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L’objectif de cette recherche est d’analyser les caractéristiques de la relation entre les villes et leurs fleuves, ainsi que les transformations des zones riveraines sous l’effet de l’urbanisation, avec le cas d’études de Hanoï et le fleuve Rouge, qui est représentatif de cette relation des pays du sud-est asiatique. Ce fleuve est la base importante de l’installation des Vietnamiens, de l’évolution des zones riveraines et de la forme urbaine de Hanoï. Sa relation avec cette ville est structurée par des caractères contradictories. Le fleuve offre la ville des opportunités, mais la menace par un risque d’inondations : tout d’abord, il contribue à développer l’agriculture en alimentant la ville en eau et alluvions, effectue un axe de transport fluvial important et constitue la forme d’une ville au milieu des eaux. Mais ses crues sont toujours un péril persistant de la ville. Au long de l’histoire, les habitants ont cherché à s’adapter au courant du fleuve. La construction et l’évolution de la digue est l’exemple de cette adaptation. La digue protège la ville contre les inondations, mais la sépare en deux parties. Cette séparation entraîne beaucoup de problèmes. Sous l’urbanisation et en raison du manque d’un cadastre d’autorités, les zones densément peuplées hors digue au centre ville et les nouveaux quartiers riverains du sud se transforment rapidement. Donc, une recherche pluridisciplinaire a été effectuée pour analyser le processus et les conséquences de ces transformations. Dans le contexte de la « nouvelle capitale » depuis 2008 et de son schéma directeur pour le développement de 2030, avec plusieurs stratégies du développement, l’étalement urbain et la migration vers le centre ville, cette recherche s’appuie particulièrement sur l’évolution économique suite aux changements administratifs, les questions foncières, les transformations des infrastructures et leurs conséquences environnementales des nouveaux quartiers ; les problèmes sociaux et démographiques des zones centrales où concentrent un grand nombre de migrants ; l’hésitation entre la préservation des valeurs architecturales et la modernité des villages de métiers. Enfin, la thèse cherche à analyser aussi les impacts de ces transformations sur le développement urbain de Hanoï, surtout au niveau du paysage et de la technique urbaine. / This thesis is aimed to analyze the characteristics of the relation between cities and rivers, and also the transformations of riverine zones under urbanization, with the case study of Hanoi and Red river, which is typical of this relation in Southeast Asia. Red river is an important base of Vietnamese’s settlement, the evolution of the riverine zones and urban water form of Hanoi. Its relation with the city is built by some contrary characteristics. The river brings the city opportunities, but also threatens it with a risk of inundation: firstly, the river contributes to the development of agriculture by bringing water and depositing alluvium on the riverbank; it also creates an important fluvial traffic and make up the city’s form. However, flood from the river is always a persistent peril. Throughout the history, the inhabitants have been seeking to cohabit with the river. The construction and the evolution of the dyke is a typical example of this process. The dyke prevents the river from flooding the city, but it also divides the city into 2 parts. This separation brings on many problems. Under pressure of urbanization and lack of land register, the densely populated outside-dyke zones in city center and the new urban quarters in the South are transforming rapidly. Accordingly, an interdisciplinary research was carried out in order to analyze the process and the consequences of these transformations. In the context of a « new capital » from 2008 and its master plan for 2030 with many development strategies concerning urban expansion and the migration towards the city center, this research focus on economic evolution, land dispute, transformations of the system of urban infrastructure and their environmental consequences in the new riverine urban quarters, social problems in the central zones where concentrated by a lot of immigrants, the hesitation between modernity and tradition in the handicraft villages. Finally, this thesis is aimed to analyze the contrary impacts of these transformations to urban development of Hanoi, especially in landscape and in urban infrastructure.

