La Province Volcanique du Rungwe (PVR) en Afrique de l’Est abrite diverses archives continentales (séquence de loess-paléosols, tourbières, lacs) permettant d’étudier les changements environnementaux passés des zones tropicales continentales. Ce travail s’est intéressé à l’applicabilité des alkyl tetraéthers de glycérol (tetraéthers) et des n-alcanes comme biomarqueurs de ces changements passés. Leur analyse le long de transects altitudinaux a permis de rendre compte de la capacité des tetraéthers à enregistrer de faibles changements de température de l’air dans la région. En conséquence, une calibration régionale a été établie afin d’améliorer les reconstructions de température de l’air en Afrique de l’Est. Au contraire, il est apparu que la composition isotopique de l’hydrogène des n-alcanes (δ²Hwax) était impactée par des paramètres physiques et biologiques supplémentaires ce qui complique son utilisation pour suivre les changements de température à l’échelle régionale. L’étude des variations de ces deux biomarqueurs le long d’une carotte de tourbe et d’une carotte de sédiment lacustre prélevées dans la PVR a révélé l’existence synchrone d’une période climatique plus chaude au cours de l’Holocène tardif. Par ailleurs, il a été observé dans la carotte de tourbe une transition d’un lac à une tourbière il y a ca. 2000 ans BP. Le présent travail démontre donc que les tetraéthers et les n-alcanes sont des biomarqueurs prometteurs, notamment parce qu’ils sont sensibles à de faibles variation climatiques ; cependant, afin de les interpréter correctement, il est nécessaire d’adopter une approche multi-marqueurs. / The Rungwe Volcanic Province (RVP) in East Africa offers a wide diversity of continental archives (loess-paleosols sequences, peatlands, lakes), allowing the investigation of past environmental changes in tropical continents. This work focused on the validation of glycerol dialkyl glycerol tetraether- (GDGT) and n-alkane-derived proxies. Analyses of these two biomarkers along altitudinal transects allowed assessing their ability to record temperature changes in the region. GDGTs were found to be robust temperature proxies in East Africa, and a regional calibration was established to improve temperature reconstructions from soil archives. In contrast, investigation of n-alkane hydrogen isotopic composition (δ²Hwax) in surface soils revealed that its variations seemed to be impacted by additional biological and physical parameters than temperature, preventing its generalization at a regional scale. Application of GDGT and n-alkane proxies to continental archives revealed past environmental changes over the Late Holocene in the RVP. A late Holocene synchronous temperature maximum was especially observed in a peat core and sediment core from two sites of the RVP. A multi-proxy approach was applied to the peat core, revealing that an ecosystem change from a lake to a peatland occurred ca. 2000 yrs BP ago. The present work showed that GDGTs and n-alkanes are promising biomarkers because of their sensitivity to slight climate variations, but that they need to be combined with other proxies to accurately reconstruct environmental changes.

Durant les dernières décennies, la Péninsule Antarctique a été identifiée comme étant la région où le réchauffement récent est le plus marqué dans l’Hémisphère Sud. Cependant, au-delà de la période instrumentale, la variabilité climatique Holocène de cette partie du globe est en grande partie inconnue. Cette absence de données limite notre capacité à évaluer les l’amplitude des changements actuels dans le contexte de la variabilité historique ainsi que les mécanismes de forçage sous-jacents. Nous avons ainsi ciblé nos analyses sur des enregistrements sédimentaires prélevés à l’Est et à l’Ouest de la Péninsule Antarctique, avec pour objectif d’étendre les connaissances spatiales et temporelles des conditions de l’océan de surfaces dans ce secteur de l’Antarctique au cours du dernier siècle, du dernier millénaire ainsi que durant l’Holocène. La méthodologie de cette thèse est basée sur une comparaison multi-proxies qui inclut, comme outils principaux, les assemblages des diatomées et les biomarqueurs spécifiques de diatomées (HBIs). Nous avons pu ainsi documenter la réponse régionale environnementale aux variations climatiques à différentes échelles de temps, et définir les mécanismes forçant sur la variabilité des conditions d’océan de surface ainsi que la formation du couvert de banquise en Péninsule Antarctique. La comparaison de nos enregistrements avec des données issues des carottes de glace, a permis de mettre en évidence le rôle important des changements d’intensité des cellules atmosphériques sur la dynamique de la circulation océanique, la durée du cycle saisonnier de banquise et la productivité siliceuse. / The Antarctic Peninsula has been identified during the last decades as the region from the Southern Hemisphere which is the most affected by the recent warming. However, beyond the instrumental period, the Holocene climate variability of this area is largely unknown, limiting our ability to evaluate the current changes within the context of historical variability and underpin the underlying forcing mechanisms. We focused our analysis on sedimentary sequences from the Eastern and Western side of the Antarctic Peninsula, in order to expand the spatial and temporal knowledge of sea-surface conditions over the last century, the last millennium and throughout the Holocene in this Antarctic area. The inferences are based on a multi-proxy comparison mainly using diatom assemblages and diatom specific biomarkers (HBIs). We documented the regional environmental response to climate changes at different time scales and described the forcing mechanisms on the sea-surface conditions and sea ice cover variability in Antarctic Peninsula. Comparing our results with ice core data allowed us to highlight the large impact of atmospheric forcings on the oceanic circulation, the seasonal sea ice dynamics and the siliceous productivity.

