Les patrons de diversité sont des états temporaires d'une dynamique de changements écologiques et évolutifs. Les politiques de conservation doivent intégrer cette dynamique et les priorités de conservation s'orienter vers les processus qui produisent et maintiennent cette diversité. Préserver la biodiversité, sans mesurer toutes ces facettes, nécessite de rechercher des substituts biologiques ou écologiques. Une démarche originale est d'évaluer la capacité de la phylogéographie à définir ces substituts. En effet, la phylogéographie permet de fournir des indices sur les zones de diversification et sur les entités (e.g. evolutionary significant units) qui soutiennent celles-ci au niveau intraspécifique. L'objectif général de ce travail est d'évaluer, en terme de cibles et de substituts, l'apport de la phylogéographie à la conservation de la flore méditerranéenne. Nos analyses s'appuient sur deux zones d'étude en région Provence-Alpes-Côte d'Azur intégrant deux plantes endémiques restreinte: le littoral des Alpes maritimes et l'endémique Acis nicaeensis, la basse Provence calcaire et l'endémique Arenaria provincialis. Chez Arenaria provincialis, les résultats montrent une répartition spatiale des phénomènes de persistance et de divergence et le rôle clé de la phylogéographie dans la recherche des critères optimaux de planification des actions de conservation. L'originalité génétique et écologique des populations d'Acis nicaeensis est mise en exergue à faible échelle. Leurs vulnérabilités face à l'urbanisation appellent à des actions de conservation ciblées sur des surfaces restreintes afin de préserver l'héritage évolutif de l'espèce. / Diversity patterns are temporary state in a dynamic continuum of ecological and evolutionary changes. Thus, conservation policies have to integrate this dynamics and Conservation priorities have to be oriented towards the processes which generate and maintain diversity. Conserving biodiversity without needing to measure all its different components, it is necessary to search for biological and ecological surrogates. An original approach is to assess the capacity of phylogeography to define these surrogates. Indeed, the phylogeography allows providing indices for diversification zonation and can be used to delineate the units (e.g. evolutionary significant units) that support diversification at intraspecific level. The main objective of this work is to evaluate, in terms of targets and surrogates, the role of phylogeography for conservation of the Mediterranean flora. We based our analyses on two study areas of the South-East France harbouring two endemic species: the coastal ranges of Maritime Alps where Acis nicaeensis grows, and the calcareous Provence where Arenaria provincialis is found. The phylogeography of Arenaria provincialis revealed a spatial distribution of persistence and divergence. Our study highlights the critical role of phylogeography in the search for optimal criteria for defining the conservation strategies. The marked differences of genetic and ecology in populations of Acis nicaeensis but also in terms of its vulnerability to urbanization are highlighted in a local scale. The results demonstrate the need of conservation actions designed for small areas to avoid the loss of Acis nicaeensis evolutionary legacy.

Les enjeux en modélisation du climat sont énormes du fait de la forte demande sociétale, en particulier sur la quantification des incertitudes des projections climatiques régionales et leurs conséquences sur l'évaluation de la vulnérabilité de nos sociétés dans un contexte de réchauffement climatique. Du point de vue climatique, la région méditerranéenne constitue une zone de transition entre les climats semi-arides au sud et les climats tempérés au nord, sous l'influence des circulations synoptiques des latitudes moyennes et de la variabilité climatique tropicale. A petite échelle, l'orographie complexe de la région méditerranéenne est un acteur majeur de la perturbation de l'écoulement synoptique, à l'origine de la formation de structures de méso-échelle pouvant évoluer en systèmes météorologiques extrêmes à fort impact tels que tempêtes, précipitations intenses et crues. La contribution des processus de très fines échelles et leurs interactions non-linéaires avec les processus de la grande échelle rendent donc délicate la modélisation du climat et de l'environnement régional à fine échelle. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est de mieux appréhender la nature et les effets des interactions d'échelles sur notre compréhension du climat régional méditerranéen et sur sa modélisation à fine échelle par approches dynamiques, statistiques et stochastiques.

