Le littoral du golfe du Saint-Laurent subit une érosion de plus en plus généralisée depuis plus d'une décennie. Les modifications des conditions environnementales, en partie liées au réchauffement climatique et aux perturbations anthropiques, seraient en bonne partie responsables de l'accroissement de l'érosion côtière. Certains changements environnementaux, tels le déficit sédimentaire des plages, la diminution de la couverture de glace, la hausse du niveau marin relatif et la subsidence augmentent la sensibilité des littoraux aux aléas côtiers. La forte concentration urbaine le long des littoraux du Québec soulève la question de la vulnérabilité des infrastructures et des communautés côtières. Les enjeux socio-économiques associés aux aléas côtiers concernent principalement la vulnérabilité des infrastructures résidentielles, commerciales, industrielles, de services, patrimoniales, routières, ferroviaires et portuaires. Mentionnons aussi les perturbations de certaines activités économiques et les dommages occasionnés aux défenses côtières sans oublier la hausse de leurs coûts d'entretien. Dans une optique de prévention des risques, la gestion intégrée du littoral semble primordiale. Les différents processus d'érosion doivent être bien compris. De plus, les changements climatiques apportent une inquiétude supplémentaire à cette problématique. Les changements possibles dans le régime des événements naturels extrêmes sont encore mal connus. Pour avoir une meilleure compréhension du régime des événements extrêmes, l'analyse des données d'archives sur les événements extrêmes, soit les tempêtes et les pluies diluviennes, qui sont survenus sur les côtes des régions de Sept-Îles, de Percé et des Îles-de-la-Madeleine a été effectuée. Celle-ci permet d'établir des corrélations entre les événements et les impacts réels. Elle permet ainsi de valider l'utilisation des données des stations météorologiques et d'apporter des précisions sur les seuils qui caractérisent les événements extrêmes. Les résultats montrent qu'une analyse faite seulement à partir des stations météorologiques surestime le nombre d'événements extrêmes pouvant affecter la côte. Les récurrences des événements extrêmes calculées à partir des archives de journaux et de documents gouvernementaux varient entre 1 et 4 ans selon la région. L'analyse des données météorologiques donnent une récurrence de moins de 1 an. La plupart des événements de tempête tirés des archives avaient des vents de 40 km/h et plus. Quelques événements avaient même des vents de moins de 40 km/h. Depuis la fin des années 1960, sept événements sont survenus à l'échelle régionale du golfe du SaintLaurent. Les événements de tempête sont plus nombreux en hiver et en automne, alors que les événements de pluie diluvienne se produisent plutôt au printemps et à l'automne selon la région. La saisonnalité est une variable importante à considérer. L'analyse des archives permet de mettre en perspective les impacts des événements qui ne sont pas définis comme étant extrêmes d'après les seuils. Dans l'étude de zonage des risques côtiers, l'approche de l'analyse des archives et des conséquences géomorphologiques des événements extrêmes naturels semble plus appropriée qu'une simple approche statistique des données météorologiques. Dans une perspective de gestion du littoral, l'opinion des résidents est essentielle puisqu'iIs sont les premiers touchés par le phénomène d'érosion. Ils sont également les premiers acteurs à réagir face à l'érosion. Une enquête auprès de cinq communautés du golfe du Saint-Laurent a été effectuée totalisant 232 répondants. L'enquête révèle que plus de 40 % des répondants sont affectés par le phénomène de l'érosion côtière. La comparaison des résultats de l'enquête avec les données géoscientifiques montrent que les résidents ont une bonne connaissance des causes de l'érosion, mais ne voient pas les changements environnementaux qui se produisent. Ces changements se forment de façon progressive et sont parfois imperceptibles aux yeux des résidents. Les répondants constatent cependant la diminution importante de la couverture de glace côtière observée depuis la fin des années 1990. Ils remarquent aussi une augmentation des redoux hivernaux, comme le montre les données des températures des stations météorologiques situées dans les régions d'étude. La diminution de la largeur des plages et la hausse du niveau marin relatif ne semble pas perceptible par les résidents. De plus, une majorité des répondants favorisent l'enrochement pour se protéger contre l'érosion côtière, malgré le fait que cette méthode ne soit pas appropriée pour tous les types de côte. Les mesures de protection mises en place sont, d'ailleurs, dans la plupart des cas, inappropriées et ne prennent pas en compte le milieu naturel. Il reste donc encore beaucoup de sensibilisation à faire auprès des résidents sur la dynamique côtière et sur les mesures d'adaptation face aux risques côtiers. La sensibilisation aura comme effet d'augmenter la résilience des résidents face à l'érosion côtière et de diminuer la vulnérabilité des communautés côtières.