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.

Les poussières atmosphériques naturelles jouent un rôle complexe dans le système climatique global étant à la fois un facteur affectant le climat et variant en fonction de ce dernier. Notre compréhension des différentes interactions entre les poussières atmosphériques et le climat est limitée par l’importante variabilité spatiale et temporelle des celles-ci. À l’aide de tourbières ombrotrophes, la variabilité spatiale et temporelle des dépôts de poussières atmosphériques holocènes au Québec boréal fut caractérisée en lien avec les fluctuations climatiques. Les flux de poussières atmosphériques furent reconstruits à l’aide des concentrations en terres rares. Les isotopes du Nd et Pb en combinaison avec les terres rares ont été utilisés afin de déterminer la source des particules déposées dans les tourbières. Afin d’évaluer les liens entre les flux de poussières et la variabilité climatique, les changements temporels dans les flux de poussières et l’isotopie du Nd furent comparés à la taille des particules déposée et des reconstitutions écohydrologiques basées sur l’analyse des macrorestes végétaux et des thécamoebiens. Dans les deux premiers volets de l’étude, les flux de poussières atmosphériques furent reconstruits dans deux tourbières de la Côte-Nord alors que les particules déposées dans celles-ci furent caractérisées à l’aide des concentrations des terres rares (REE), des isotopes du néodyme et du plomb ainsi que la granulométrie. Les deux profils présentent des valeurs de Nd similaires, ce qui s’explique soit par une source commune des poussières atmosphériques ou encore des sources distinctes, mais possédant des valeurs de Nd similaires dans les deux régions. Les deux sites étudiés montrent des tendances différentes dans les flux de poussières. La tourbière IDH montre peu de variations dans les flux de poussières, ce qui s’explique en partie par l’emplacement du site d’étude, qui prévient les apports de poussières atmosphérique. La tourbière Baie quant à elle, montre deux périodes de flux de poussières plus élevés soit 1700-1000 et 650-100 cal a BP correspondant avec des périodes de refroidissement du climat documentées. Les REE, le Nd et les tailles de particules suggèrent qu’au cours des 2000 dernières années, la tourbières de Baie a reçu une proportion accrue de poussières atmosphériques provenant de sources locales. Ces deux périodes ont été identifiées comme des épisodes d’instabilité climatique en réponse à une instabilité hydroclimatique régionale et une plus grande variabilité des températures (principalement contrôlée par l’activité solaire). Un changement du régime des vents dans la région a aussi probablement influencé ces les variations observées. Dans le troisième chapitre, les mêmes analyses furent réalisées sur des carottes de tourbe d’une tourbières de la Baie James, La Grande 2 (LG2). Des apports accrus de poussières furent observés lors de différentes période : 4000 à 3000, 2600 à 2000, 1600 à 1000, 800 à 650 cal a BP et de 1960 à 1990AD. Au moins trois sources distinctes constituent les apports de poussières dans le temps: les sédiments marins à la base de la tourbières, la moraine de Sakami, deux sources locales, ainsi qu’une source probablement plus régionale dont l’origine est non-identifiée. La période allant de 7000 à 4100 cal a BP montre des valeurs près des sources locales (Nd : -36 à -29). Une augmentation graduelle des valeurs de Nd à partir de 4100 cal a BP suggère une diminution des apports locaux de poussière à la faveur d’une source non identifiée. La majorité des périodes d’apports accrus de poussières identifiées correspondent à des périodes documentées comme étant froides et sèches probablement lié à des intrusions de masses d’air arctiques. La présence de certains de ces pics de poussières lors