Cardiocondyla elegans est une fourmi méditerranéenne que l'on retrouve sur les bords de Loire. Cette espèce possède quelques particularités, comme par exemple avoir des mâles aptères. L'objectif de cette thèse était de comprendre sa biologie, ses stratégies de reproduction ainsi que les caractéristiques de son environnement. Pour cela, nous avons utilisé une approche multidisciplinaire, menant des études de pédologie, d'écologie et de botanique (caractérisation de l'habitat et de l'environnement), ainsi que de génétique et d'éthologie (structure génétique des nids et des populations, détermination du génotype et comportement des sexués).<br />Après avoir confirmé génétiquement la monogynie de cette espèce (une seule reine entourée d'environ 200 ouvrières), nous nous sommes attachés à analyser l'habitat de C. elegans. Le nid est creusé dans le sol jusqu'à 40 cm de profondeur. Il est composé, comme celui de nombreuses autres espèces, d'un conduit vertical reliant une dizaine de chambres superposées. En milieu ligérien, C. elegans est retrouvée uniquement sur les grèves en fixation. Nous avons montré que la composition des sédiments de ces grèves était importante pour la survie de cette fourmi. Durant l'été, elle permet dans les chambres les plus profondes, de conserver une température constante inférieure à 30°C avec de très faibles variations quotidiennes. Durant les crues, les sédiments composés de moins de 60% de sable, ne sont que très peu entraînés par le courant (grèves « fixées »). De plus ils permettent, lors de la remontée de la nappe alluviale, la création de poches d'air nécessaires à la survie des fourmis.<br />L'étude de la répartition spatiale des nids au cours des années nous a révélé que 40% des nids disparaissent d'une année sur l'autre suite aux conditions hivernales. Cependant, suffisamment d'individus sexués, en l'occurrence des femelles fécondées, survivent pour fonder de nouveaux nids. La population étudiée de C. elegans sur les bords de Loire montre une forte densité avoisinant 1 nid/m2. Les grèves fixées étant des environnements morcelés, les nids entrent en compétition pour l'espace et se distribuent de façon régulière. Ainsi, moins de 1% des femelles réussissent à fonder de nouveaux nids.<br />De Juillet à Septembre, les nids matures produisent des individus sexués. Alors que les femelles sont ailées, C. elegans possède une particularité par rapport aux autres fourmis : elle ne produit que des mâles ergatoïdes (sans ailes) tolérants entre eux. Nous avons déterminé que lors de la période de reproduction, les nids contenaient en moyenne 5,3 mâles ergatoïdes et 76,6 femelles ailées. La reine est généralement fécondée par plusieurs mâles. Ainsi les individus du nid sont issus de la même mère mais peuvent avoir des pères différents (en moyenne 4,5 fratries par nid).<br />En analysant la structure génétique des populations nous pouvons dire que 30% des accouplements impliquent des individus non apparentés. Ce fait est du à la présence de nombreux sexués étrangers à l'intérieur des nids. La présence d'individus étrangers dans des colonies monogynes est singulière et nous a amené à nous interroger sur les stratégies de reproduction de C. elegans. Des tests comportementaux nous ont permis de mettre en évidence que les mâles étaient toujours acceptés lorsqu'ils tentaient de pénétrer dans une nouvelle colonie contrairement aux femelles ailées qui sont systématiquement attaquées. La présence de femelles ailées dans des nids étrangers s'explique par leur transport par des ouvrières, un comportement que nous avons observé sur le terrain en période de reproduction. Ces échanges de sexués pourraient permettre de diminuer la consanguinité à l'intérieur de la population, évitant ainsi la production de mâles diploïdes (stériles) et procurer une meilleure résistance de la population en cas de changements environnementaux.<br />L'étude de cette fourmi nous a permis de mettre en évidence une stratégie de reproduction originale, décrite ici pour la première fois. Notre étude révèle également que C. elegans est la seule espèce de fourmis à être adaptée aux conditions environnementales des grèves en fixation. La seule présence de cet organisme, au même titre que certaines espèces végétales, permet de caractériser une étape de l'évolution morphologique des chenaux secondaires de la Loire.