Le XXème siècle a connu une transformation sans précédent des milieux naturels du fait d'une urbanisation galopante et par voie de conséquence un développement très important du réseau routier et autoroutier. Les zones humides ont été fortement touchées par ces modifications puisqu'elles ont régressé de près de 90 % en Europe au cours de cette période. Afin d'éviter une contamination des milieux aquatiques due au trafic routier, la loi sur l'eau de 1992 a obligé les sociétés d'autoroutes à traiter les écoulements de chaussées résultant de l'activité routière. Ces mesures se sont traduites par la création de bassins d'eaux pluviales dont les objectifs sont de (i) limiter les risques de pollution (chronique ou accidentelle) et (ii) de réduire les risques de perturbation hydrauliques. La multiplication de ces ouvrages dans le paysage a engendré la constitution d'un vaste réseau de micro-zones humides, soit autant de nouveaux espaces écologiques vierges rapidement colonisés par une grande variété d'organismes. Malgré leur grand nombre et leur originalité, ces milieux ont été peu étudiés jusqu'à présent.<br />Notre étude, localisée dans le sud de la France, en région Méditerranéenne, a consisté en un suivi d'un an des communautés d'invertébrés aquatiques, d'odonates et d'amphibiens dans six bassins d'eau pluviale autoroutiers du réseau des Autoroutes du Sud de la France (ASF). Nous avons cherché à répondre à trois questions principales, à savoir (i) quel est le degré de contamination de ces sites? (ii) quelle est leur richesse biologique? et (iii) peut-on qualifier et quantifier un impact de la pollution routière sur les communautés vivantes de ces bassins?.<br />Nous avons démontré la présence d'une pollution très hétérogène dans l'espace et le temps, principalement caractérisée par une contamination des sédiments par les hydrocarbures, le cuivre et le zinc ainsi que par la présence plus ou moins régulière d'herbicides dans la colonne d'eau. Les faunes d'invertébrés et de vertébrés ayant colonisé ces espaces ont été caractérisées en terme de structure des communautés. Ces dernières s'avèrent riches et diversifiées, et en particulier pour le peuplement d'odonates. Si la pollution routière ne permet pas d'expliquer les patrons de distribution des espèces dans les mares, à l'exception d'un effet notable du salage hivernal, la biodiversité échantillonnée se révèle être sensible à des variables écologiques jouant à différentes échelles : la composition de la matrice paysagère adjacente pour le peuplement amphibien et la surface des bassins ou la richesse en macrophytes pour les odonates. <br />Ces résultats nous amènent à porter une réflexion sur les adaptations de la Nature face à une anthropisation croissante de notre environnement.

Avec le développement des mesures de pluie à hautes résolutions spatiales et temporelles , l’utilisation de modèles hydrométéorologiques distribués est désormais envisagée pour anticiper les phénomènes de crue soudaine sur les petits bassins versants non jaugés. Toutefois les approches développées jusqu’ici se sont généralement concentrées sur l’évaluation des phénomènes hydrologiques, laissant de côté la question de leurs impacts, qui dépendent fortement de la configuration du terrain et des enjeux qui y sont présents. Ce travail de thèse a permis de développer et tester une méthode d’évaluation directe de ces impacts à partir des sorties d’un modèle pluie-débit sur un territoire limité. La démarche mise en oeuvre repose sur un travail préalable d’analyse du territoire permettant d’une part d’évaluer les emprises submergées dans une large gamme de débits par une approche hydraulique simplifiée, puis de construire des relations univoques débit-enjeux pour chaque bief de cours d’eau. Ces relations permettent de produire des cartes d‘enjeux potentiellement touchés ,pouvant être actualisées régulièrement en cours d’événement. Deux études des cas ont permis de réaliser une première évaluation des performances de cette approche, du point de vue de la qualité d’estimation des emprises inondées, et du point de vue des impacts estimés à l’échelle d’un événement grâce à la comparaison avec des données d’assurance. Finalement, ces travaux ont permis de confirmer le potentiel de la méthode, dont les performances semblent en adéquation avec l’objectif visé : obtenir rapidement une première hiérarchisation des impacts occasionnés par les crues soudaines à l’échelle d’un grand territoire. / With the development of rainfall measurements at highspatial and temporal resolutions, the use of distributed hydrometeorological models is now considered to forecast flash floods on small and ungauged catchment areas. Current flashflood monitoring systems generally enable a real-time assessment of the potential flash-flood magnitudes. However they do not assess the potential impacts of flash-flood, which highly depends on the catchment areas configuration and on the importance of potentially affected assets. The purpose of this PhD research work was to develop and test a method which can be used to directly estimate the impacts of flash-floods, based on the outputs of a distributed rainfall-run off model. The approach is based on a prior analysis of the study area in order to assess the potential impact of different discharge levels on the flooded areas and to identify from geography database the associated buildings at risk. The aim is to build impact models on specific river reaches, using discharge versus impact graphs. The use of these impact models combined with a rainfall-run off model, has enabled us to compute maps of potential impacts, based on real time assessment of flood events updated every 15 minutes. This method was evaluated on two case studies looking at the accuracy and relevance of estimated impacts for each event – and comparing the outcomes to insurance losses data. This research work has helped to confirm the efficiency of this new combined method, which may become a useful tool to forecast large-scale effects of local impacts of flash-floods.

