La diversité génétique des arbres tropicaux exploités pour leur bois est potentiellement menacée. Pourtant les mécanismes à l’origine de la distribution et de l’organisation de cette diversité génétique sont encore mal connus, notamment en Afrique. Parmi les hypothèses évoquées pour expliquer les patrons de diversité actuellement observés, l’hypothèse des refuges forestiers (liée aux changements climatiques du Tertiaire et du Quaternaire) est souvent la plus testée. Cependant, l’histoire commune des espèces forestières n’est pas toujours en accord avec les patrons phylogéographiques observés entre les espèces. Les différences de traits d'histoire de vie entre espèces, notamment leurs capacités de dispersion, pourraient influencer fortement la réponse des espèces aux changements environnementaux. La présente thèse ambitionne ainsi de caractériser le tempo de diversification des arbres des forêts tropicales africaines en relation avec les variations paléo-environnementales et d’évaluer l’impact éventuel de ces variations sur l’organisation de la diversité génétique au sein des populations. Elle ambitionne également de caractériser le système reproducteur et d’évaluer les capacités de dispersion des espèces en relation avec les pressions actuelles que subissent les forêts tropicales africaines.Afin d’atteindre ces objectifs, nous avons utilisé le genre Entandrophragma CDC (Meliaceae) qui compte une dizaine d’espèces distribuées des forêts humides guinéo-congolaises d’Afrique Centrale et de l’Ouest (E. angolense, E. cylindricum, E. candollei, E. utile, E. palustre), aux forêts humides des régions montagneuses d’Afrique de l’Est (E. excelsum), en passant par les forêts sèches des régions zambéziennes (E. bussei, E. caudatum, E. delevoyi, E. spicatum). Morphologiquement bien délimitées à l’exception de E. congoense parfois mis en synonymie avec E. angolense, les espèces forestières de ce genre sont caractérisées par la qualité de leur bois, qualité à l’origine de fortes pressions d’exploitation.Les relations phylogénétiques entre les espèces, basées sur le séquençage du génome chloroplastique complet et du ADN ribosomique confirment taxonomie actuelle (espèces généralement monophylétiques), et les délimitations au sein du genre à partir des caractères morphologiques (fleurs et fruits). Deux périodes majeures de diversification ont été inférées :au début du Miocène pour les sections et de la fin du Miocène au Pléistocène pour les espèces au sein des sections. La phylogénie montre trois transitions entre biomes, deux des forêts humides vers les forêts sèches et une vers les forêts de montagnes. Les phylogénies multi-marqueurs montrent également que E. congoense se distingue bien de E. angolense, ce qui a été confirmé par le génotypage de microsatellites nucléaires, mettant en évidence deux clusters génétiques correspondant aux espèces attendues. Chez les espèces des forêts tropicales humides, l’analyse comparative de l’organisation de la diversité génétique intraspécifique a permis de mettre en évidence le rôle de la trouée du Dahomey et de la ligne volcanique du Cameroun comme principales barrières aux flux de gènes entre l’Afrique de l’Ouest et l’Afrique Centrale. Cependant, nous observons une faible différentiation génétique au sein des forêts d’Afrique Centrale, avec aux plus deux clusters génétiques définis chez E. angolense et E. cylindricum et aucune congruence avec les zones traditionnellement proposées comme candidates de refuges forestiers. Cette faible différentiation serait probablement liée à des flux de gènes à longue distance observés chez ces espèces d’Entandrophragma.L’étude de la dispersion des graines et du pollen par analyses de parenté chez quatre espèces exploitées d’Entandrophragma (E. angolense, E. candollei, E. cylindricum, E. utile) révèle des événements de dispersion à longues distances (> 1000 m), associés à un système de reproduction principalement allogame (taux d’autofécondation < 10 %). Ces traits suggèrent que des arbres relativement isolés suite à l’exploitation sélective d’un peuplement forestier ne devraient pas rencontrer de problèmes de fertilité. Toutefois, l’analyse de la variation du succès reproducteur montre un pic de reproduction pour les arbres dont le diamètre à hauteur de poitrine est élevé et généralement supérieur au diamètre minimum d’exploitation (DME), ce qui peut affecter fortement le potentiel reproducteur d’un peuplement exploité. Ces résultats suggèrent que le DME devrait être augmenté en République du Congo afin d’assurer une gestion durable de la ressource.Cette thèse représente donc une contribution à la compréhension des processus évolutifs à l’origine de la diversité génétique des espèces forestières tropicales africaines. Elle fournit via l’analyse des flux de gènes, une contribution significative pour appréhender le devenir des populations d’arbres exploitées et favoriser une exploitation durable des ressources forestières. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le commerce international du bois tropical en rapport avec la gestion durable des forêts tropicales est un thème qui a profondément divisé les pays développés et les pays en voie de développement. En effet, le conflit porte sur les mesures commerciales unilatérales prises en vue de la gestion durable des forêts tropicales. De la même manière, des mesures de restriction commerciale sur le bois tropical ont été prises également au sein de la Convention international sur le commerce des espèces en voie d'extinction, plus connue comme CITES. Les pays en voie de développement revendiquent un ordre économique et commercial libre et ouvert, sans entraves et sans obstacles. En dernière instance, le commerce du bois tropical est régi par les règles du GATT/OMC, en tant que cadre commercial multilatéral globalisant. La question à laquelle la thése tente de répondre est la suivante: dans quelle mesure les règles du GATT/OMC peuvent coexister avec des mesures de protection des forêts tropicales?

Le rôle joué par les forêts tropicales dans le cycle du carbone à l'échelle planétaire est majeur. Tant par les énormes quantités stockées sous forme de bois, que par les flux de CO2 séquestrées annuellement dans les troncs et le sol. Plusieurs études mettent en évidence des changements structuraux au sein des forêts pantropicales durant les 20 dernières années, notamment une augmentation de la dynamique (recrutement et mortalité) (Lewis et al. 2004b; Phillips et al. 2004b) et de la biomasse aérienne ligneuse en forêt Amazonienne (Baker et al. 2004a). Ces changements de dynamique ont été mis en relation avec une disponibilité accrue en ressources auparavant limitantes (azote et CO2) et donc liés aux changements climatiques globaux. Cependant, les processus de régénération après perturbation dans un peuplement forestier génèrent, eux aussi, une réelle accumulation de biomasse. Des perturbations endogènes (chablis, glissements de terrains) ou exogènes (sécheresses, tempêtes ou actions anthropiques) pourraient être à l'origine de ces fluctuations de dynamique forestière. Sans une connaissance approfondie de l'état initial des forêts étudiées, il semble difficile de distinguer, localement, une accumulation de biomasse liée à un effet de régénération de celle liée à un forge climatique. La présente thèse cherche à investiguer s'il existe des stades de régénération au sein d'un même massif forestier, qui illustreraient différentes perturbations asynchrones. Ces stades sont déterminés sur la base de la structure forestière (densité, diamètre quadratique moyen) et au travers de l'architecture des arbres. Après avoir estimé les flux, stocks et bilans de biomasse sur le site d'étude, ceux-ci sont mis en relation avec des stades de régénération, pour montrer que les parcelles sont formées d'une majorité de stades en croissance et que cela engendre une accumulation nette de carbone durant la période de suivi (1991-2009). / As living trees constitute one of the major stocks of carbon in tropical forests, assessing the role of these ecosystems in the carbon cycle received an increasing scientific and political interest. A better understanding of variations in the dynamics and structure of tropical forests is necessary to predict the potential of these ecosystems to lose or store carbon, and to understand how they recover from disturbances. Recent findings showed an increase of the turn-over in pantropical forests (Phillips et al. 2004a) and an increase of above-ground biomass in neotropical forests (Baker et al. 2004a). These results were attributed to an increasing availability of abiotic ressources (CO2, nitrogen) enhancing forest dynamics. Nevertheless, these findings were controversial and some scientists pointed out statistical and methodological errors (Lewis et al. 2006a; Wright 2006).The present project is based on a very different point-of-view and makes a nother interpretation of these results. The main hypothesis of this study is that the observed changes in forest dynamics around the Amazonian basin and in French Guyana are the consequence of natural endogenous processes. Tropical forests are facing recurring disturbances of various intensities and scales, ranging from tree fall (several square meters) to major drought linked to El Niño events (thousands of hectares). Thus forests would never reach equilibrium, but would rather fluctuate between short periods of disturbance and long periods of regeneration. The main findings of this study are that forests at our site can be seen as a mosaic of areas at different structural and dynamical stages, most of them increasing in mean stem diameter and accumulating biomass. The overall biomass balance is a net biomass increase that might mainly be related to endogenous forest dynamic.