de minimums solaires suggère que la variabilité solaire joue aussi un rôle dans la variabilité climatique de la région. / Mineral dust plays an important role in the global climate system having effects on the radiation budget and the chemical composition of the atmosphere. Our understanding of the exact role of dust in the Earth’s climate system is still poorly constrained mostly due to a lack of data reflecting the high spatial and temporal variability of dust. Using peat bogs, spatial and temporal variability of Holocene dust deposition in boreal Quebec was investigated in relation to climate fluctuations. Dust fluxes were reconstructed using rare earth elements (REE) concentrations in bulk peat, while Nd and Pb isotopes in combination with REE were used to identify the source of dust particles deposited into these bogs. In order to evaluate the relationship between dust fluxes and climate variability, temporal changes in dust flux, and Nd isotopes were compared to dust grain size and ecohydrological reconstructions derived from testate amoebae and plant macrofossils. In two peat bogs from the North Shore region of the St. Lawrence Estuary (Baie bog) and Gulf (IDH bog), atmospheric dust fluxes were reconstructed using REE concentration while the geochemical composition of deposited dust was characterized using Nd and Pb isotopes combined with REE and grain size. Both peat bogs present similar Nd values, which suggests either a common source or sources with similar signatures in both regions. In terms of dust flux, the two study sites display distinct tendencies. IDH bog show few variations in dust flux, which can be explained by its geographical setting, where a tree fringe and higher altitude likely partially prevent dust from reaching the peat bog. Two dust events were recorded in the Baie bog from 1750 to 1000 cal BP and 600 to 100 cal BP and correspond to documented cold periods. These two periods have been found to occur at the same time as periods of high variability in the macrofossil record (i.e. successive layers dominated by Sphagnum or Ericaceae). REE elements, Nd and grain-size distribution suggest that, over the last 2000 years, the Baie bog received more local dust. The two periods were identified as periods of increased local storminess in response to regional hydroclimatic instability and temperature variations mainly controlled by solar activity. These episodes of climatic instability could also have been caused by changes in the wind regime. The same set of analyses were performed in a third peatland located in the James Bay region, the La Grande 2 bog (LG2). Increases in dust flux were reconstructed from 4000-3000, 2600-2000, 1600-1000, 800-650 cal BP and from 1960-1990AD. The Nd values show a large variability from -37 to -12, identifying a least three sources: local marine sediment, the Sakami moraine and another unidentified source likely from a more regional origin. Between 7000 and 4100 cal BP, Nd values resemble those localsources (-36 to -29). A gradual increase in Nd signature is observed from 4100 to 1500 cal BP suggesting a decreasing influence of local sources in favor of a yet unidentified source. The occurrence of increased dust deposition during cold periods in two of the three studied bogs suggests that dust fluxes can be used as an indicator of cold and dry climatic conditions in boreal Quebec. In northeastern Canada, these cold and dry conditions are usually the results of the intrusion of Arctic air masses. The exact mechanism controlling these incursion is yet unknown, but the similar timing of solar minima and dust peaks suggest that solar irradiance may also have played a role. The fact that both Baie and LG2 sites display similar tendencies during the last 2000 years reveals that both regions were likely controlled by the same climatic processes.

