MENVSC (Climatology) / Department of Geography and Geo-Information Sciences / Subtropical anticyclones locate and modulate weather and climate over subtropical belts for both the Northern and Southern Hemispheres. This study investigates the spatio-temporal variability of the Mascarene High over the South Indian Ocean on (anomalous) weather and climate over southern Africa at intraseasonal, seasonal, interannual, multidecadal and event time-scales. The Mascarene High is located 25-35°S, 40-110°E, playing a vital role in day-to-day weather and climate patterns conditions over southern Africa. Spatio-temporal characteristics of the Mascarene High investigated in this study span the period 1985-2014 and 2071-2100, using NCEP-NCAR reanalysis datasets for present-day climate observations and the Conformal-Cubic Atmospheric Model (CCAM) for future projections. The Mascarene High is analysed using mean sea level pressure (MSLP) extracted from ECMWF ERA-interim monthly reanalysis data. The Mascarene High is also subjected to Principal Components Analysis, depicting eastern displacements of the weather system to be dominant for weather and climate fluctuations over southern Africa. The Mascarene High migrates south (north) during austral summer (winter) and is centred over the eastern Indian Ocean in summer in connection with the Indian Ocean Subtropical Dipole. Event scale analysis is also employed for investigating Mascarene High blocking and induced anomalous weather. Mascarene High blocking leads to anomalous rainfall events over southern Africa associated with tropical cyclones, cut-off lows and cloud bands. There is also a vital geographical variability of the Mascarene High development, distribution and movement in the South Indian Ocean at the different time-scales. Projections of the Mascarene High indicate a shift in mean location as a result of future expansion and intensification. This projected expansion and intensification is expected to shift tropical cyclone trajectories equatorward, with the baroclinic structure of cold fronts expected to shift poleward affecting changes in the weather and climate of southern Africa. This finding is important as it projects changes in weather and climate conditions over southern Africa in a changing climate due to increased greenhouse gas emissions.

Territoires français à la fin du XVIIIe siècle, les archipels des Mascareignes, Seychelles et Chagos ont connu un destin politique différent. L’ensemble de ce vaste espace insulaire, La Réunion exceptée, est devenu anglophone. On fait pourtant un constat essentiel, paradoxal en apparence : ces îles ont aujourd’hui encore une toponymie majoritairement francophone. Cette constatation est à l’origine de cette recherche, appuyée sur la constitution d’une base de données thématique et géo-référencée d’environ 6600 toponymes. À l’aide de cet outil, ce corpus toponymique est analysé suivant plusieurs critères, tels que les langues, les valeurs sémantiques, les natures et importances des éléments désignés et de la répartition spatiale. La question de l’appropriation et l’évolution des toponymes est également abordée et analysée. Ce travail constitue une base, évolutive et ouverte, pour des travaux complémentaires ultérieurs. / French territories in the late eighteenth century, the archipelagos of Mascarene, Seychelles and Chagos experienced a different political destiny. All of these islands except Reunion became English-speaking. Yet today, we make an essential observation, paradoxical in appearance: these islands still have a mostly French-speaking toponymy. This ascertainment is at the origin of this research supported by a thematic and georeferenced database of about 6600 place names. Thanks to this tool, an analyse has been carried according to several criteria such as the languages, the semantic values, the natures and importance of designated elements and the spatial distribution. The question about appropriation and evolution of place names is also examined and analysed. This work constitutes a base, open and evolutive, for further works.