Flow modelling in a compound channel is a complex matter. Indeed, due to the smaller velocities in the floodplains than in the main channel, shear layers develop at the interfaces between these subsections, and the channel conveyance is affected by a momentum transfer corresponding to this shear layer, but also to possible geometrical changes in a non-prismatic reach. In this work, a one-dimensional approach, the Exchange Discharge Model (EDM), is proposed for such flows. The EDM accounts for the momentum transfer between channel subsections, estimated as proportional to the velocity gradient and to the discharges exchanged through the interface; where two main processes are identified : (1) the turbulent exchange, due to the shear-layer development; and (2) the geometrical transfer, due to cross-sectional changes. The EDM is successfully validated for discharge prediction, but also for water-profile computation, through comparison with existing laboratory and field measurements. The momentum transfer due to turbulent exchanges is then studied experimentally, theoretically and numerically. At first, new experimental data, obtained by using Particle Tracking Velocimetry techniques, are presented : the periodical vortex structures that develop in the shear layer are clearly identified and characterised. Secondly, a hydrodynamic linear stability analysis enables to predict quite successfully the wave length of some observed vortices. Lastly, an Unsteady-RANS numerical method is used to simulate the perturbation development. The estimated vortex wave lengths agree again with the measurements and the theoretical predictions, although vortices merging occurs in the simulation results, which was actually not observed experimentally. The velocity-profile prediction is found improved when the effect of vortices is considered, thanks to the corresponding additional shearing. The geometrical transfer is also investigated experimentally and numerically. Novel experiments are designed, with the measurements of the flow in a compound channel with symmetrically narrowing floodplains. The mass transfer and the evolution of the flow distribution along the channel length are clearly observed. A significant additional head loss due to this transfer is measured, in accordance with the EDM hypothesis. Measured water profiles are finally compared successfully with the EDM predictions. In addition to the EDM development and validation, the so-called Lateral Distribution Method (LDM) is also investigated and the significance of the secondary-currents models proposed by previous authors for this method is discussed. When considering the velocity-profile prediction, the effect of these helical secondary currents is again clearly highlighted, by using dispersion terms in the Saint-Venant equations. However, the actual physical meaning of the related dispersion coefficients remains uncertain. In addition, an extended LDM is also proposed and discussed for non-prismatic flow modelling, using the new narrowing-channel data set./La modélisation des écoulements dans les rivières à plaines inondables est particulièrement complexe. En effet, la vitesse de l'eau étant plus faible sur la plaine d'inondation que dans le lit mineur, une couche de cisaillement se développe à l'interface entre ces sous-sections. La débitance totale de la rivière est dés lors réduite, à cause du transfert de quantité de mouvement qu'occasionne la présence de la couche de cisaillement, mais aussi de part les changements de géométrie qui peuvent se produire dans un lit non-prismatique. La présente thèse propose, pour la représentation de tels écoulements, une nouvelle approche uni-dimensionnelle dénommée Modèle des Débits d'Echange ("Exchange Discharge Model" – EDM). Le transfert de quantité de mouvement entre les soussections de la rivière est pris en compte par l'EDM comme étant proportionnel au gradient de vitesse entre celles-ci et aux débits échangés à travers leur interface. A cette interface, deux phénomènes sont essentiellement présents : (1) un échange turbulent, dû au développement de la couche de cisaillement; et (2) un transfert géométrique, correspondant aux changements de section. L'EDM est validé avec succès pour la prédiction du débit et pour le calcul de lignes d'eau, par comparaison avec des données existantes de laboratoire et de terrain. Le transfert de quantité de mouvement dû à l'échange turbulent est ensuite étudié expérimentalement, théoriquement et numériquement. De nouvelles mesures sont obtenues, au moyen d'une technique de vélocimétrie par suivi de particules. Les structures périodiques qui se développent dans la couche de cisaillement sont clairement identifiées et caractérisées. Deuxièmement, une analyse linéaire de stabilité hydrodynamique permet de prédire théoriquement les longueurs d'onde de quelques tourbillons qui ont été observés expérimentalement, et ce avec succès. Enfin, un modèle numérique, de type "Unsteady-RANS", est utilisé pour simuler la croissance des tourbillons dans la couche de cisaillement. Encore une fois, les longueurs d'onde obtenues correspondent relativement bien avec les valeurs mesurées et prédites théoriquement; bien que les coalescences de tourbillons qui se produisent numériquement n'aient pas été observées expérimentalement. La prédiction des profils de vitesse est améliorée, lorsque l'effet des tourbillons est considéré, grâce à la contrainte de cisaillement additionnelle que ceux-ci génèrent. Les transferts géométriques sont également explorés expérimentalement et numériquement. Une nouvelle campagne expérimentale a été réalisée, en considérant l'écoulement dans un lit composé symétrique, dont les plaines d'inondation se rétrécissent progressivement. Le transfert de masse entre sous-sections et la redistribution des débits qui lui est associée sont clairement observés au long du canal. Une importante perte de charge additionnelle due à ce transfert est mesurée, en concordance avec les hypothèses de l'EDM. Finalement, les lignes d'eau mesurées sont reproduites avec succès par un calcul utilisant l'EDM. En complément au développement et à la validation de l'EDM, la "Lateral Distribution Method" (LDM) est également utilisée, avec pour objectif la clarification du rôle des termes de courants secondaires proposés par différents auteurs. Par rapport à la prédiction du profil de vitesse, l'effet de ces courants secondaires est très marqué. Il est ici reproduit en utilisant des termes de dispersion dans les équations de Saint-Venant. Cependant, le sens physique des valeurs des coefficients de dispersion qui doivent être utilisés est discutable. Par ailleurs, une LDM étendue, pour les écoulement en lits nonprismatiques, est proposée et commentée, en utilisant le nouveau jeu de données pour le canal convergent.