Les premières migrations ont atteint la région de l’Océanie Lointaine (à l'est des îles Salomon) récemment, autour de 3000 ans BP. De nombreux éléments sont à prendre en compte dans ce processus de déplacement de populations, dont les changements environnementaux. L’installation de l’Homme sur des îles vierges a probablement influencé la faune et la flore insulaires, mais la réponse de la végétation face à la pression anthropique varie d’un site étudié à un autre. Les objectifs de cette recherche ont été de décrire l'influence humaine sur l'environnement depuis les premières migrations, de déterminer l'impact climatique sur ces déplacements de populations et sur la modification des paysages au cours de l'Holocène supérieur ; puis, de caractériser le comportement humain et son adaptation à une île vierge. Pour répondre à cette problématique, deux carottes palustres, prélevées sur l'île d'Efate (au centre du Vanuatu) ont été étudiées : le marais d’Emaotfer et le lac Otas. Afin d’identifier la paléovégétation arborée et herbacée présente autour des sites, j’ai principalement analysé les grains de pollen et les micro-charbons. J’ai également reconstitué les températures et les précipitations passées à l’aide de fonctions de densité de probabilité.Au niveau climatique, ces analyses mettent en évidence une période chaude et humide jusqu'à 3700 ans cal BP. Ensuite, un environnement plus sec se met en place, suite à une augmentation de l'ampleur et du nombre d’évènements El Niño. Entre 1950 et 750-600 ans cal BP, les résultats révèlent un climat plus humide, associé à la diminution de fréquence et d’intensité des El Niño. Les modifications de la végétation du marais d’Emaotfer et du lac Otas illustrent une nouvelle période sèche après 750-600 ans cal BP, que l’on peut associer au Petit Âge Glaciaire.Les populations Lapita ont atteint l'île d'Efate vers 3000 ans cal BP, sous des fréquents et importants El Niño, lorsque les vents d'est se sont arrêtés, favorisant la navigation à voile vers l’est. Ces résultats soutiennent l'hypothèse de migrations vers l'est sous de faibles alizés. Les premiers colons étaient des navigateurs et des pêcheurs-cueilleurs, ils ont eu peu d'impact sur l'environnement. Autour de 1500-1300 ans cal BP, une nouvelle population s’est installée sur le site d’Emaotfer, a développé la culture de plantes médicinales, cérémoniales et alimentaires et a probablement pratiquée l’agriculture sur brûlis. Ce groupe a vécu sous un climat humide, également plus approprié au développement de l'horticulture. Nos résultats montrent la capacité d'adaptation des populations aux nouvelles contraintes environnementales et climatiques. Les résultats issus des analyses polliniques et de micro-charbons livrent des informations assez complètes sur le paléoenvironnement, les relations Homme-climat-végétation et l'émergence de l'impact anthropique. Pour de futures recherches, il serait nécessaire d'obtenir plus de données sur la pluie pollinique d’un maximum de taxons, sur les exigences écologiques des espèces végétales et les paramètres climatiques actuels propre à chaque île, afin de modéliser de façon robuste les paysages, les climats et l’influence de l’Homme sur la dynamique de végétation passée (projet LandCover6k) / The first settlers reached the Remote Oceania (east of the Solomon Islands) quite recently, around 3000 yr BP. There are several hypotheses concerning the causes of these migrations, and environmental changes have to be taken into account in the settlement proceeding. The arrival of populations on pristine islands has an influence on the native fauna and flora, but landscape responses to human impact vary for each site examined. The aims of this research are to describe the human influence on the environment since the first migrations, to discriminate the climate impact, which causes theses migrations and the landscape modification during the late Holocene; then, to characterize the human behaviour and adaptation on pristine island. To answer this problem, two palustrine cores, collected in Efate Island (central Vanuatu) were studied: the Emaotfer Swamp and the Otas Lake.I have mainly used pollen and micro-charcoal analyses to reconstruct the arboreal and herbaceous vegetation found around the sites. I have also conducted of past temperatures and rainfalls reconstructions thanks to density probability functions. At the climatic level, these analyses highlight a warm and wet period until 3700 cal yr BP. Then, a increase in magnitude and number of El Niño events caused a drier environment. Between 1950 and 750-600 cal yr BP, the results reveal a more humid climate, associated with the decrease in El Niño frequency and magnitude. The climatic variations recorded by the Otas Lake and the Emaotfer Swamp vegetation show a new dry period after 750-600 cal yr BP, corresponding to the Little Ice Age.Lapita people reached Efate Island ca. 3000 cal yr BP under frequent and sustained El Niño events. During this period, easterly winds stopped and favoured eastward sail. These results support the hypothesis of eastward migrations under low trade winds. The first settlers were seafarers and fishers-gatherers, they had little impact on the environment. A new population settled the Emaotfer Swamp from 1500-1300 cal yr BP, developed medicinal, ceremonial and food plants cultivations and has probably practiced slash and burn agriculture. This group lived under humid climate, also more suitable to the development of horticulture. Our results show the adaptive capacity of populations to new environmental and climatic constraints. The complementary of the pollen and micro-charcoal analyses deliver rather complete information on the palaeoenvironment, the Human-climate-vegetation relations and the emergence of the human impact. For future researches, it will be necessary to obtain more information on the pollen rain for a maximum of taxa, the ecological needs of plant species and the specific climate parameters for each island, to develop a robust model of past landscapes, climates and land-use (project LandCover6k).