La thèse s’intéresse à l’émergence de la déforestation tropicale comme problème que doivent traiter les négociations internationales sur le changement climatique. Depuis 2005, les représentants gouvernementaux du monde entier investiguent les moyens d’organiser l’action internationale pour inciter, économiquement, à maintenir sur pied le stock de carbone des forêts tropicales. D’un tel projet découle une foule de problèmes que la thèse propose d’analyser par une enquête ethnographique et multisite. Certains sont engendrés par la dimension mondiale de l’entreprise : il faut décider entre Etats souverains, trouver des méthodes de mesure comparables et concevoir des systèmes de redistribution monétaires. Quand d’autres sont plus spécifiques aux pays forestiers tropicaux et leur forte dépendance à l’aide au développement : il faut faire avec les défaillances de l’administration et tenir compte de la parole des populations dites locales. La thèse montre que ces problèmes engendrent une activité distribuée, fragile et sélective. Parce que la coercition n’est pas possible, les ambitions de cet aménagement international sont modestes et les montages conçus pour inventer un mode de décision internationale, pour négocier la justesse des mesures du carbone ou pour induire des conduites morales font proliférer les médiations. / My work is about the constitution of tropical deforestation as a problem for climate change negotiations. Since 2005, governmental representatives have been investigating the means through which international action could be organized in order to maintain the carbon sequestered by tropical forests using economic incentives. This initiative has been fostering a range of issues that I analyze through a multisite ethnographical inquiry. Some of these problems are related to the initiative’s global dimension: sovereign states have to collectively decide, comparable measurement methods have to be created, and monetary redistribution systems have to be elaborated. Other problems are more specific to the situation of developing countries strongly dependent on development aid. In this latter case, public administration weaknesses cannot be ignored and the demands formulated by the so-called local communities cannot be bypassed. I show that these issues produce a distributed, fragile and selective activity. Since coercion is not an option, the ambitions of these international adjustments are modest and the arrangements created to invent international decision-making, to negotiate the right measure or to induce moral conducts make mediators proliferate.

Des études paléoécologiques suggèrent que la composition floristique, la structure et la répartition actuelle des forêts denses africaines ont été influencées par divers facteurs. En particulier, la mise en place de gradients écologiques à l’échelle du continent, depuis plusieurs millions d’années, a favorisé une spéciation parapatrique. Lors des changements climatiques passés, certaines régions qualifiées de « refuges forestiers » auraient été peu ou pas affectées par les variations climatiques, alors que les écosystèmes entre ces régions auraient été plus ou moins profondément remaniés, favorisant une spéciation allopatrique des espèces forestières. En Afrique l’identification des refuges forestiers et leur rôle dans la spéciation et dans la configuration des patrons de répartition géographique de la diversité génétique restent insuffisamment documentés.Cette problématique est abordée ici à travers le genre Khaya (Meliaceae), un genre modèle dont les espèces présentent des affinités écologiques variables. Ce travail multidisciplinaire, qui mobilise des approches botanique, phylogéographique et de modélisation de niches climatique, a pour objectifs (1) de préciser les limites taxonomiques des espèces de ce genre et de comprendre les événements de spéciation ayant conduit à la distribution et à la structuration actuelle de ces dernières ; (2) d'analyser les patrons phylogéographiques de Khaya anthotheca et de K. ivorensis ; (3) de tester la force de la relation entre les patrons de diversité génétique, les gradients écologiques et les refuges forestiers supposés du Plio-Pléistocène ; (4) d'identifier les