Les indices de sensibilité des littoraux et les structures de protection côtière sont généralement conçus en fonction de la hausse du niveau marin relatif, de la fréquence des tempêtes et des processus hydrodynamiques. Cependant, plusieurs paramètres climatiques peuvent aussi influencer la sensibilité d'une côte en activant des processus de météorisation. Il a été démontré, qu'en l'absence d'une quantification des processus d'érosion, certains processus sont sous-estimés, voire ignorés. Il s'agit de lacunes importantes pour la mise en place de plans de gestion efficaces des territoires côtiers dans un climat en pleine transformation. Actuellement, les méthodes de suivis traditionnelles du milieu côtier n'offrent pas une résolution temporelle suffisamment élevée pour corréler l'influence des paramètres climatiques sur l'activation de l'érosion si bien, qu'au Québec, très peu d'études ont permis de quantifier l'influence des paramètres climatiques sur l'érosion côtière. Ce projet vise à quantifier l'influence des paramètres climatiques sur les modes et les vitesses de recul des falaises deltaïques en milieu tempéré froid et ce, en fonction de variables environnementales. Le site d'étude est localisé à Ragueneau, dans l'ensemble physiographique de l'important complexe deltaïque de Manicouagan-aux Outardes (Côte-Nord, Québec, Canada) et est particulièrement dynamique avec un taux de recul annuel moyen des falaises de 150 cm (période 1998-2003). Une nouvelle méthode offrant un suivi d'une résolution temporelle de 30 minutes a été développée. Il s'agit de tiges implantées dans les falaises et composées chacune de 12 capteurs de température. Les données acquises permettent d'obtenir des signatures thermiques permettant d'identifier les moments de reculs survenus pour les périodes de septembre à avril des années 2005-2006 et de 2006-2007. Les évènements de recul ont été associés à quatre grandes situations climatiques: les cycles de gel-dégel (31 %), les redoux hivernaux (27 %), le dégel printanier (24 %) et les tempêtes (17 %). Nos résultats confirment que les silts sont particulièrement sensibles aux processus cryogéniques. La part relative du nombre de iButtons dégagés sous l'effet des processus cryogéniques est de 82 %. Plus spécifiquement, les processus cryogéniques hivernaux comptent pour 48 %, les processus cryogéniques printaniers pour 24 % et les processus cryogéniques automnaux pour 10 %. Par ailleurs, on apprend que le pouvoir érosif des vagues de tempêtes est fonction des processus de météorisation ayant affecté les falaises avant le passage de la tempête. La part relative du nombre de iButtons dégagés sous l'effet des processus de météorisation combinés au passage de tempêtes est de 17 %. Dans le contexte des changements climatiques, les prévisions à la hausse des températures de l'air en période hivernale, du nombre de jours de redoux et du nombre de cycles de gel-dégel sont des conditions propices à l'augmentation des taux d'érosion hivernaux sur les côtes deltaïques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Érosion côtière, Falaises, Météorisation, Climat, Dépôts meubles, Régime thermique, Méthode de suivi, Quantification des processus d'érosion.

Bien que les émissions de gaz à effet de serre et d'aérosols carbonés par les feux tropicaux, étroitement liées aux conditions de sécheresse et à l'action anthropique, aient un impact significatif sur le cycle du carbone et sur le climat global, la dynamique passée de ces émissions reste encore peu documentée. Cette étude a pour but de caractériser les produits de combustion carbonés piégés dans les sédiments lacustres et marins, afin d'établir des enregistrements fiables de la variabilité des feux tropicaux. L'analyse du comportement de standards carbonés sur des matrices synthétiques et naturelles à l'aide de différentes techniques d'extraction a permis de discriminer, selon un degré croissant de résistance à l'oxydation : le charbon, le carbone réfractaire, et le Black Carbon (BC). Bien que l'analyse de mélanges expérimentaux présente des pertes de masse d'environ 20% dans le cas du graphite mélangé à des poudres synthétiques, la méthode d'extraction et de mesure du BC s'avère reproductible et fiable pour reconstituer les changements de concentration enregistrés dans la plupart des sédiments. L'analyse du carbone élémentaire résistant aux traitements chimiques et/ou thermique, combinée au comptage automatisé des microcharbons, a ensuite été appliquée à une séquence pélagique du Pacifique Ouest (WPWP) couvrant les derniers 360 ka, et à un enregistrement lacustre Tanzanien couvrant les derniers 4 ka. L'enregistrement marin (carotte MD972140) montre que les émissions de BC sont fortement contraintes par les variations d'insolation en région intertropicale et équatoriale (cycles de précession et semi-précession). Elles sont également associées à la variabilité (pluri)millénaire du climat de l'hémisphère nord et de la mousson d'hiver est-asiatique, et suggèrent un couplage entre le gradient zonal des précipitations dans le Pacifique Equatorial et le climat des hautes latitudes. De plus, les aérosols carbonés enregistrent clairement l'action de l'homme sur le régime des feux dans la région Indo-Pacifique, avec une forte augmentation des apports de BC et de microcharbons entre 53-43 ka et 12-10 kyr. Au lac Masoko (carotte MM8), l'abondance et la nature des assemblages de particules de charbon reflètent en partie les apports détritiques liés au ruissellement des sols forestiers ou à l'érosion lors de bas niveaux lacustres. De plus, l'augmentation rapide des aérosols carbonés (microcharbons <1µm et BC) entre 1,8 et 1,6 ka BP suggère une intensification des incendies régionaux, contemporaine de l'expansion de la métallurgie et de l'agriculture dans le Rift Est Africain. L'identification et la quantification du carbone réfractaire piégé dans le réservoir sédimentaire montre ainsi que la dynamique des feux a été fortement contrainte par la variabilité du cycle hydrologique saisonnier et pluriannuel, et par l'action anthropique. Depuis plusieurs dizaines de milliers d'années, cette dernière est probablement déterminante vis-à-vis des quantités de carbone réfractaire émises dans l'environnement.