L'objectif de cette thèse est d'étudier le processus de décomposition des litières en région méditerranéenne et comment ce processus pouvait être affecté par le changement climatique. Dans un premier temps, nous avons abordé le rôle de la qualité et de la diversité des litières sur le processus de décomposition dans deux écosystèmes typiques de la région méditerranéenne française : la forêt à chêne et la garrigue à chêne kermès. Dans un second temps, nous avons étudié l'impact du changement climatique (via un stress hydrique aggravé) sur le processus de décomposition.Nous avons montré des effets de la diversité des litières sur le processus de décomposition et sur la structure des communautés d'organismes décomposeurs. Dans la forêt, les espèces compagnes de Q. pubescens favorisent la diversité et l'abondance des communautés d'organismes décomposeurs ainsi qu'un processus de décomposition plus efficace. A l'opposé, dans la garrigue, c'est l'espèce structurante qui favorise la décomposition et les décomposeurs.En ce qui concerne l'évolution de la relation diversité des litières - processus de décomposition dans un contexte de changement climatique, on observe une forte diminution des interactions synergiques en forêt (excepté à forte diversité végétale), alors qu'à l'opposé, cela entraine, en garrigue, une meilleure complémentarité entre les espèces avec une forte augmentation des effets synergiques.Mes résultats suggèrent que la diversité des communautés végétales joue un rôle important sur le processus de décomposition et mettent en avant que le maintien de cette diversité semble nécessaire dans un contexte de changement climatique. / L'objectif de cette thèse est d'étudier le processus de décomposition des litières en région méditerranéenne et comment ce processus pouvait être affecté par le changement climatique. Dans un premier temps, nous avons abordé le rôle de la qualité et de la diversité des litières sur le processus de décomposition dans deux écosystèmes typiques de la région méditerranéenne française : la forêt à chêne et la garrigue à chêne kermès. Dans un second temps, nous avons étudié l'impact du changement climatique (via un stress hydrique aggravé) sur le processus de décomposition.Nous avons montré des effets de la diversité des litières sur le processus de décomposition et sur la structure des communautés d'organismes décomposeurs. Dans la forêt, les espèces compagnes de Q. pubescens favorisent la diversité et l'abondance des communautés d'organismes décomposeurs ainsi qu'un processus de décomposition plus efficace. A l'opposé, dans la garrigue, c'est l'espèce structurante qui favorise la décomposition et les décomposeurs.En ce qui concerne l'évolution de la relation diversité des litières - processus de décomposition dans un contexte de changement climatique, on observe une forte diminution des interactions synergiques en forêt (excepté à forte diversité végétale), alors qu'à l'opposé, cela entraine, en garrigue, une meilleure complémentarité entre les espèces avec une forte augmentation des effets synergiques.Mes résultats suggèrent que la diversité des communautés végétales joue un rôle important sur le processus de décomposition et mettent en avant que le maintien de cette diversité semble nécessaire dans un contexte de changement climatique.