niches climatiques potentielles de toutes les espèces de Khaya et la variation dans leur distribution géograhique au cours du temps.Nos résultats mettent en évidence : (i) la présence de cinq groupes génétiques disctincts dans le complexe K. anthotheca. L’analyse des caractères botaniques a conduit à l’identification des mêmes groupes, permettant de caractériser cinq espèces différentes. Trois de ces cinq espèces présentent des distributions allopatriques ou parapatriques, et deux d'entre elles se retrouvent localement en sympatrie, dont une espèce nouvelle pour la science ; (ii) une corrélation significative entre le chevauchement des niches, paire par paire, de ces cinq espèces et la distance génétique séparant chaque paire ; (iii) un contraste entre les zones de forte diversité du génome nucléaire et celles du génome cytoplasmique de K. ivorensis, qui ne permet pas de séparer clairement les populations malgré la présence de deux clusters génétiques dus à un isolement par la distance ; et (iv) la reconnaissance et la description de neuf espèces au sein du genre Khaya. Toutes ces nouvelles connaissances permettent d’éclairer la structuration de la biodiversité des forêts africaines et de poser les bases d'une stratégie de conservation et de gestion durable de ces espèces, très recherchées tant pour leur bois que pour des usages médicinaux. / Paleoecological studies suggest that the floristic composition, the structure and the current distribution of African dense tropical forests have been influenced by several factors. In particular, the establishment of ecological gradients at the scale of the continent over last several million years has favored parapatric speciation. Also, during past climatic changes, certain regions considered to be « forest refugia » are supposed to have been little (or not) affected by climatic variations, whereas ecosystems located between these regions were more or less profoundly modified, favoring allopatric speciation of forest species. Gaps remain in the identification of forest refugia in Africa, and their role in speciation and in shaping patterns in geographic distribution of genetic variation is insufficiently studied.These questions are addressed here in a study covering the genus Khaya (Meliaceae), a model genus whose species present variable ecological affinities. This multidisciplinary study, which mobilizes botanical, phylogeographic and climatic niche-modeling approaches, has the following objectives : (1) to define the taxonomic limits of species of the genus and to understand the speciation events that led to their current distribution and geographical genetic structuring ; (2) to analyze the phylogeographic patterns of Khaya anthotheca and of K. ivorensis ; (3) to test the force of the relationship between patterns of genetic diversity, ecological gradients and putative Plio-Pleistocene forest refugia ; (4) to identify the potential climatic niches of all species of Khaya and estimate how their geographic distributions shifted over time.Our results show the following : (i) the presence of five distinct genetic groups within the K. anthotheca complex. Analysis of botanical characters led to identification of the same groups, permitting the characterization of five different species. Three of these present allopatrique or parapatric distributions and two of them are locally found in sympatry, one of which is a species new to science ; (ii) a significant correlation between niche overlap, for each pair of these five species and the genetic distance separating each pair ; (iii) a contraste between zones of high diversity of the nuclear genome and zones of high diversity of the cytoplasmic genome of K. ivorensis, so that it is not possible to clearly separate the populations despite the presence of two genetic clusters owing to isolation by distance ; and (iv) the recognitiion, and the description of nine spcies in the gens Khaya.All this new knowledge sheds light on the structuring of biodiversity of African forests and contributes to laying the foundation for a strategy of conservation and sustainable management of these species, greatly sought after not only for their timber but also because of their medicinal uses.