En dépit de son importance pour les écosystèmes aquatiques, l'origine et les mécanismes de production du carbone organique dissous (COD) sont toujours sujets à discussion. Cette thèse vise à mieux comprendre le rôle joué par l'hydrologie tant sur les mécanismes de production et la location des sources du COD que sur les flux et les processus de transfert du sol vers les cours d'eau. Un suivi haute fréquence des eaux du sol et de rivière a été réalisé sur la totalité d'un cycle hydrologique dans le bassin versant expérimental de Kervidy-Naizin (Morbihan, Observatoire de Recherche en Environnement (ORE) AgrHys). Le COD contenu dans ces eaux a été caractérisé par sa composition isotopique en carbone (δ13C), et ce suivi a été complété par l'analyse de la dynamique de la nappe. L'analyse des variations saisonnières de concentration et de composition du COD révèle l'existence d'un relais dans les sources et les mécanismes de production du COD dans les sols des zones de fond de vallée en phase avec les changements de régime hydrologique du bassin. Ainsi, lors de la période automnale de remontée de la nappe, le compartiment COD présente un caractère faiblement aromatique et une composition isotopique particulière, suggérant une origine microbienne. Ce réservoir de très faible taille (5% du flux annuel de COD exporté par le cours d'eau) est entièrement épuisé par les premières crues d'automne. La mise en charge de la nappe en versant conduit à la mobilisation d'un second réservoir de COD caractérisé par une aromaticité élevée et une signature isotopique proche de celle de la matière organique des sols. Ce compartiment correspond au fond humique " ancien " des sols et présente une taille nettement plus important que le premier (90% du flux annuel). Cependant ce compartiment ne se limite pas au COD produit dans sols des zones de bas-fond mais comprend aussi des apports de matières organiques issues des sols de bas de versant. Enfin, le rabattement de la nappe au milieu du printemps marque le début de la période d'assèchement du bassin versant et le retour dans les sols de bas-fond d'un COD faiblement aromatique et isotopiquement similaire à celui observé en automne. En conséquence, la teneur et la composition du COD véhiculé par le cours d'eau varient fortement à l'échelle saisonnière (variabilité temporelle des processus de production du COD). Les horizons superficiels des sols des zones de bas-fond sont la principale source de COD, par lesquels transitent entre 60 et 80% du flux de COD exporté lors des événements de crues. Concernant le réservoir humique, un résultat important est qu'il semble limité dans les sols de bas de versant, alors qu'il semble au contraire illimité dans les sols de bas fond. Au final, les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse démontrent le contrôle majeur de la dynamique de la nappe sur les mécanismes de production de COD par le sol ainsi que sur la localisation spatiale et les flux de COD transférés de ces sols vers les cours d'eau à l'échelle de la saison. Ils valident également l'hypothèse émise selon laquelle l'exportation du COD par les cours d'eau ne résulterait pas d'un simple " flushing " du COD produit dans les sols de bas-fond mais mobiliserait plutôt un ensemble de sources localisées le long du continuum rivière-zone de bas-fond-zone de versant, et dont le caractère plus moins limité du réservoir expliquerait les dynamiques des concentrations en COD annuelles observées à l'exutoire de ces bassins. Un autre résultat majeur de cette thèse est la qualification des isotopes comme outil de traçage des sources et de la dynamique du COD dans les bassins versants. Un point clé de ce travail est la différenciation isotopiques des réservoirs COD des sols de bas-fond et des sols de bas de versant, qui a permis pour la première fois de révéler la participation de l'un et de l'autre au flux exporté à l'exutoire et d'estimer quantitativement leur contribution respective à ce même flux.