Le genre Astragalus L. (Fabaceae) est l'un des genres ayant le plus grand nombre de représentants parmi les angiospermes. Son centre d'origine et de diversité est situé dans les zones arides des montagnes de l'Asie centrale et sud-ouest. Au Liban, ce genre est aussi l'un des plus genres représentés dans la flore, avec 62 espèces et sous-espèces et 22 espèces endémiques identifiés. Les différents taxons de ce genre sont difficiles à identifier en se basant uniquement sur les caractères morphologiques et leur statut actuel de la distribution doit être évaluée. Les relations phylogénétiques, les variations dans la taille du génome et le rôle de la polyploïdie dans l'évolution du genre Astragalus dans les chaînes de montagnes du Liban ont été étudiés. Nos données confirment qu'un polymorphisme chromosomique interspécifique significatif existe dans le genre Astragalus du Liban et la polyploïdie et l'évolution subséquente du génome peuvent être d'importants moteurs de l'évolution de ce genre. Le processus de diversification du genre Astragalus qui a eu lieu au Liban a été analysé en utilisant des méthodes de datation phylogénétiques et moléculaires et des analyses des aires ancestrales. Nos résultats confirment que le Liban est le troisième centre de diversité pour les Astragales et doit être considéré comme un «berceau» de la biodiversité. Par conséquent, cette étude est une contribution à une meilleure compréhension de l'évolution et des processus biogéographiques à l'origine de la mise en place de la biodiversité au Liban, avec une finalité appliquée de conservation biogéographique. / The genus Astragalus L. (Fabaceae) is one of the genera with the largest number of representatives among the angiosperms. Its center of origin and diversity is located in the arid mountains of Central and Southwest Asia. In Lebanon, this genus is also one of the most represented genera in the flora, with 62 species and subspecies and 22 endemic species identified. The different taxa of this genus are difficult to identify based only on morphological characters and their current status of distribution must be evaluated. Phylogenetic relationships, changes in genome size and the role of polyploidy in the evolution of Astragalus genus in the Lebanese mountains range were studied. Our data confirm that a significant interspecific chromosomal polymorphism exists in the genus Astragalus of Lebanon and polyploidy and the subsequent evolution of the genome may be important drivers of the evolution of this genus. The diversification process of Astragalus genus that took place in Lebanon was analyzed using phylogenetic and molecular dating methods and analysis of ancestral areas. Our results confirm that Lebanon is the third center of diversity and should be considered as a "cradle" of biodiversity. Therefore, this study is a contribution to a better understanding of evolutionary and biogeographic processes behind the development of biodiversity in Lebanon, with an applied purpose of biogeographic conservation.

L'urbanisation croissante de ces dernières décennies nécessite une connaissance approfondie de la dynamique de la biodiversité en milieu urbain afin d’aider à la mise en place de politiques de développement urbain favorisant le maintien de cette biodiversité. Ce travail de doctorat a évalué l'homogénéisation taxonomique et la composition fonctionnelle des communautés de flore spontanée le long d’un gradient d’urbanisation en prenant comme unité d’étude le jardin privatif, ainsi que la structure génétique d’une espèce de plante, Parietaria judaica.L'homogénéisation taxonomique varie le long du gradient d’urbanisation. Les jardins privatifs des centres villes étudiés seraient moins riches, mais favoriseraient la diversité taxonomique au regard de la composition spécifique des communautés de par leurs expositions, aménagements et pratiques. L'étude des traits des communautés met en évidence des variations de la composition fonctionnelle le long du gradient d’urbanisation. Les zones de forte densité de bâti filtrent des traits, notamment liés à la dispersion et à la persistance des espèces. L'endozoochorie pourrait permettre le franchissement des bâtis qui entourent les jardins.Enfin, l’absence de structure génétique de Parietaria judaica à l’échelle locale des villes suggère des échanges génétiques quelle que soit la densité de bâti, tandis qu’une structure génétique marquée est observée à l’échelle régionale, entre les trois sites.Le jardin privatif qui à l’instar des autres habitats du milieu urbain, présentent des communautés végétales qui peuvent participer aux dynamiques de la végétation urbaine. / Increasing urbanization in recent decades requires a thorough understanding of the dynamics of urban biodiversity to aid in the establishing of urban development policies to promote the biodiversity. This doctoral work evaluated the taxonomic homogenization and functional composition of spontaneous flora communities along a gradient of urbanization taking as the unit of study the private garden, and the genetic structure of a plant species, Parietaria judaica.Taxonomic homogenization varies along the urbanization gradient. The private gardens of the centers studied cities are less rich but would enhance taxonomic diversity in terms of species composition of communities through their exposure, planning and practices.The study of traits communities highlights changes in the functional composition along the urbanization gradient. High built-up density areas filter traits, in particular linked to the dispersion and persistence of species. The endozoochorie could allow the crossing of built around the gardens.Finally, the lack of genetic structure of Parietaria judaica at local scale suggests genetic exchange regardless of the built-up density, while a significant genetic structure was observed at the regional level between the three sites.The private gardens, which like the other green patchs in urban areas, have plant communities that can participate in the dynamics of urban vegetation.