Le Parc National de Kahuzi-Biega (PNKB) se localise dans l’Est de la R.D. Congo, à une trentaine des kilomètres au Nord de la ville de Bukavu, (province du Sud-Kivu). Ce parc couvre une superficie de 6.000 km² dont 5.400 km² situés en basse altitude (600-1200 m d’altitude) et 600 km² constituent le secteur de haute altitude occupée par les forêts de montagne (1800-3308 m). Depuis environ une décennie, la liane indigène Sericostachys scandens Gilg & Lopr. (Amarantaceae) se répand rapidement dans les forêts de montagne au PNKB. L’extension de cette liane, et ses conséquences supposées sur la biodiversité et la régénération de la forêt inquiètent les gestionnaires du Parc. Le travail a examiné trois aspects de l’écologie de l’invasion par S. scandens dans le Parc. Premièrement, on a examiné les traits fonctionnels susceptibles d’expliquer une aptitude élevée à l’invasion chez S. scandens. Une approche comparative avec trois espèces de lianes non envahissantes coexistant dans le même habitat montre que S. scandens présente une allocation de biomasse aux diaspores significativement plus élevée. En plus, elle combine une reproduction sexuée intense et une capacité de reproduction végétative. Cette liane se distingue également des trois autres par un taux de ramification plus élevé. Par contre, les traits foliaires ne sont pas systématiquement différents. De même, le taux de germination des graines de S. scandens ne diffère pas significativement de ceux des autres lianes étudiées. Cependant, il est significativement plus élevé en canopée ouverte qu’en canopée fermée, et en forêt ombrophile qu’en forêt de bambous. L’ensemble des traits qui caractérisent S. scandens peut contribuer à expliquer sa plus grande capacité d’invasion, comparativement aux trois autres lianes. Deuxièmement, on a examiné les attributs des écosystèmes susceptibles de les rendre vulnérables à l’invasion. Les résultats suggèrent que les perturbations favorisent les invasions dans les écosystèmes. Les perturbations (coupes, feu, …) qui ont accompagné les conflits dans la zone du Parc sont, très probablement, le facteur ayant déclenché l’invasion. Enfin, le travail a examiné les impacts de l’invasion sur la biodiversité et la régénération des forêts. Les résultats montrent que, effectivement, S. scandens a un impact négatif, et que cet impact pourrait contribuer à renforcer le succès invasif de S. scandens (feed-back positif). Le travail aboutit à des recommandations pour la gestion du Parc. La gestion doit avant tout être préventive, c’est-à-dire i) empêcher de nouveaux déboisements et ii) éliminer S. scandens au tout début de son installation dans un site perturbé.

L'augmentation importante de la population mondiale, et par conséquent de ses besoins, exerce une pression de plus en plus importante sur les surfaces forestières. L'outil le mieux adapté au suivi des forêts, à l'échelle du globe, est la télédétection. C'est dans ce contexte que se situe ce travail de thèse, qui vise à améliorer l'estimation des paramètres biophysiques des arbres à partir de données de télédétection. L'originalité de ce travail a été d'étudier cette estimation des paramètres biophysiques en menant plusieurs études de sensibilité avec une démarche expérimentale sur des données expérimentales et sur des données simulées. Tout d'abord, l'étude s'est portée sur des séries temporelles de mesures de diffusiométrie radar obtenues sur deux sites : l'un constitué d'un cèdre en zone tempérée et l'autre d'une parcelle de forêt tropicale. Puis, cette étude de sensibilité a été poursuivie en imageant, avec une résolution élevée, plusieurs parcelles aux configurations différentes à l'intérieur d'une forêt de pin. Enfin, des données optiques et radars simulées ont été fusionnés afin d'évaluer l'apport de la fusion de données optique et radar dans l'inversion des paramètres biophysiques.

La gouvernance doit être considérée comme le principal enjeu du développement durable. En effet, un rapport du Programme des Nations Unies pour l’Environnement conclut : « une révision complète de la manière dont la planète est gérée est urgente si nous voulons répondre aux défis que pose le développement durable ». Partant du postulat selon lequel les problèmes environnementaux ont des racines dans la manière dont les humains s’organisent, quiconque cherche à solutionner ces problèmes devrait s’intéresser à la gouvernance. Toutefois, la gouvernance est un concept qui se décline en plusieurs variantes et il importe de préciser de quoi on parle. Dans ce contexte, la gestion en commun et la décentralisation semblent être des concepts incontournables permettant d’aborder adéquatement la gouvernance des ressources naturelles. La gestion d’une ressource naturelle par les usagers au niveau local – la gestion en commun – n’est pas un phénomène nouveau. Les différentes communautés forestières à travers le monde ont depuis plusieurs siècles développées leurs propres systèmes de règles pour encadrer l’accès aux