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

L’étude des instabilités gravitaires profondes de versant (nommées ici RVR : Ruptures de Versant Rocheux) s’effectue généralement sous forme d’un suivi instrumenté à l’échelle d’un site jugé dangereux, parfois à l’échelle d’une vallée ou d’un massif. Plus rares sont les études qui apprécient la diversité, la taille et la distribution spatiale des RVR à l’échelle d’une chaîne de montagne. C’est ce que propose cette thèse pour les Alpes occidentales. Il s’agit tout d’abord d’un inventaire construit de manière systématique par imagerie satellite à l’aide d’un outil en accès libre : Google Earth Pro™, et d’une série de méthodes de détection visuelles assorties de vérifications sur le terrain. Une typologie qui s’appuie sur des classifications existantes, mais qui s’adapte au cortège de RVR observés dans l’aire d’étude, a permis de retenir cinq grandes catégories de RVR : les EAR (Eboulements et avalanches rocheuses), GR (Glissements rocheux), GC (Glissements-coulées), DGCVR (Déformations gravitaires profondes de versants rocheux) et DDV (Déformation de versant). Nous élaborons sur cette base une étiologie des RVR en fonction de grands facteurs préparatoires réputés mettre en mouvement les masses rocheuses : lithologie, structure géologique (contacts anormaux), sismicité, pente topographique, relief local, intensité du paléoenglacement würmien, précipitations actuelles, dégradation du pergélisol. Sur un inventaire exhaustif de 1400 RVR, les résultats montrent que la susceptibilité lithologique est le premier facteur qui conditionne l’occurrence des RVR, mais qu’il se cumule avec l’amplitude du relief exacerbée par le paléoenglacement quaternaire. Ce dernier fournit le potentiel gravitationnel localement nécessaire à la mise en mouvement des masses rocheuses. Les autres facteurs examinés présentent des degrés d’importance moindres à l’échelle régionale, avec toutefois des exceptions intéressantes à l’échelle locale et pour des catégories de RVR particulières. Ainsi, on peut noter des RVR en lien avec certaines failles et fronts de chevauchements, ainsi qu’avec la dégradation du pergélisol — mais uniquement dans le cas des éboulements. Parmi l’ensemble des facteurs, le pouvoir explicatif des totaux de précipitations demeure le plus faible. Dans une optique de valorisation scientifique du catalogue des RVR inventoriés, nous proposons des perspectives de mise en valeur géo-patrimoniale de certaines RVR sur la base de leurs caractéristiques morphologiques, ou du risque que certaines masses rocheuses font peser sur les enjeux économiques et humains des populations. Nous présentons ainsi une galerie de RVR remarquables, retenues pour leur caractère singulier, ou dangereux, ou éducatif, ou emblématique à divers titres. / The study of rockslope failure (RSF) is usually focused on the instrumental monitoring of hazardous sites, sometimes extended to a population of RSF in a valley or massif. Few studies survey and analyse RSF at the much broader scale of a mountain range. Here we produce a systematic inventory of RSF in the Western Alps based on satellite imagery provided by the open-access platform Google Earth Pro™, and using a series of ground-truth-tested visual detection methods. Based on a categorisation inspired by existing classifications but adapted to the range of RSF observed in the study area, five main RSF types were identified: rockfalls and rock avalanches, rockslides, earthflows, deep-seated gravitational slope deformations (DSGSD), and slope deformations. We analyse the spatial incidence of those five categories in relation to a range of likely cumulative causes. The analysis covers lithology and rock fabric, geological structure (faults, thrust fronts), seismicity, slope angle, local relief, the intensity of Würmian glaciation, modern rainfall patterns, and permafrost degradation. Results from a total population of 1400 RSF occurrences show that RSF incidence and mode are overwhelmingly susceptible to rock type, but that local relief enhanced by past glaciation generates the gravitational potential needed to move the rock masses. Other conditional factors receive lower rankings at the regional scale, but stronger connections appear in local settings. At places, RSF size or density are seen to correlate with faults, thrust fronts, and with permafrost degradation (restricted, however, to the rockfall category). Among all the likely causes of RSF, rainfall totals represent the weakest link. Among the 1400 sites we focus on a subset of flagship RSF occurrences that we consider relevant to either geoheritage or land-use planning concerns. The criteria were selected on the basis of morphological characteristics (uniqueness, educational and scientific value) or from the perspective of the hazards that some of the displaced rock masses may present to human life and infrastructure.