La traite des esclaves à Madagascar a provoqué de changements importants tout au long du XVIIe et XVIIIe siècles, aussi bien sur le plan politique, qu’économique et social. Les Néerlandais et les Français, présents à la colonie du Cap et aux Mascareignes étaient des acteurs de taille dans ces interactions commerciales complexes et symboliques. Des transformations sont perceptibles dès les premiers contacts, non seulement au sein des grands royaumes sakalava et betsimisaraka mais également jusqu’aux régions les plus recluses. Pourtant, les relations commerciales se complexifient dans la longue durée. En effet, une certaine continuité est identifiable sur toute la période étudiée. Le commerce maritime qui jouait un rôle primordial dans ces développements, concernait riz, bétail et captifs échangés contre piastres, armes à feu et toiles. Il a bouleversé la balance des pouvoirs et l’économie de la Grande Île. Le volume de la traite, calculé à partir de centaines d’expéditions néerlandaise et française, était déjà très substantiel avant le milieu du XVIIIe siècle. / The slave trade on Madagascar provoked important changes in the seventeenth and eighteenth centuries, both politically, economically and socially. The Dutch and the French, present on Cape Colony and the Mascarene Islands, were important players in these commercial, but complex and symbolic, interactions. The transformations are detectable from the first contact onwards, not only in the great kingdoms of Sakalava and Betsimisaraka but also in the most secluded areas. However, commercial relations complexified in the longue durée. Indeed, a certain continuity is identifiable during this entire period. The maritime commerce, which played a primary role in these developments, concerned rice, cattle and slaves bartered for Spanish dollars, firearms and textiles. The slave trade disturbed the balance of powers and the economy of the Big Island. The volume of the trade, calculated from hundreds expeditions done by the Dutch and the French, was already very substantial before the middle of the eighteenth century.

Cette thèse s'appuie sur les travaux d'Alexander V. Sobolev sur le recyclage de matériel crustal dans le manteau terrestre en lien avec les processus de mise en place des provinces magmatiques et des iles océaniques. Il s'agit d'utiliser des outils pétrologiques et géochimiques couplés à des données de paléomagnétisme haute résolution, et à de la modélisation thermomécanique dans le but de contraindre les processus profonds à l'origine des Trapps du Deccan et leurs conséquences au niveau planétaire (extinction de masse). Dans un premier temps, cette thèse propose une réinterprétation des diverses contraintes temporelles sur la durée de l'éruption des Trapps du Deccan (datations radiochronologiques, paleomagnétisme, profiles d'altérations, et données paléo-environnementales) et suggère un scénario temporel pour la mise en place de cette province magmatique, le tout principalement basé sur des données paléomagnétiques de hautes résolution de Chenet et al (2008, 2009). Ce scénario implique que la phase principale de l'éruption des Trapps du Deccan s'est produite peu de temps avant la limite Crétacé-Paléogène et qu'elle correspond à la mise en place d'environ 1.106km3 de laves en 50ka. Ces chiffres sont équivalents à 150-200 fois le taux d'éruption actuel de l'ile volcanique d'Hawaii. Ce scénario temporel a ensuite été couplé à des données géochimiques élémentaires qui ont permis de mettre en évidence 1) une origine profonde pour la grande majorité des liquides primaires et 2) d'importantes variations de l'assimilation crustale au cours du temps, notamment juste avant la limite Crétacé-Paléogène. Ces phénomènes sont compatibles avec un unique épisode d'érosion lithosphérique de la plaque indienne par les processus magmatiques dans le manteau sous-jacent. Les données relatives aux Trapps du Deccan peuvent être comparées à celles des Trapps de Sibérie et révèlent notamment que l'importante érosion lithosphérique identifiée dans celles-ci n'ait pas eu lieu dans le cas des Trapps du Deccan malgré des caractéristiques mantelliques similaires. Cette différence peut être attribuée à la plus grande épaisseur de la plaque indienne, ainsi qu'à l'existence de zones de faiblesses, liées à l'héritage tectonique du bouclier indien. Ces zones de faiblesses auraient facilité le passage des magmas à travers la plaque de manière à ce qu'une faible proportion d'entre eux seulement