ressources forestières desquelles dépendent directement leurs communautés. Dans plusieurs d’entre elles, l’accès aux différentes ressources forestières demeure à bien des égards encadré par des institutions traditionnelles. À un autre niveau, depuis l’époque coloniale, la quasi-totalité des pays à travers le monde ont, à des degrés divers, dans différents domaines, mis en place une gouvernance centralisée. Le domaine forestier notamment était alors intégré au domaine public, placé sous la tutelle de l’État à qui revenait l’ensemble des décisions le concernant : planification, gestion, exploitation, etc. Depuis quelques décennies toutefois, plusieurs observateurs soulignent le fait que les États semblent avoir échoué, que ce soit par manque de ressources, de capacité ou d’intérêt, à assurer une gestion durable des forêts. On se questionne alors à savoir si les problèmes de développement durable entourant les forêts (déforestation, dégradation des habitats, déclin de la biodiversité, pertes de services écologiques, pauvreté, inégalités, etc.) pourraient être attribuables une prise de décision centralisée. Dans ce contexte, plusieurs postulent qu’une partie de la solution à ces problèmes pourrait passer par une des modes de gouvernance alternatifs, plus précisément par une prise de décision moins centralisée. On défend de plus en plus l’idée selon laquelle il y une réelle plus-value à une implication active des populations locales dans la prise de décision sur les ressources forestières desquelles elles dépendent. À ce titre, l’idée qu’on ne peut plus exploiter les forêts au détriment ou sans considération pour les populations qui y vivent semble faire consensus depuis le Sommet de la Terre de Rio en 1992. Cette idée, loin de se limiter aux cercles académiques, se manifeste un peu partout à travers le monde par des politiques publiques qui reconnaissent des droits, des pouvoirs et des responsabilités aux communautés locales en matière de gestion des ressources forestières. Les observations montrent que le passage d’une gouvernance centralisée à une gouvernance « décentralisée » implique plus qu’une nouvelle législation, qu’il ne faut pas confondre changements législatifs et changements dans les modes de gouvernance. En effet, plusieurs décennies de centralisation ont altéré de manière significative et durable les institutions traditionnelles qui régulaient jusque-là l’accès aux ressources forestières dans les communautés. Dans ce contexte, il ne suffit pas de reconnaître des droits, des pouvoirs et des responsabilités aux communautés locales pour que les communautés reprennent la gestion des forêts là où elles l’avaient laissée. L’intégration d’un registre institutionnel traditionnel à un registre proprement moderne est un processus complexe. La décentralisation peut induire des effets pervers sur les rapports de force qui existent entre les acteurs au niveau local. La décentralisation peut être synonyme d’une prise de décision sur le long terme, respectueuse de l’environnement et des spécificités locales, mais pour ce faire elle doit s’intégrer au paysage institutionnel local et non tenter de s’y substituer. Ultimement, la décentralisation repose sur la capacité des acteurs impliqués à inventer de nouveaux communs, à capitaliser sur le capital social existant, à mettre en place de nouvelles institutions et à s’adapter aux capacités locales. Le Cameroun a entrepris en 1994 la réforme de son secteur forestier sous le thème de la décentralisation. Le pays a notamment offert la possibilité aux communautés de mettre en place des forêts communautaires. Ainsi, les communautés mises à l’écart d’une partie importante des décisions sur l’exploitation des forêts depuis plus d’un siècle se sont vues offrir la possibilité d’obtenir des droits, des pouvoirs et des responsabilités formelles sur le territoire sur lequel elles exercent des droits traditionnels informels. Après 20 ans de mise en œuvre, les observations montrent que l’articulation entre les registres institutionnels moderne et traditionnel cause de nombreuses problématiques de gouvernance dans les forêts communautaires camerounaises. Les institutions mises en place dans le cadre de cette gouvernance décentralisée ne semblent pas être adaptées aux contextes locaux. Le capital social et les institutions locales sur lesquels repose la gestion en commun ne sont pas valorisés. Au final, même si les communautés locales possèdent de réelles capacités en matière de gestion des ressources forestières, le bon fonctionnement des nouvelles institutions implique pour les communautés de mobiliser d’importantes ressources financières, de maîtriser un langage technique proprement moderne et ultimement, elles ne parviennent pas à s’approprier le processus et se retrouvent dépendantes d’acteurs externes. Au final, parce qu’elles ne s’y retrouvent plus dans ces nouvelles manières de fonctionner, elles se désintéressent de la forêt communautaire et c’est tout le processus qui manque sa cible.

