussi les natifs. Ainsi, en moyenne entre 1981 et 2016, 20,1% des travailleurs canadiens ont été en situation de sous-emploi, alors que le plein emploi aurait contribué à l’ajout de 1,5 million (±0,2) de travailleurs équivalent temps plein. Ces résultats découlent de l’application de plusieurs méthodes notamment la méthode de Sullivan (Sullivan, 1971), le modèle de changement continu (Horiuchi et al., 2008) ainsi que l’optimal matching et l’analyse des clusters sur un large éventail de données. Les sources de données incluent les recensements, les estimations de la population, les enquêtes sur la main-d’œuvre, la santé, et la consommation, au Canada et aux États-Unis. Cette recherche vient nuancer certaines des conséquences prétendues du vieillissement de la population sur la main-d’œuvre canadienne, tout en apportant un nouvel éclairage sur les solutions à mettre de l’avant afin de faire face à certains défis au cours des prochaines décennies. Si l’immigration peut ici jouer un rôle non négligeable, un meilleur arrimage entre l’offre et la demande de travail réduirait le sous-emploi parmi l’ensemble de la population canadienne, tout en améliorant leur niveau de vie. Les discussions sur l’augmentation de l’âge normal de la retraite ou des quotas d’immigration ne peuvent ignorer un tel constat. / This research demonstrates that, given past trends in individual behaviour in the labour market, increasing the normal retirement age is neither urgent nor necessary in Canada if its sole purpose is to offset an increase in the duration of retirement. Moreover, while the inflow of ever-increasing numbers of immigrants fuels labour force growth, it also creates a significant fiscal deficit. However, this deficit is largely related to the underemployment of this potential workforce, which also affects the native population, thus fuelling the risk of labour shortages. On the one hand, and contrary to the widespread opinion that population ageing has led to shrinking worklife for financing longer lifespan, Worklife Duration increased by 4,96 years and 3,55 percentage points of life expectancy over the last four decades. Furthermore, although the change in the age structure of the population has put a slight downward pressure (−11,7%) on the growth of aggregated labour supply, changes in individual behaviour regarding labour participation (19,3%) and worked hours (5,8%) have more than compensated for this effect between 1981 and 2016. During this period, individual behaviours, including women’s participation in the labour market, have undergone profound changes. While these changes were already known and fully documented, their contribution to individual and aggregate labour supply is less so. This study fills this gap. For example, and not surprisingly, women’s participation in the labour market was the main source of additional labour supply between 1981 and 2016, contributing 9,6 years (compared to 0,25 year for men) to the change in worklife duration. Given these results, population aging has not yet resulted in a decrease in working life which would justify an increase in the normal retirement age in Canada. On the other hand, while immigration alone accounts for 32,9% of the increased labour supply between 1981 and 2016, this contribution is at not zero cost. For example, between 1997 and 2015, immigrants, compared to natives at the same age, received $110 more and contributed $ 3 520 less, in public transfer. As a result, the average immigrant has received $3 640 in net transfer more than the average native. However, 85% of this deficit arises from the labour market imbalances such as the underemployment of this potential labour supply. Indeed, the results of this research show that underemployment represents a major challenge in the context of an aging population and a perceived labour shortage. While it affects the immigrant population most severely, it is also prevalent among native workers. Thus, on average, between 1981 and 2016, 20,1% of Canadian workers were underemployed, while full employment would have contributed an additional 1,5 million (±0,2) full-time equivalent workers. This study uses various methods, including the Sullivan method (Sullivan, 1971) and the model of continuous change (Horiuchi et al., 2008), as well as optimal matching and cluster analysis on a wide range of data. The data sources include censuses, population estimates, labour force, and health and consumer surveys in Canada and the United States. This research brings new evidence to the debates around the consequences of population aging on the Canadian workforce while shedding new light on the solutions to be put for facing the challenges in the coming decades. While immigration can play an important role, a better match between labour supply and demand would reduce underemployment among the Canadian population while improving their standard of living. Discussions about increasing the normal retirement age or immigration quotas cannot ignore such a finding.