ait été impliquée dans les processus de délamination lithospherique. Un ensemble de données géochimiques sur olivine ainsi que de modélisation des liquides magmatiques primaires et de leur source pour les Trapps du Deccan nous ont permis de montrer 1) l'importante contribution d'une source pyroxenitique à la composition des liquide magmatiques primaires (65%), 2) que la gamme de températures potentielles de ces mêmes sources avait due être de l'ordre de 1600°C et 3) que ces dernières contenaient environ 15% de matériel crustal recyclé. Des mesures et calculs similaires appliquées aux laves de la Réunion ont, par ailleurs, montrés des résultats très différents : 50% de liquides pyroxenitiques dans les liquides magmatiques primaires, une température potentielle mantellique de l'ordre de 1500°C et une teneur des sources magmatiques en matériel crustal recyclé de l'ordre de 7%. Ces résultats sont compatibles avec le modèle de panache matellique pour la mise en place des provinces magmatiques et des iles océaniques ainsi qu'avec l'hypothèse du refroidissement séculaire de ces mêmes panaches. Nous en concluons que l'éruption des Trapps du Deccan fut un événement d'une rapidité exceptionnelle et que son implication dans la crise biologique de la fin du Crétacé fut sans doute particulièrement importante. / This PhD aims to build on the previous work by Alexander V. Sobolev and colleagues on crustal recycling within the Earth mantle and LIPs/ocean island magmatism. The PhD focus will be to apply petrology and geochemistry coupled with high-resolution paleomagnetism, and thermo-mechanical modelling in order to constrain the deep processes behind the Deccan Traps (mantle melting and crustal recycling) as well as the consequences at the surface of the Earth (eruption rates and related degassing). Upon revisiting published time constraints on the Deccan eruptions (radiometric dating, paleomagnetism, inter-flow weathering profiles and paleoenvironmental data), we propose a new, paleomagnetism-based (Chenet et al., 2008, 2009), eruption scenario for the Main Deccan Province (Western Ghats). We suggest that the main phase of volcanic activity occurred just before and ended at the Cretaceous-Palaeogene boundary and was responsible for the emplacement of about 1.106km3 of lavas in ~50kyr. This is equivalent to 150 to 200 times present-day eruption rates in Hawaii. Coupling of the paleomagnetism-based timeframe with bulk-rock trace element concentrations revealed that Western Ghats lavas feature 1) a strong garnet signature (Heavy Rare Earth Element depletion), indicative of a deep origin and 2) significant temporal variations in the intensity of crustal assimilation undergone by the rising melts, especially just before the Cretaceous-Palaeogene boundary. We suggest that these excursions are part of a single and localized plume-induced lithospheric erosion event of the Indian lithosphere by the Deccan plume. A comparison of the Deccan Traps with the Siberian Traps exposes significant geodynamical differences. Most notably, the widespread and extensive lithospheric erosion observed in the Siberian Traps did not take place in the Deccan Traps, despite similar mantle characteristics. This difference is attributed to 1) a thicker Indian lithosphere and 2) to the existence of weaknesses in the form of pre-existing structural lineaments. These pre-existing structures facilitated the passage of deep mantle-derived magmas and thus precluded or limited their involvement in a freezing-delamination process. Olivine geochemistry and olivine-based primary melt and source modelling in Deccan Traps lavas showed 1) large contributions of pyroxenite-derived melts (65%) to the primary melts, 2) high potential temperatures of the mantle sources (~1590-1600°C) and 3) that the mantle sources of Deccan Traps magmas contained ~15% of recycled crustal material. These observations contrast with those obtained from Réunion Island lavas (50% of pyroxenite-derived melts, mantle potential temperatures of 1490-1500°C and 7% of recycled crustal material in the sources of Réunion Island magmas. Our results are compatible with the plume model for LIPs and ocean island magmatism as well as with a secular cooling of mantle plumes. We conclude, along with many authors, that the emplacement of the Deccan Traps was a remarkably swift and catastrophic event at the end of the Cretaceous and that it likely played a significant role in the end-Cretaceous mass extinction.