L'augmentation importante de la population mondiale, et par conséquent de ses besoins, exerce une pression de plus en plus importante sur les surfaces forestières. L'outil le mieux adapté au suivi des forêts, à l'échelle du globe, est la télédétection. C'est dans ce contexte que se situe ce travail de thèse, qui vise à améliorer l'estimation des paramètres biophysiques des arbres à partir de données de télédétection. L'originalité de ce travail a été d'étudier cette estimation des paramètres biophysiques en menant plusieurs études de sensibilité avec une démarche expérimentale sur des données expérimentales et sur des données simulées. Tout d'abord, l'étude s'est portée sur des séries temporelles de mesures de diffusiométrie radar obtenues sur deux sites : l'un constitué d'un cèdre en zone tempérée et l'autre d'une parcelle de forêt tropicale. Puis, cette étude de sensibilité a été poursuivie en imageant, avec une résolution élevée, plusieurs parcelles aux configurations différentes à l'intérieur d'une forêt de pin. Enfin, des données optiques et radars simulées ont été fusionnés afin d'évaluer l'apport de la fusion de données optique et radar dans l'inversion des paramètres biophysiques. / The significant increase of the world population, and therefore its needs, pushes increasingly high in forest areas. The best tool for monitoring forest across the globe is remote sensing. It is in this context that this thesis, which aims to improve the retrieval of biophysical parameters of trees from remote sensing data, takes place. The originality of this work was to study the estimation of biophysical parameters across multiple sensitivity studies on experimental data and simulated data. First, the study focused on the time series of radar scatterometry measurements obtained on two sites: one characterized by a cedar in the temperate zone and the other by a forest plot of rainforest. Then, the sensitivity analysis was continued by imaging with high resolution, several forest plots with different configurations within a pine forest. Finally, simulated radar and optical data were combined to evaluate the contribution of optical and radar data fusion in the inversion of biophysical parameters.

La biodiversité des forêts tropicales humides (FTH) est inégalement répartie dans les trois principales régions des tropiques : les Néotropiques, l’Asie du sud-est et l’Afrique tropical. Même si les forêts africaines contiennent une diversité en espèces végétales et un endémisme importants, leur richesse spécifique reste faible par rapport aux autres massifs forestiers tropicaux. Cette disparité serait liée à l’impact négatif d’événements d’extinction durant le Cénozoïque plus intenses dans les forêts africaines. A l’échelle du bassin du Congo, les niveaux de diversité important et l’endémisme des forêts africaines seraient liés à l’hypothèse d’existence de forêts refuges du passé. Cette hypothèse suggère une contraction des forêts en ‘refuges’ durant les événements climatiques du Dernier Maximum Glacier (DMG, entre 24’000 et 12’000 Ans).L’objectif principal de cette thèse est d’étudier l’évolution des forêts africaines en réponse aux changements climatiques sur des pas de temps anciens (millions d’années) et plus récent (milliers d’années). Pour cela nous étudions deux groupes de palmiers Africains : les rotins de la sous-tribu des Ancistrophyllinae et le genre de sous-bois des FTH d’Afrique Centrale Podococcus composé de deux espèces P. barteri et P. acaulis. Le premier groupe nous renseigne sur les événements d’extinctions anciens durant le Cénozoïque, alors que le second permet d’étudier la réponse des FTH face aux changements climatiques du Pléistocène. L’approche utilisée dans cette thèse consiste à 1) reconstruire l’histoire évolutive des rotins, et 2) inférer la dynamique évolutive des deux espèces de Podococcus dans le temps. Cinq objectifs spécifiques structurant deux grandes parties de la thèse ont été retenus. Première partie : (i) reconstruire les relations phylogénétiques chez les Ancistrophyllinae à l’aide de marqueurs chloroplastiques et nucléaires, (ii) estimer les âges de divergences puis tester l’impact des événements d’extinction chez les Ancistrophyllinae. Seconde partie : (iii) construire les modèles de niches écologiques et inférer les zones de stabilité écologique des deux espèces de Podococcus depuis le DMG, (iv) reconstruire les relations phylogéographiques chez Podococcus à partir de plastomes entier obtenus avec du Séquençage Nouvelle Génération ‘NGS’ et (v) évaluer la concordance entre la diversité génétique et