La Forêt Tropicale Humide (FTH) est l'un des écosystèmes les plus riches et les plus complexes de la planète, que la disparition accélérée sous l'effet des activités humaines met au premier plan des préoccupations environnementales internationales. Dans le même temps, la relative méconnaissance de son fonctionnement en fait un enjeu prioritaire de la recherche fondamentale en écologie. Ce travail s'intéresse aux peuplements d'arbres des FTH et plus particulièrement à leur diversité spécifique et structurale, c'est-à-dire à la fois : à l'hétérogénéité de son mélange d'espèces qui renvoie à l'interaction entre processus évolutifs et écologiques présidant à l'apparition et la coexistence des espèces ; et à la variabilité de l'organisation tridimensionnelle des attributs physiques des arbres résultant des effets conjoints des processus biophysiques et de la dynamique forestière. Ces deux aspects sont étudiés de manière complémentaire par des méthodes d'analyse quantitatives adaptées aux spécificités des FTH. Les résultats obtenus conduisent à définir un cadre d'appréhension des phénomènes à une échelle intermédiaire dans le but d'évaluer la part relative des processus de colonisation-dispersion, de filtrage environnemental et d'interactions locales dans le maintien de la diversité des FTH.

La Loire, souvent qualifiée de " dernier fleuve sauvage d'Europe ", a été aménagée dès l'Antiquité. A la différence de nombreux grands fleuves, elle n'a que peu bénéficiée de recherches en écologie. La végétation alluviale constitue un excellent intégrateur des conditions physiques, biologiques et anthropiques de l'hydrosystème. La caractérisation des communautés végétales a été réalisée grâce aux méthodes phytosociologiques, complétées par une quantification des paramètres abiotiques structurant le fonctionnement de l'hydrosystème (hydrologie, flux énergétiques, caractères édaphiques). L'étude des successions dans les forêts alluviales a fait l'objet d'une approche structurale. Ces investigations ont été menées sur sept sites répartis sur 500 km du cours moyen de la Loire. Les analyses statistiques ont permis de confirmer les corrélations qui existaient entre les conditions stationnelles et la flore associée ; elles ont également permis de mettre en évidence et de hiérarchiser les facteurs abiotiques qui structuraient le mieux la distribution spatiale des communautés végétales. Ainsi, l'inondabilité, la texture du substrat et le positionnement par rapport aux flux énergétiques sont d'excellents paramètres intégrateurs. Les connaissances acquises permettent d'établir une typologie écologique et phytosociologique complète de la végétation, ainsi que l'élaboration de schémas d'organisation et d'évolution des communautés végétales dans le temps. Pour les forêts alluviales, la méthode architecturale a démontré son efficience sur la Loire dans la compréhension des processus sylvigénétiques. Enfin, la confrontation de ces résultats autorise la mise en place d'un modèle prédictif d'évolution de la végétation. Ce modèle permettra de tester différents scénarios de gestion ou d'aménagement de l'hydrosystème dans un souci de conservation dynamique de la biodiversité.