L’érosion des sentiers de moyenne montagne auvergnate est étudiée dans cette thèse à travers l’évolution morphologique de quatre secteurs présentant des stades d’érosion et des rythmes d’évolution différents, répartis dans le Massif du Sancy et la Chaîne des Puys. Notre approche méthodologique repose sur le croisement de trois jeux de données inédits collectés sur le terrain : relevés topographiques, données climatiques et cartographie du comportement des randonneurs. Les relevés topographiques fins mobilisent trois méthodes complémentaires de collecte de données (lasergrammétrie, GPS différentiel et relevés manuel). L’analyse croisée de l’ensemble de ces données nous a permis de : (1) quantifier des volumes d’érosion et de dépôt ; (2) cartographier les secteurs les plus sensibles à l’érosion ; (3) identifier une saisonnalité des processus érosifs ; (4) proposer un outil d’aide à la gestion des sentiers.Nos résultats de quantification de l’érosion des sentiers indiquent une différenciation des secteurs étudiés. Ce gradient d’érosion constaté s’explique par : le contexte climatique local qui commande la saisonnalité des processus d’érosion, la fréquentation touristique inégale et l’érodabilité du substrat. En réponse à cette érosion, nous avons observé la mise en place de divers aménagements (fils guide, fascines, murets, rigoles d’évacuation…), globalement efficaces. Néanmoins, il apparaît qu’un affinement du positionnement de ces derniers, sur la base d’une compréhension des processus érosifs sur un temps plus long, optimiserait le rôle protecteur de ces ouvrages. / In this thesis, weathering of hiking trails has been studied in the low mountain ranges of the Massif Central (Auvergne, France) through the morphological comparison of four sectors in the Massif du Sancy and the Chaîne des Puys, each one presenting different erosion stages and rhythms of evolution. Our methodological approach is based on the crossing of three unpublished field datasets: topographic data, climate data and cartography of hiker behavior. High resolution topographic data mobilized three complementary data collection methods (terrestrial laser scanning, GPS monitoring and manual monitoring). Cross-analysis of all these data allowed us to: (1) quantify erosion and depositional volumes; (2) map the weathering sensitivity of studied areas; (3) identify the seasonality of weathering processes; (4) propose an operational evaluation tool for the management of hiking trails in low mountain ranges. Weathering quantification results show a clear differentiation of the studied areas. This contrasting erosion gradient has been proved to be linked to: local bioclimatic parameters which command the seasonality of weathering processes, irregular touristic attendance and substratum durability. In response to this erosion, varied management were introduced (guideline, wattle fence, low wall, water bars ...) and globally effective. Nevertheless, it appears that a refinement of the positioning adjustments, based on an understanding of weathering processes over a longer period would optimize the protective role of these structures.

La variabilité spatio-temporelle de l'évolution morpho-sédimentaire du fond de la vallée de la Choisille (bassin versant : 288 km²), affluent de la Loire moyenne dans le sud-ouest du Bassin parisien (37), a été étudiée par 78 forages (8 transects), prospection géophysique, analyses sédimentologiques et datations 14C et OSL. Huit phases d'évolution du système fluviatile depuis le début Weichsélien ont été définies et corrélées avec les données palynologiques et archéologiques locales, afin de comprendre l'impact des facteurs forçants : climat ou/et anthropisation. Du Weichsélien jusqu'au début du Subatlantique, l'activité d'incision ou de sédimentation de la Choisille a évolué sous contrôle climatique strict. Depuis l'Allerød, cette évolution a été différente de celles observées sur d'autres rivières en Europe du Nord-Ouest, indiquant des spécificités climatiques et géologiques régionales. Dès l'Âge du Bronze, la rivière a évolué sous contrôle climatique et anthropique ; l'impact anthropique sur la sédimentation fut prépondérant, mais très variable dans le temps et l'espace au sein du bassin selon les potentialités agricoles des secteurs considérés.