La région liguro-provençale s’étend des Apennins septentrionaux à la moyenne vallée du Rhône et des Alpes du Sud à la Méditerranée. Dans cette zone, l’avènement puis le développement des économies de subsistance basées sur l’agriculture et l’élevage, à partir du début du VIe millénaire av. n. è., a conduit à la modification à la fois du couvert forestier préexistant et de la relation entre les sociétés et le milieu qu’elles exploitent. Dans ce travail, nous précisons les modalités de ces évolutions par l’analyse anthracologique de six sites archéologiques bien documentés, occupés (de manière générale) entre la fin du Mésolithique (Castelnovien) et le Néolithique final, c’est à dire de ca 6500 à 2000 av. n. è. : la Font-aux-Pigeons (Châteauneuf-les-Martigues, 13), l’abri Pendimoun (Castellar, 06), « RD 560/RD 28 déviation de St-Maximin » et « le Clos de Roques/Route de Barjols » (Saint-Maximin-la-Sainte-Baume, 83), la Grotte de Pertus II (Méailles, 04), Ponteau (Martigues, 13) et le Limon-Raspail (Bédoin, 84). Ils sont localisés dans des contextes environnementaux variés, du littoral jusqu’à 1000 m d’altitude dans l’arrière-pays, et documentent des occupations ponctuelles à sub-permanentes. Les résultats obtenus sont venus combler des lacunes chronologiques, géographiques et sitologiques qui existaient jusque-là. Ainsi, ils permettent, par l’analyse d’un large corpus intégrant des données anthracologiques préexistantes et polliniques (78 séquences botaniques, en contexte archéologique ou naturel, ont été considérées au total), de proposer des scénarios nuancés de l’évolution des paysages et des pratiques à l’échelle de la région liguro-provençale.Si les dynamiques de végétation semblent relativement similaires et synchrones de part et d’autre de cette région, leur traduction en termes de paysages est beaucoup plus variable. Au Castelnovien et à l’Impressa (6500-5600/5400 av. n. è.), notre approche révèle la prépondérance des taxons forestiers comme les chênes caducifoliés (Quercus f.c.), l’orme (Ulmus sp.), le tilleul (Tilia sp.) et l’expansion du sapin (Abies sp.), ce qui appuie l’importance de futaies denses, diversifiées et sub-matures, sur un large gradient altitudinal. Dans les basses terres et en altitude, préexistent des milieux ouverts (respectivement à sclérophylles et à conifères héliophiles). Ces milieux semblent plus attractifs en tant que lieux d’implantation que les formations à sapins, peut-être car ils sont plus propices aux activités de subsistance de chaque groupe (chasse, pastoralisme, agriculture). À partir de la seconde moitié du VIe mill. av. n. è., des étages méditerranéens aux étages alpins, l’augmentation discrète des végétaux les plus compétitifs en contexte d’ouverture du milieu et le recul des taxons qui y sont plus sensibles renvoient aux premières atteintes anthropiques du couvert forestier. Puis, cette tendance se renforce, les futaies s’ouvrent et sont remplacées par des formations de dégradation, plutôt en taillis. Ce processus se déroule sur fond de diversification de l’exploitation du territoire et de ses ressources ligneuses, des basses terres jusqu’aux très hautes terres. Cependant, malgré le parallèle entre le développement des systèmes agro-sylvo-pastoraux et l’augmentation de l’anthropisation du milieu et de son exploitation étagée, des séquences anthracologiques attestent du maintien des chênaies caducifoliées dans l’arrière-pays, jusqu’au Néolithique final, par exemple au Limon-Raspail et à Saint-Maximin-la-Sainte-Baume. Ainsi, au fil du Néolithique, l’ouverture anthropique du milieu se déploie probablement sous forme d’éclaircies, de plus en plus répandues mais qui demeurent localisées. Ces évolutions du couvert forestier, caractérisées, d’une part, par un recul des formations forestières et une baisse de leur diversité et, d’autre part, par l’essor des taxons de milieux ouverts, soulignent la contribution des pratiques néolithiques à la genèse du paysage végétal actuel. / The Liguro-Provençal region extends from the Northern Apennines to the Rhone River and from the Southern Alps to the Mediterranean Sea. In this region, the emergence and the development of agro-pastoral subsistence economies, at the beginning of the VIth mill. BCE, led to changes in pre-existing forest cover and in interactions between societies and the landscapes they exploited. This work specifies the modalities of these transformations through charcoal analyses of remains from 6 well-documented archaeological sites that were occupied from the end of the Mesolithic (Castelnovian) to the late Neolithic (6500-2000 cal. BCE), including la Font-aux-Pigeons (Châteauneuf-les-Martigues, Bouches-du-Rhône), l’abri Pendimoun (Castellar, Alpes-Maritimes), « RD 560/RD 28 déviation de St-Maximin » and « le Clos de Roques/Route de Barjols » (Saint-Maximin-la-Sainte-Baume, Var), la Grotte de Pertus II (Méailles, Alpes-de-Haute-Provence), Ponteau (Martigues, Bouches-du-Rhône) and Limon-Raspail (Bédoin, Vaucluse). These sites occupied a variety of environments ranging from the coast to regions reaching 1000 m a.s.l, and include occupations that were temporary to sub-permanent. As a result, this research has filled previously existing chronological, geographical and settlement pattern lacunae. Examination of a broad corpus of charcoal and pollen data (78 botanical sequences from archaeological and natural contexts) permits us to propose nuanced scenarios on landscape evolution and its relation to practices carried out across the Liguro-Provençal region.While vegetation dynamics seem relatively synchronous across this zone, their translation in terms of landscape is more variable. During the Castelnovian and Impressa (6500-5600/5400 cal. BCE) periods, our study reveals the predominance of forest taxa such as deciduous oak (Quercus deciduous), elm (Ulmus sp.), lime (Tilia sp.) and the expansion of fir (Abies sp.), which supports the importance of dense, diversified and sub-mature forests, on a broad altitudinal gradient. Open landscapes (evergreen taxa and light-demanding conifers) also prevailed in the lowlands and at high altitudes. These open landscapes appear to have been more attractive for settlement than fir forests, maybe because they are more favourable for the main subsistence activities of both groups (hunting, farming, pastoralism). From the mediterranean to alpine stages, there was a discreet rise in plant-types that are more competitive to the opening up of the canopy, and a decrease of taxa that are more sensitive to open conditions as a response to the first anthropogenic disturbances of the forest cover, from as early as the second half of the VIth mill. BCE. This trend increased with time as forests opened up and were replaced by more disturbance-adapted formations that grew in the form of coppices. This process unfolded in parallel with the diversification of territorial exploitation (lowland to upland) and of its woody resources. However, despite concordance between the development of the staged exploitation of the environment and anthropogenic pressures related to the expansion of agro-pastoral systems, the maintenance of deciduous oak forests in the hinterland is attested by charcoal sequences from sites such as Limon-Raspail and Saint-Maximin-la-Sainte-Baume until the late Neolithic. Thus, over the course of the Neolithic, the anthropogenic opening of the forest cover probably unfolded in the form of increasingly widespread thinning but which remained limited in space. These landscape transformations are characterized by a decline of forest cover and by a decrease of their diversity on the one hand, and by the rise and the diversification of taxa related to open landscapes on the other hand, highlighting the contribution of Neolithic practices to the genesis of the current vegetal landscape.

L’objectif de cette thèse est d’utiliser la géochimie des spéléothèmes à travers une étude multi-proxy afin de reconstituer des changements environnementaux et climatiques dans le Sud-Ouest de l’Europe au cours de l’Holocène. Ce travail basé sur trois sites répartis entre l’Espagne et la France couvre les 14 000 dernières années. Cette région du sud-ouest de l’Europe, située à la confluence des hautes et des basses latitudes en fait une région particulièrement sensible à la fois à l’influence climatique de la région Nord-Atlantique mais également des régions Méditerranéenne et subtropicales Africaines et Asiatiques. Ce contexte particulier permet d’étudier idéalement l’impact des différents mécanismes climatiques agissant sur les modifications de son environnement. La répartition des sites d’étude a pour but de comparer les sites sous influence majeure Atlantique (Candamo, Nord Espagne), Méditerranéenne (Salamandre, SE France) ou sous influence mixte (Nerjà, sud Espagne). La compréhension des comportements géochimiques d’éléments clés, a constitué la première partie de cette étude. Après avoir établi un cadre temporel bien contraint (14C, U/Th), la géochimie élémentaire (éléments traces et terres rares) a été couplée à l’étude isotopique (87Sr/86Sr, d18O, d13C). Le rapport 87Sr/86Sr traditionnellement utilisé comme traceur de sources du Sr a été couplé à l’étude des variations élémentaires des éléments alcalins (Li, Rb, Cs) afin de déterminer des changements de sources des éléments (roche-mère ou de sol) dans les spéléothèmes. Le comportement de ces alcalins