Dans les îles du sud-ouest de l'océan Indien (SOOI) (Comores, Maurice, Mayotte, Réunion, Rodrigues et Seychelles), le flétrissement bactérien causé par le complexe d'espèces Ralstonia solanacearum (ceRs) est une phytobactériose considérée comme l'une des plus nuisibles pour les productions vivrières ou d'exportation. Les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit avaient pour principal objectif l'exploration du niveau et de la distribution de la diversité génétique du ce Rs et de la structure génétique de ses populations dans le SOOI. Nous avons mené de vastes campagnes d'échantillonnage qui ont permis de constituer une large collection de 1704 isolats, principalement à partir de Solanacées (tomate, pomme de terre, piment, aubergine, poivron) et de géranium rosat. L'assignation phylogénétique des isolats a montré une très forte prévalence du phylotype I (88 %), qui est distribué dans chaque île du SOOI, tandis que les phylotypes II (9 %) et III (3 %) ne sont trouvés qu'à La Réunion. Deux souches de phylotype IV ont par ailleurs été signalées à l'île Maurice, représentant le premier rapport de ce groupe phylogénétique dans le SOOI. Une approche phylogénétique et de génotypage (MLSA/MLST) basée sur l'analyse de séquences de 6 gènes de ménage et 1 gène associé à la virulence (egl) a permis de révéler les relations génétiques entre 145 souches représentatives (diversité géographique + hôte d'isolement) du SOOI et 90 souches mondiales de référence. Le développement et l'application d'un schéma MLVA basé sur 17 séquences répétées en tandem (VNTR) sur près de 1300 souches a permis de révéler que les populations de phylotype I sont organisées en complexes clonaux dans le SOOI et que le niveau de diversité génétique est très contrasté selon les îles, Maurice présentant la plus forte diversité génétique. Un résultat majeur de cette thèse est la mise en évidence du déploiement d’une lignée génétique (sequevar I-31 ; STI-13 ; MT-035), surreprésentée dans les îles du SOOI, qui pourrait avoir été introduite via du matériel végétal contaminé depuis l'Afrique de Sud ou l’Afrique de l'Ouest. Nos études préliminaires montrent que l'haplotype majoritaire MT-035 (i) est le probable haplotype fondateur du complexe clonal le plus prévalent dans le SOOI, (ii) présente un pouvoir pathogène élevé (large gamme d'hôtes comprenant des plantes cultivées et des adventices, et forte agressivité sur Solanacées) et (iii) possède une forte aptitude à la compétition dans l'environnement via la production de bactériocines. Ces travaux permettront in fine de renforcer l'épidémiosurveillance et orienter les stratégies de lutte vis-à-vis de cet agent phytopathogène, notamment via le déploiement de cultivars résistants. / In the southwest Indian Ocean (SWIO) islands (Comoros, Mauritius, Mayotte, Réunion, Rodrigues and Seychelles), bacterial wilt caused by the Ralstonia solanacearum species complex (Rssc) is considered one of the most harmful plant disease for food crops or export. The main objective of this work presented in this manuscript was to explore the level and the distribution of the genetic diversity of Rssc and the genetic structure of its populations in SWIO. We conducted extensive sampling campaigns that resulted in a large collection of 1704 isolates, mainly from Solanaceae (tomato, potato, chilli, eggplant, pepper) and geranium rosat. The phylogenetic assignment of the isolates showed a very high prevalence of phylotype I (88 %), which is distributed in each island of the SWIO, while phylotypes II (9 %) and III (3 %) are found only in Réunion. Two phylotype IV strains have also been reported in Mauritius, representing the first report of this phylogenetic group in SWIO. A phylogenetic and genotyping approach (MLSA/MLST) based on sequence analysis of 6 housekeeping genes and 1 gene associated with virulence (egl) revealed the genetic relationships between 145 representative SWIO strains (geographic diversity + host) and 90 global reference strains. The development and application of MLVA scheme based on 17 variable number of tandem repeat sequences (VNTR) on nearly 1300 strains revealed that phylotype I populations are organized into clonal complexes in SWIO and that the level of genetic diversity is highly contrasted according to the islands, with Mauritius having the highest genetic diversity. This work highlights the deployment of a genetic lineage (Sequevar I-31, STI-13, MT-035), overrepresented in SWIO islands, which could have been introduced via contaminated plant material from South Africa or West Africa. Our preliminary studies show that the main haplotype MT-035 (i) is the probable founding haplotype of the most prevalent clonal complex in SWIO, (ii) has high pathogenicity (wide range of hosts including cultivated plants and weeds, and high aggressiveness on Solanaceae) and (iii) has a strong ability to compete in the environment via the production of bacteriocins. This work will ultimately strengthen epidemiosurveillance and guide control strategies of this plant pathogen, including the deployment of resistant cultivars.