Les catastrophes naturelles au nord-est de l’Inde, tout comme dans le reste du monde, attirent régulièrement l’attention des médias. Au-delà des interventions d’urgence, il s’avère nécessaire de prendre du recul afin de mieux cerner l’origine des évènements et les stratégies d’adaptation déployées par les populations pour y faire face. Suivant une approche interdisciplinaire mêlant hydro-géomorphologie, éco-anthropologie et political ecology, cette thèse apporte un éclairage nouveau sur les dynamiques du Brahmapoutre, les interactions sociétés-milieux et la gestion des risques dans une région peu étudiée. En Assam, chaque année au cours de la mousson, le fleuve Brahmapoutre entre en crue et déborde dans sa plaine, déposant sur son passage des sédiments sableux et des limons fertiles. Dans cet espace densément peuplé, les Mising - population originaire de l’Himalaya oriental, Scheduled Tribe d’Assam - ont longtemps adapté leurs modes de vie à ce milieu dynamique. Au rythme du fleuve, les Mising pratiquent plusieurs types de riziculture, utilisent différentes techniques de pêche et déplacent leurs villages dans les espaces exposés aux inondations en suivant le mouvement des chenaux. Or, en 1950, un séisme majeur provoqua d’importantes modifications de l’hydrosystème fluvial, bouleversant ce système socio-écologique fragile. Pour contrôler le Brahmapoutre et mettre en valeur les territoires, la région connut dès le XIIe siècle des programmes d’endiguement et d’administration foncière sur la rive sud. À partir de 1954, l’État d’Assam étendit l’endiguement de part et d’autre du lit mineur. Ces aménagements incitèrent les communautés paysannes à se sédentariser dans les périmètres protégés en les contraignant à respecter les nouvelles délimitations foncières. Toutefois, depuis 1988, des ruptures de digues soudaines ont été à l’origine d’inondations récurrentes dans les espaces censés être protégés, tandis que l’érosion se poursuit, emportant les terres de plusieurs villages des subdivisions de Bokakhat, Majuli et Dhakuakhana, objets de cette thèse. L’objectif général de cette thèse est de montrer – à l’aide d’exemples pris dans trois localités – comment les aménagements fluviaux et les politiques foncières ont provoqué une crise sociale et environnementale obligeant les Mising à réajuster leurs pratiques agricoles tout en renégociant leur place au sein de la société et du territoire assamais. Ainsi, à Bokakhat, les Mising négocient leurs droits d’accès aux ressources avec les autorités du parc national de Kaziranga ; à Majuli, ils travaillent pour les institutions religieuses vaishnavites et les propriétaires terriens assamais ; à Dhakuakhana, certains d’entre eux se réfugient illégalement sur les débris de digues et espèrent que leurs terres pourront redevenir fertiles, tandis que d’autres émigrent. Dans ces situations socio-économiques distinctes, les Mising adoptent différentes stratégies socioreligieuses. Ils sont partagés entre ceux qui souhaitent s’insérer au sein de la société assamaise en adoptant les cultes vaishnavites localement dominants, ceux qui envisagent d’accéder au monde globalisé par une conversion au christianisme, et ceux qui affirment une identité tribale en faisant revivre des cultes plus anciens. En représentant l’ensemble de la communauté devant l’État d’Assam, les organisations politiques mising demandent plus d’autonomie territoriale vis-à-vis de Delhi. Un projet néanmoins difficile à mettre en œuvre, car les villages mising sont dispersés parmi ceux d’autres communautés d’Assam. Dans quelle mesure ces stratégies permettront-elles aux Mising de maintenir leurs capacités d'adaptation dans un milieu changeant ? / Natural disasters in Northeast India and in the rest of the world regularly attract media’s attention. Besides an emergency response to these events, it is necessary to distance oneself from the disaster in order to acquire a better understanding of the cause of the events and the coping strategies adopted by the population. Following on an interdisciplinary approach combining disciplines such as hydro-geomorphology, eco-anthropology and political ecology, this thesis sheds new light on the dynamics of the Brahmaputra River, the socio-environmental interactions and risk management in an area where few studies have been conducted.In Assam, every year during the monsoon, the level of the Brahmaputra River rises and overflows into the floodplain, covering sandy land and carrying fertile silts. In this densely populated area, the Mising tribe - a group from the eastern Himalayas, a scheduled tribe of Assam - has for long time managed to adapt its way of life to this dynamic environment. The Misings practise several types of rice cultivation; use different fishing techniques and move their villages according to the flow of the braided river’s channels. However, in 1950, a major earthquake brought about important modifications in the river’s hydrosystem, seriously upsetting this fragile socio-ecological system. Embankments have been built and land has been administrated on the south bank of the Brahmaputra since the twelfth century to control the river and to establish territories. But since 1954, the State of Assam has extended the embankments on both sides of the river. These infrastructures have encouraged farming communities to settle on these new protected lands, forcing them to respect cadastral boundaries. However, since 1988, breaches in the embankment have frequently led to flash floods, while erosion has caused land belonging to several villages in Majuli, Bokakhat and Dhakuakhana subdivisions, which are discussed in this thesis, to be washed away. The main objective of this thesis is to demonstrate — using examples from these three territories — how river engineering and rigid administrative boundaries have led to a social and environmental crisis that leaves the Misings no option but to adjust their agricultural practices and to adopt various strategies to negotiate their space on Assamese land and within Assamese society. Thus, in Bokakhat, the Misings negotiate their right to access resources with the Kaziranga National Park authorities; in Majuli, they work as farmers for Vaishnavite religious institutions and Assamese landowners; in Dhakuakhana, some of them take shelter illegally on portions of the embankment in the hope that their land will be restored to them, while others choose to migrate. In these distinct socio-economical conditions, they are divided into those who are assimilated into Assamese society through Vaishnavite cults, those who have converted to Christianity, which is gaining a foothold in the globalized world, and those who defend their tribal identity and who are reviving ancient faith. Finally, Mising political organizations are claiming to the State of Assam and to Delhi for more territorial autonomy. This would be a difficult undertaking as their villages are scattered among the other communities of Assam. To what extent these strategies will help the Misings to maintain their adaptability in a changing environment?