s’est également révélé lié à des modes de transports différents (particulaire, dissous ou liés à des complexes organiques) et l’utilisation du d13C et des terres rares (fractionnement terres rares légères et terres rares lourdes et anomalie en cerium) a permis de confirmer ou non ces hypothèses. La deuxième partie de ce travail a été d’appliquer ces mécanismes géochimiques à la détermination des processus hydrologiques et environnementaux et de les replacer dans le cadre climatique propre à chaque site d’étude. Ainsi, les éléments alcalins (Li, Rb, Cs) se sont révélés de bons indicateurs de phénomènes d'altération pouvant être liés à des changements climatiques (comme la transition entre le Bölling-Alleröd et le Younger-Dryas dans le site de la Salamandre), et/ou environnementaux (période de déforestation ou de mise en place de végétation à l’Holocène moyen dans le cas du site de Nerjà ou de Candamo). Ces événements pouvant donc se dérouler en contexte très différents (climat sec, déforestation, apports détritiques en climat humide par lessivage), le couplage à d’autres proxis est alors nécessaire pour préciser les conditions d'enrichissement de ces éléments alcalins. / The purpose of this thesis is to use speleothem geochemistry through a multi-proxy study to reconstruct environmental and climatic variations in southwestern Europe during the Holocene. This work, based on three sites distributed between Spain and France, covers the last 14,000 years. Due to its location at the confluence of the high and low latitudes, this region of south-western Europe is especially sensitive to both the influence of the North Atlantic climate but also the Mediterranean and subtropical African and Asian climate. This particular context allows to study ideally the impact of the different climatic mechanisms driving the modifications of its environment. The choice of the study sites’ distribution aims to compare sites with main Atlantic influence (Candamo, N Spain), Mediterranean (Salamandre cave, SE France) and mixt one (Nerjà, S Spain). The understanding of geochemical behavior was the first part of this study. After the establishment of a chronological frame (14C, U/Th), elemental geochemistry (trace elements and rare earth elements) and isotopic (87Sr/86Sr, d18O, d13C) was coupled. The 87Sr/86Sr isotope ratio, traditionally used as a source tracer for Sr, has been coupled to the study of elementary variations of alkali elements (Li, Rb, Cs) in order to determine changes in the contribution of bedrock and soil in speleothems. The behavior of these alkalis has also been shown to be related to different modes of transport (particulate dissolved or bound to organic complexes) and the use of d13C and rare earths (light rare earth and heavy rare earth fractionation and cerium anomaly) made it possible to confirm or not these hypotheses. The second part of this work was to apply these geochemical mechanisms to the determination of the hydrological and environmental processes and to place them in the specific climatic context of each study site. Thus, the alkali elements (Li, Rb, Cs) have proved to be good indicators of weathering phenomena that may be related to climate change (such as the transition between Bölling-Alleröd and Younger-Dryas in the Salamandre site), and/or environmental changes (period of deforestation or establishment of vegetation in the Middle Holocene in the case of the sites of Nerjà or Candamo). These events can thus take place in very different contexts (dry climate, deforestation, detrital inputs during wet climate by leaching) the coupling to other proxis is then necessary to specify the conditions of enrichment of these alkali elements.

Afin de documenter la relation Homme-environnement dans le nord du Labrador, des études paléoenvironnementales et paléoécologiques ont été entreprises sur les sites archéologiques Oakes Bay 1, situé à Dog Island, et Koliktalik 6, situé sur l'île Koliktalik et dans leurs environs. Quatorze terrasses marines étagées ont été identifiées à la baie Oakes dont la plus ancienne, Tl aurait été édifiée vers 9000 ans BP alors que la plus récente, T14, aurait émergé vers 2000 ans BP. Les données sporopolliniques mettent en évidence trois périodes de développement du couvert végétal à partir de 5700 ans étal. BP : 1) une toundra arbustive, 2) une transition d'une toundra arbustive vers une toundra forestière, 3) une ouverture du couvert végétal. Les données macrofossiles en provenance de la tourbe échantillonnée à la surface des terrasses paludifiées révèlent qu'il y a eu exploitation intensive de la forêt et de la tourbe par les Thuléens et les Inuit afin de construire et chauffer leurs habitations.