la stabilité écologique des populations de Podococcus.Les résultats suggèrent que les espèces d’Ancistrophyllinae se sont probablement diversifiées de manière constante mais avec un taux d’extinction assez élevé ponctué par un ou plusieurs événements d'extinction sévères au cours du Cénozoïque. Les Ancistrophyllinae ont divergé durant l’Eocène et la plupart des espèces sont apparues après 10 Ma durant la fin du Miocène et du début du Pliocène. Chez le genre Podococcus, une corrélation significative entre la diversité génétique unique et la stabilité écologique a été démontré appuyant l’hypothèse des forêts refuges. Les populations écologiquement stables et diversifiées sont principalement localisées dans les zones montagneuses comme les Monts de Cristal et les Monts Doudou au Gabon, mais aussi dans les forêts littorales atlantiques au Gabon et au Cameroun. Par contre la plupart des populations datent d’avant le DMG ce qui traduit une réponse des espèces sur plusieurs cycles glaciers. Les résultats de cette thèse montrent que les changements climatiques anciens et plus récents ont fortement influencé l’évolution et la dynamique des espèces forestières d’Afrique Centrale. De plus, nos résultats ont permis d’identifiés les forêts côtières comme prioritaires pour la conservation de la diversité en Afrique Centrale. / Tropical rain forests (TRF) biodiversity is not equally distributed between the three main tropical regions: Neotropics, South East Asia and tropical Africa. Even though African rain forests display high levels of diversity and endemism, this diversity is low compared to that of the other tropical regions. One of the main hypotheses advanced to explain this lower species diversity is that the African flora has undergone higher extinction rates during the Cenozoic. Across the Congo basin, high levels of species diversity and endemism is thought to be linked to the hypothesis of forest refugia. This hypothesis suggests a contraction of rain forests in 'refugia' during the Last Glacial Maximum (LGM, between 24’000 and 12’000 Years).The aim of this thesis is to study the evolution of African rain forests in response to climate change on ancient (million years) and more recent (thousands of years) time scales. For this we study two groups of African palms: the rattans of the sub-tribe Ancistrophyllinae and the understory genus of Central African TRF Podococcus with two species P. barteri and P. acaulis. The first group provides information about ancient extinctions events during the Cenozoic, while the second is used to study the response of TRF during Pleistocene climate change in Central Africa. The approach used in this thesis is to 1) reconstruct the evolutionary history of African rattans, and 2) to infer the evolutionary dynamics of the two species of Podococcus through time. The five specific objectives structuring two main parts of the thesis are: First part: (i) reconstruct phylogenetic relationships among Ancistrophyllinae using plastid and nuclear markers, (ii) estimate divergence times and test the impact of extinction events on Ancistrophyllinae. Second part: (iii) build ecological niche models and infer the areas of habitat stability of the two species of Podococcus from the LGM, (iv) reconstruct phylogeographic relationships of populations of Podococcus from whole plastomes obtained using Next Generation Sequencing and (v) assess the correlation between genetic diversity and ecological niche stability of all populations of Podococcus.Results suggest that Ancistrophyllinae has possibly undergone a constant diversification with a relatively high extinction rate punctuated by one or more severe extinction events during the Cenozoic. Ancistrophyllinae diverged during the Eocene with most species originating to the Late Miocene after 10 Ma. In the genus Podococcus, a significant correlation between the unique genetic diversity and habitat stability was demonstrated supporting the hypothesis of forests refugia in Central Africa. Ecologically stable and diverse populations are mainly located in mountainous areas such as Monts de Cristal and Monts Doudou in Gabon, but also in the Atlantic coastal forests in Gabon and Cameroon. In contrast, most of the populations predate the LGM reflecting that species respond over several glacial cycles. Results of this thesis highlight that ancient and recent climate changes have strongly influenced the evolution and dynamics of Central African forests. In addition, our results allowed the identification of African Atlantic coastal forests as an important conservation priority.