Ce travail de thèse a pour ambition de comprendre les mécanismes et les processus qui régissent l’action en situation decrise, c’est-à-dire dans des conditions de gestion fortement marquées par l’urgence et la nécessité d’agir vite en situationd’incertitude. Le constat d’une vulnérabilité du réseau routier face aux crues rapides nous conduit à la question suivante :quelles sont les modalités de gestion de crise lors d’événements pluvieux violents ayant pour conséquences des fermetures, des coupures ou des submersions du réseau routier et quelles sont les conditions de l’efficacité de gestion ? Notre étude souhaite montrer comment les acteurs en charge de la gestion du réseau routier dans un département régulièrement impacté par les inondations « gèrent » ces périodes de turbulences, avec quelles ressources et avec quels outils (plans, logiciels, dispositifs techniques, fiches actions etc.). Ce que nous souhaitons montrer, ce n’est pas tant qu’il existe des décalages entre le travail prescrit et le travail réel des opérateurs en temps de crise, mais bien les modalités de ces déplacements. En ce sens, c’est la question de l’efficacité qui est au coeur de notre démarche. Au sens étymologique, l’efficacité est une « vertu », une « force » (du latin efficacitas), elle doit nous permettre dans ce travail de saisir les décalages entre se qui se rapporte d’un côté à la planification et à une gestion organisée des crises, et de l’autre ce qui se rattache à la métis, c’est-à-dire l’intelligence pratique des acteurs en charge de l’exécution des tâches planifiées. Plutôt que d’identifier des défaillances, nous souhaitons montrer ce qui semble efficace du point de vue des acteurs, ce qui est « porteur » pour l’action, ce qui fait sens (Jullien, 1996, 1992). Quels sont les mécanismes vertueux que les acteurs mettent en place afin d’assurer une certaine efficacité de gestion, et de « faire tenir » ce moment de crise caractérisé, d’après une partie de la littérature, par la perte de repères pour l’action ? Approcher les conditions de l’efficacité demande d’une part d’analyser les pratiques des acteurs (rapport à la confiance, à l’adaptation, à l’improvisation, à l’interprétation de l’environnement et des informations), d’autre part de connaître les plans d’action qui les prescrivent. / This PhD dissertation aims at a better understanding of the mechanisms and processes which dictate the actions taken ina situation of crisis, that is to say, in a context very much characterized by urgency, and the necessity to act quickly inan unpredictable situation. After assessing the vulnerability of the road network in the event of a rapid rise in the waterlevel, we were led to raise the following questions : what are the various modes of crisis management in the event of violentrainstorms leading up to closings, interruptions or submersion of the road network ? What are the required conditions foran efficient management ? Our study intends to show the modus operandi of the actors in charge of the road networkmanagement in a district subject to frequent flooding to « manage » those times of trouble and the means and tools given tothem (maps, softwares, technical devices etc). What we originally aimed at was not so much emphasizing the gap betweenthe stipulated work and the effective work of operators in a time of crisis but rather focusing on the modalities of these« moves ». In a sense, matters of efficiency are at the heart of our approach. In its etymological meaning, efficiency is avirtue, a strength (from latin efficacitas) and it should enable us in this work to grasp the discrepancies between whatis linked on one side to the planning and organized managing of crises and on the other to metis, that is, the practicalintelligence of the actors in charge of the execution of the devised tasks. Instead of identifying the deficiency, we intend tohighlight what seems efficient from the actors’ point of view, what is « bearing » to the action, what makes sense (Jullien,1996, 1992). What are the virtuous mechanisms that the actors can devise in order to secure some kind of managementefficiency and to "hold together" this moment of crisis characterized, according to some writings, by the loss of a sense ofdirection in action ? This approach of the conditions of efficiency entails on the one hand the analysis of the actors’ practices(trust, adaptation, improvisation, interpretation of the surroundings and of information), and on the other, the knowledgeand understanding of the plans of action that prescribe them.