Depuis une vingtaine d'années, la qualité de la prévision de la trajectoire des cyclones tropicaux a fortement progressé mais peu d'améliorations ont été apportées à la prévision de l'intensité. Cette thèse s'intéresse aux changements d'intensité des cyclones tropicaux du sud-ouest de l'océan Indien sous l'angle original de l'activité électrique.Une première étude climatologique s'appuyant sur les données du réseau de détection d'éclairs World Wide Lightning Location Network (WWLLN) a permis de valider la qualité de ces données et de montrer que les cyclones tropicaux pouvaient être une source importante de production d'éclairs à l'échelle du bassin. À partir de ce résultat, une étude ciblée a été menée en considérant la spécificité du bassin et trois régions ont été définis (océan ouvert, région à proximité de la côte est de Madagascar et Canal du Mozambique). L'activité électrique des cyclones tropicaux dépend de la région où ils se trouvent ainsi que de leur stade d'intensité. Les éclairs semblent être un marqueur des phases d'intensification et d'affaiblissement dans certains situations. La troisième étape de cette thèse a consisté à simuler de manière idéalisée un cyclone tropical mature et a tenté d'expliquer les processus physiques à l'origine de l'activité électrique. Le modèle reproduit bien le comportement sporadique des éclairs habituellement observé. Des bilans montrent que ce cyclone présente trois phases caractéristiques, chacune associée à un comportement dynamique, microphysique et électrique différent. Enfin, une deuxième étude purement numérique a tenté d'identifier des estimateurs de l'activité électrique. Pourcelà deux approches ont été adoptées : une étude globale et une étude par cellule. Dans les deux cas, les meilleurs estimateurs sont la masse totale de graupel, le volume d'updraft et le produit des flux des masses de glace précipitante et non précipitante. / Tropical cyclone track forecast has improved over the past two decades but little improvement have been done in intensity changes forecast. This thesis focuses on the intensity changes of tropical cyclones in the southwest Indian ocean through the original aspect of lightning activity. A climatology of lightning activity in the southwest Indian ocean using data from the World Wide Lightning Location Network (WWLLN) is first proposed. Results showed that the WWLLN was able to locate and capture the lightning activity in the basin and that tropical cyclones can be considered as a major source of lightning flashes in some oceanic parts of this region. From this result, study of lightning activity in tropical cyclones of the southwest Indian ocean has been done considering the basin configuration. Thus, three regions were defined: open ocean, region near the eastern coast of Madagascar and the Mozambique Channel. The location and intensity of lightning activity depend on the region and the intensity stage. Lightning flashes seem to be a proxy of intensification or weakening under some conditions. The third step of this thesis was to simulate in an idealized framework a mature tropical cyclone. The model was first able to reproduce the sporadic behavior of lightning activity as observed. Budgets have shown that the presence of three distinctive phases characterized by different dynamical, microphysical and electrical behaviors. Finally, another purely numerical work tried to identify some proxies of lightning activity according two approaches : a global analysis anda per-cell analysis. In both cases, the best proxies are the total graupel mass, the updraft volume and the product of precipitating and non-precipitating ice mass fluxes.