L'archipel des Mascareignes (Réunion, Maurice et Rodrigues) est, avec les Seychelles, les Comores et Madagascar, l'un des 34 « hotspots » de biodiversité reconnus à l'échelle mondiale. Dans un contexte de disparition des habitats par les activités humaines, l'objectif de la thèse a été de comprendre la dynamique évolutive à différentes échelles spatiales et temporelles d'une famille d'espèces indigènes des écosystèmes forestiers, les Sapotacées. Ces espèces arborées présentent une gamme diversifiée de niveaux d’endémisme, d'abondance, de modes de régénération et de caractéristiques biologiques. La famille des Sapotacées comprend 3 genres et 14 espèces indigènes des Mascareignes (Mimusops, Labourdonnaisia et Sideroxylon) dont certaines espèces, rares et protégées, sont endémiques d'une des trois îles de l'archipel des Mascareignes. À l'échelle de la famille, l'analyse des séquences chloroplastiques de la famille des Sapotacées a confirmé la forte différenciation entre genres avec deux clades. Le premier clade est constitué par toutes les espèces de Sideroxylon structurées en trois sous-clades distincts dont deux correspondent aux sections Eusideroxylon et Calvaria, montrant une diversité haplotypique importante. Le deuxième clade est constitué par deux sous-clades formés respectivement par les espèces de Labourdonnaisia et celles de Mimusops. Alors qu'il n'est pas possible de résoudre les relations de parenté des Mimusops, Labourdonnaisia présentent deux lignées évolutives soulevant une incongruence entre les données taxonomiques et phylogénétiques. À l'échelle des deux lignées du genre Sideroxylon (Sections Eusideroxylon et Calvaria), l'analyse des marqueurs microsatellites chloroplastiques a montré une forte diversité haplotypique à la fois chez des espèces communes comme S. borbonicum ou rares comme S. majus associé à différenciation marquée entre l'île Maurice et la Réunion au sein des deux lignées. De plus, il a été mis en évidence des patrons de structure de la diversité génétique différents selon l'île et l'espèce considérée : une structure spécifique dans le genre Sideroxylon de la section Calvaria à Maurice et une structure géographique chez S. cinereum de Maurice et les espèces réunionnaises. À l'échelle de la lignée des Sideroxylon de la section Calvaria, les marqueurs microsatellites nucléaires ont permis d'identifier clairement toutes les espèces avec une forte différenciation entre S. majus de la Réunion et l'ensemble des espèces mauriciennes. À Maurice, la différenciation est plus marquée entre S. grandiflorum et les deux autres espèces S. sessiliflorum et S. boutonianum avec des évènements d'hybridation entre ces deux dernières espèces possibles. À l'échelle de S. majus de la Réunion, une très forte diversité génétique structurée en trois groupes génétiques a été mise en évidence à l'aide de marqueurs microsatellites nucléaires. La comparaison de la diversité génétique des cohortes des adultes et des juvéniles ne présente pas d’érosion génétique. Des méthodes de conservation sont proposées en fonction de ces caractéristiques génétiques pour S. majus, espèce rare en danger. L'ensemble des résultats obtenus chez les Sapotacées endémiques des Mascareignes montre que la diversité génétique est structurée à différentes échelles spatiales, selon les espèces et les lignées évolutives considérées, soulignant la nécessité d'études complémentaires afin de déterminer les processus qui sont à l'origine des patrons détectés. / Madagascar is among the top five priorities "hotspots" for global biodiversity conservation. In Madagascar, melliferous flora is diverse and abundant; the endemic honey bee Apis melliferaunicolor inhabits all areas regardless of the climatic conditions and topography. As other islands, Madagascar is fragile and susceptible to invasions of alien species. In 2010, Varroa destructor has been reported parasitizing A. m. unicolor. The ectoparasite is not only a serious threat to beekeeping in Madagascar but it may also alter ecosystems balance.The objectives of this thesis were i) to study the genetic diversity and population structure of both A. m. unicolor and V. destructor in Madagascar, ii) to estimate the impact of V. destructor on honey bee colonies, and iii) to investigate the hygienic behaviour of honey beeOur results confirm that all honey bees collected in Madagascar belonged to the African evolutionary lineage and more than 99% were identified as A. m. unicolor. Despite its lownuclear genetic diversity, two genetic clusters have been detected, corresponding to geographic regions.In Madagascar, only one genetic strain of V. destructor was detected, the Korean haplotype (K1-1) which is the most widespread lineage in the world and the one present in Africa. Genetic studies showed a higher proportion of homozygous genotype (69.5%) and also a high number of MLG (Multi- Locus Genotypes) in the High Lands compared to the East coast. The presence of particular MLG on the High Land reinforces the assumption of its introduction into the capital. The spread of V. destructor in Madagascar is relatively slow in comparison with those observed in African countries. Its presence remains confined to the High Land and the East coast. The impact of the parasite on A. m. unicolor was severe; with about 60% of colony losses in a year reported in 2012. Nevertheless, this is less than observed in Europe, where many more colonies died at the early stage of infestation.Based on the percentage of cleaned cells observed 6 hour after pin killing the brood, the efficiency of A. m. unicolor colonies to detect and uncap cells was comparable to those of Africanised hygienic honey bees and was much higher than those of European honey bees. In Madagascar, the detection of highly hygienic colonies of A. m. unicolor is a great opportunity to develop a programme of selection of tolerant honey bee strains.