Si généralement, les variations de sections en travers des rivières naturelles ou anthropisées sont progressives et continues, au droit de certains biefs, des obstacles transversaux et discontinus (naturels ou artificiels) peuvent partiellement ou totalement bloquer les plaines d’inondation. L’écoulement dans la plaine d’inondation est dès lors contracté par l’obstacle, qui promeut le développement de zones de recirculation de part et d’autre de l’obstacle, entraînant une réduction de la section d’écoulement et la génération d’échanges de masse entre lits qui viennent se superposer aux interactions turbulentes. Nous nous sommes intéressés à la modélisation physique de ces écoulements et nous avons particulièrement étudié les distorsions introduites par l’obstacle sur la turbulence dans l’écoulement. Ce travail est basé sur de nouvelles expériences menées dans deux canaux à lit composé. Un jeu complet de données d’écoulements rapidement variés en présence d’un épi dans la plaine d’inondation. Les effets sur les paramètres hydrauliques de la superposition des deux problématiques que sont (i) les écoulements en géométries composées et (ii) les écoulements rapidement variés au voisinage d’un obstacle ont ensuite été analysés. Finalement, les processus physiques dominant dans ces écoulements ont été identifiés / If in natural or anthropized rivers, the river cross-section generally gradually and continuously varies, transversal and discontinuous obstacles either natural or artificial may partially or totally block off floodplains. The flow overbanking in the floodplain is therefore contracted by this obstacle which then promotes two recirculation zones of both sides of the obstacle, resulting in a reduction of the flow section and in the generation of strong mass exchange between channels that superimposes to the classical turbulent interactions. New experiments are conducted in two different compound channels: rapidly varied flows in compound channel with a groyne set on the floodplain. Flows with various groyne lengths and total discharges were investigated. Effects on the hydraulic parameters of the superimposition of the two problems that are (i) flow in compound geometry and (ii) rapidly varied flow in the vicinity of a thin obstacle were analysed. Finally, dominance of physical processes in such flow configuration is discussed

Le bassin versant du fleuve Niger est directement influencé par les fluctuations de la mousson africaine, qui impactent les ressources en eau et entraînent des évènements extrêmes tels que des inondations ou des sécheresses. En retour, les forts taux d'évaporation observés dans le Delta intérieur du Niger, large région annuellement inondée, impactent le climat, au moins à l'échelle régionale. Une meilleure compréhension des processus hydrodynamiques de ce bassin ne peut cependant être obtenue sans un réseau d'observations ayant une couverture spatiale et temporelle suffisante. La mission SWOT fournira des cartes 2D de hauteurs et pente des eaux de surface avec une résolution encore jamais atteinte en altimétrie (50 à 100 mètres). Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la phase de préparation à la mission SWOT et se propose d'offrir des perspectives d'utilisation de ces données satellites pour l'amélioration des modèles d'hydrologie globale. Dans un premier temps, le modèle hydrologique du CNRM, ISBA-TRIP, incluant un schéma d'inondations et un réservoir simple d'aquifères ajouté durant cette thèse est évalué sur le bassin du Niger à l'aide de multiples observations in-situ et satellites. L'étude montre que le modèle simule de façon cohérente l'évolution des eaux de surface, des zones inondées, et les anomalies de stock d'eau sur le bassin. Ensuite, un schéma d'assimilation de données est mis en place afin d'optimiser un des paramètres clés en hydrologie, le coefficient de Manning. Ce coefficient, décrivant la propriété du sol à 'retenir' les flux d'eau, influence fortement la dynamique des eaux de surface, et notamment les hauteurs d'eau et le débit. L'assimilation des données SWOT est appliquée dans le cadre d'une expérience jumelle, qui consiste à considérer une simulation de référence, appelée 'vérité', de laquelle sont issues les observations virtuelles de hauteur d'eau SWOT. L'étude montre que l'assimilation des hauteurs d'eau SWOT permet l'optimisation du coefficient de Manning, distribué spatialement, malgré l'hypothèse d'équifinalité. Les hauteurs d'eau et les débits sont considérablement améliorés, et on obtient une meilleure simulation des anomalies de stocks d'eau sur le bassin ainsi que des zones inondées sur le Delta intérieur du Niger (occurrence, intensité). Enfin, le potentiel des données SWOT pour améliorer les prévisions hydrologiques sur des périodes plus longues que celle de la phase d'assimilation est mis en évidence. / The hydrologic and hydrodynamic processes of the Niger basin are largely influenced by the West African monsoon variabilty. In the last 3 decades these variations have resulted in an increase of extreme events such as floods and droughts. Retrospectively, the climate might be impacted by the evaporation fluxes from the inner Delta flooded region, at least regionally. A better understanding of the Niger basin water cycle is a crucial