Dans un contexte international, la prévision d'intensité des cyclones tropicaux connaît encore de graves déficiences tandis que la prévision de trajectoire de ces phénomènes météorologiques extrêmes s'est grandement améliorée ces dernières décennies. Une source d'erreur pour la prévision d'intensité est le manque de connaissance des processus physiques qui régissent l'évolution de la structure et de l'intensité des cyclones. Cette thèse, proposée dans le cadre des responsabilités du Centre Météorologique Régional Spécialisé (CMRS) de la Réunion et des axes de recherche du LACy et du CNRM, a pour but d'améliorer la prévision numérique et la compréhension des mécanismes de changement de structure et d'intensité des cyclones dans le sud-ouest de l'océan Indien. On observe statistiquement dans le bassin de fréquents déferlements d'ondes de Rossby qui correspondent à une intrusion des talwegs d'altitude depuis les moyennes latitudes vers les régions où évoluent les cyclones. Ces déferlements advectent dans la troposphère tropicale de l'air d'origine stratosphérique à fort tourbillon potentiel (PV). Le cœur d'un cyclone tropical étant caractérisé par un vortex cyclonique de fort PV, il est donc légitime de se demander si de tels talwegs sont capables de « nourrir » un cyclone en déferlant jusqu'à lui, et l'intensifier par superposition de PV. D'un autre côté, l'approche d'un talweg est associée à d'autres facteurs pouvant jouer en défaveur d'une intensification, comme un fort cisaillement vertical de vent. L'étude de processus est réalisée sur le cyclone Dora (2007) avec le modèle opérationnel du CMRS sur le bassin, Aladin-Réunion. Ce modèle hydrostatique à aire limitée bénéficie d'une résolution horizontale de 8 km et de son propre schéma d'assimilation 3Dvar avec bogus de vent. Un tel bogus permet d'affiner la structure du cyclone à l'instant initial en ajoutant des observations de vent déduites d'un profil analytique et des paramètres de structure du cyclone estimés par les images satellites. Des diagnostiques sur les variables thermodynamiques en sortie de modèle montrent que la phase d'intensification rapide de Dora est bien associée à l'advection de tourbillon potentiel (PV) en provenance du talweg. Bien que fortement cisaillé, le système parvient à s'intensifier grâce à la forte inclinaison du talweg qui advecte du PV au cœur du cyclone en 2 temps et à 2 niveaux (haute et moyenne troposphère). Lorsque le talweg est au plus proche du cyclone, il force un processus dynamique interne appelé « cycle de remplacement du mur de l'œil ». On observe une inclinaison et un renforcement des vitesses verticales à l'extérieur du mur de l'œil principal, associé à une accélération de la circulation cyclonique tangentielle par advection de moment angulaire sur toute l'épaisseur de la troposphère dans cette zone annulaire (mis en évidence par les flux d'Eliassen-Palm). Un second maximum de vent relatif apparaît alors et une deuxième phase d'intensification rapide s'ensuit avec la contraction du mur secondaire. Le forçage de processus internes par une influence externe (un talweg) semble donc être le moteur de l'intensification rapide de Dora dans un environnement cisaillé, et potentiellement celui d'autres cyclones dans le bassin qui sont approchés par des talwegs d'altitude. Les prévisionnistes du CMRS sont invités à surveiller les champs de PV de tels systèmes, en attendant que de plus amples diagnostiques soient réalisés avec l'outil d'inversion du tourbillon potentiel développé sur le modèle global Arpège. / Despite significant improvements in Tropical Cyclone (TC) track forecasts over the past few decades, anticipating the sudden intensity changes of TCs remains a major operational issue. The main purpose of this thesis is to analyze TC rapid intensification processes in relation with external forcing induced by upper-level troughs originating from the mid-latitudes. The impact of initial storm structure on storm evolution and prediction is also documented. An objective definition for rapid intensification in the southwest Indian Ocean is first proposed. The location and frequency of TC-trough interactions are identified, as well as TC-trough arrangements conducive to TC intensification. An interesting study case, TC Dora (2007), is chosen to run numerical simulations initialized with synthetic TC observations blended in a global analysis. The simulated TC-trough interaction is intricate with potential vorticity (PV) advection from the trough into the TC core at mid and upper levels. Vortex intensification first occurs inside the eyewall and results from PV superposition. Further intensification is associated with a subsequent secondary eyewall formation triggered by external forcing from the trough. The numerical model is able to reproduce the main features associated with outer eyewall spin-up, inner eyewall spin-down, and their effects on vortex intensity changes. Another numerical study examines typhoons in the northwest Pacific and demonstrates the critical role played by initial vortex structure in TC track and intensity prediction. Upgrading the initial specification of a TC inner-core structure in numerical models is recommended for future TC prediction improvements.