issue for water resources management but requires observation datasets with a large spatial and temporal coverage. The SWOT satellite mission will provide 2D global maps of water level and slope at an unprecedented resolution (50 to 100 meters). Within the framework of the preparation of the SWOT mission, this thesis aims at proposing a SWOT data assimilation strategy for the improvement of global scale hydrological models. First, the ISBA-TRIP hydrological model from CNRM is evaluated over the Niger basin. This model includes an inundation scheme and simple aquifer reservoir. The model diagnostics are compared to an extensive set of in-situ and satellite observations. According to its relative simple physics, the model is able to simulate in a realistic manner, the continental water dynamics : discharge, water levels, floods, total water storage variations. Sensitivity tests are also performed to determine the most sensitve ISBA-TRIP parameters. Among them, the Manning coefficient has a key role in the flow dynamics but its estimation is difficult and usually based on geomorphologic relationships. The second part of this work consists in setting up a SWOT data assimilation strategy for the optimization of the ISBA-TRIP parameters. Since the SWOT observations are not available yet and also to assess the skills of the assimilation method, the study is carried out in the framework of an Observing System Simulation Experiment (OSSE). The corrected parameter is the Manning coefficient, spatially distributed over the river. The assimilation allows a good improvement of the relative bias of discharge and water level over the river. The Manning coefficient is also globally improved and tends to an optimal value. Moreover, the water storage anomalies and flooded fraction are also better simulated. Finally, the study shows that the method is useful for hydrological forecasting over longer time periods than those of the calibration.

Les contours théoriques en hydrologie, hydraulique et les outils de calcul correspondants sont largement développés et utilisés dans le monde. Cependant en parallèle, des problématiques importantes surviennent pendant les crises sans pouvoir être résolues et des solutions développées peinent à être implémentées. En plus, le changement climatique ne va pas faciliter les choses. Pour noircir le tableau, les moyens économiques locaux en France ne vont pas augmenter pour aider les communes à s’attaquer au problème. L’objectif de cette thèse est de conduire une investigation des moyens à disposition pour améliorer notre connaissance locale des concepts en lien avec le pluvial pour permettre une modélisation efficiente. La méthodologie proposée est composée de trois étapes évolutives incluant : 1. Une analyse approfondie des données topographiques locales ; 2. L’évaluation des interactions entre les écoulements de surface et le souterrain ; 3.Une approche intégrée permettant de modéliser les inondations générées par la pluie en zone urbanisée. Les résultats de l’étape 1 montrent que la donnée topographique est essentielle pour la définition des chemins d’écoulement et impactent significativement les résultats de modélisation hydrauliques. Ceci conduit à l’étape 2 lors de laquelle on observe que les débordements provenant du réseau souterrain contribuent à l’inondation mais seulement en partie. Les volumes d’inondations générés par le ruissellement de surface devraient être inclus dans les modèles d’inondation. L’étape 3 présente une configuration possible de modèle intégré permettant de mieux représenter les processus réels en jeu. / Theoretical background about hydrology, hydraulics and computational tools and methods are widely developed and worldwide used. In the same time however, important issues during flood crisis are not solved and practical solutions take time to be implemented. On top of that, ongoing climatic change will not make things easier and intense events will increase in frequency. To worsen the picture, local economic means in France will not increase to help municipalities and local communities to tackle the issue. The objective of this thesis is to investigate on the available ways to improve our local knowledge of stormwater related concepts to allow an efficient modelling. The proposed methodology consists in a three-step-approach including: 1. A thorough analysis of local topography data; 2. The assessment of sewer-surface interactions; 3. An integrated approach to model pluvial flood in urban areas. The results of Step 1 show that topography data is essential in flow path definition and significantly impacts hydraulic modelling results. This leads to Step 2 where it is seen that sewer overflow is one aspect of urban flood issues but represents only part of flood sources. Overland flow generated by runoff should be included in flood models. Then Step 3 presents that integrated urban pluvial modelling is possible with existing tools and can represent the real processes better. This proposed modelling approach should not be disconnected from the reality of stormwater management practical aspects and current constraints. It is shown how complementary actions can be taken to enrich local knowledge and memory thus allowing a more efficient and wiser modelling process.