Ce travail est une contribution à la connaissance des forêts sèches et semi-décidues de Côte d'Ivoire, mais s'intègre aussi dans la problématique plus générale du contact forêt-savane. Il est fondé sur l'étude de deux sites ; le plus septentrional, en savane soudanienne, est sous l'influence d'un climat tropical à deux saisons ; le plus méridional, en savane préforestière guinéenne, a un climat équatorial à quatre saisons. Les caractéristiques climatiques de ces stations et les régimes hydriques de leurs sols sont présentés.<br />La structure et la dynamique du contact forêt-savane est analysé en considérant tant la mosaïque forêt savane que les lisières. La transformation de la savane en formation forestière est l'évolution la plus généralement constatée dans le V-Baoulé. Les processus de la dynamique des lisières forestière sont analysés. <br />L'analyse des successions forestières est fondée sur l'ordination de groupements "floristico-structuraux". Les variations structurales des peuplements au cours des successions ont ainsi été déterminées tant dans la forêt semi-décidue que dans la forêt sèche. <br />Les structures spécifiques des peuplements des divers stades des successions ont par ailleurs été analysées. La richesse spécifique, l'indice de diversité de Shannon, l'équitabilité ont été calculés. Les distributions d'abondance des espèces ont été ajustées à quatre modèles : modèle 1 de Mac Arthur, modèle de Motomura, modèle log-normal de Preston et modèle de Pareto. <br />Des variations significatives des indices et des paramètres des modèles sont mis en évidence en fonction des types forestiers. Les successions ont été aussi caractérisées par la variation dans le temps de la pente des modèles ajustés. Certains mécanismes de la colonisation puis de la maturation des forêts semi-décidues de Lamto ont été ainsi décrits et comparés à ceux des forêts sempervirentes et des forêts sèches.<br />La croissance et la production des peuplements sont aussi étudiées. La croissance radiale des arbres est analysée ainsi que la variabilité des accroissements en surface terrière en fonction de l'état de maturité des peuplements et des conditions climatiques. La variabilité inter-individuelle des rythmes de croissance et de la vigueur en fonction de la structure horizontale (effets de voisinage) et verticale (architecture) des peuplements est aussi étudiée. L'analyse des chutes d'organes caducs (feuilles, fruits, bois, etc.) a en outre été réalisée. Les apports ont été évalués en termes de biomasse mais aussi d'azote, de phosphore et de potassium. La phénologie de la défeuillaison est analysée en relation avec les facteurs climatiques et l'humidité des sols. <br />En conclusion de ce travail les hypothèses posées portent sur la nature possible des facteurs intrinsèques des biocénoses susceptibles de rendre compte de l'écotone forêt-savane. Les phénomènes de dominance peu accusée observés dans les forêts semi-caducifoliées au contact de la savane -en comparaison des forêts plus humides et plus sèches- pourraient traduire une faiblesse des stratégies compétitives des ligneux forestiers. La conséquence, dans des biocénoses perpétuellement rajeunies par des perturbations, en serait d'assurer le succès de la stratégie des herbes pérennes et de favoriser ainsi l'apparition de seuils qui génèrent la discontinuité majeure entre forêt et savane qui, en Afrique de l'Ouest, caractérise l'évolution des paysages en fonction de l'aridité climatique.

Le Pin maritime (Pinus pinaster Aït.) est la première espèce forestière française en terme de surface boisée. En Tunisie, il est, après le pin d’Alep (Pinus halepensis Mill.) et le pin pignon (Pinus pinea L.), le plus utilisé dans les reboisements. L’estimation de la biomasse des peuplements forestiers est basée généralement sur des relations allométriques. Ces relations sont de deux types : des relations spécifiques à des sites donnés et des équations générales applicables à une vaste région.Dans une première étape de ce travail, on a construit des relations allométriques spécifiques au site du Rimel. Ces équations ont concerné le bois et l’écorce du tronc, le bois et l’écorce des branches, les rameaux, les cônes, les bourgeons et les racines. Les meilleurs modèles d’ajustement obtenus pour tous les compartiments, sont de la forme : W = a Db où W est la biomasse, a et b sont des paramètres à estimer et la variable D désigne soit le diamètre de la branche à son insertion sur le tronc, soit celui du tronc à 1,30 m de hauteur ou DBH. Cette variable a permis d’expliquer 92 % et 95 % de la biomasse et de la branche et de l’arbre, respectivement.Dans une étape suivante on a construit des équations générales de biomasse à partir des données pondérales collectées après abattage de 26 arbres-échantillons choisis dans six sites en Tunisie du nord et de 152 arbres choisis dans quatre sites en lande humide de Gascogne et dont certains appartiennent à des parcelles irriguées et/ ou fertilisées.En ce qui concerne le total aérien, le meilleur modèle obtenu est, également, de la forme W = a Db avec le DBH comme variable indépendante qui permet d’expliquer 98% de la variance de la biomasse. L’addition de la variable âge de l’arbre à ce modèle sous la forme :W = a Db agec a réduit de manière significative, la somme des carrées des résidus d’ajustement de la biomasse des aiguilles et, dans une moindre mesure, de celles du tronc et des branches. Ce modèle à deux variables a permis d’expliquer les variations observées de la biomasse à raison de 98 % dans le cas du tronc, de 79 % dans celui des aiguilles et de 71 % dans celui des branches.Dans une étape ultérieure, les biomasses totales et compartimentales à l’hectare et leurs accroissements annuels ont été estimés à l’aide des équations générales établies et ceci pour l’ensemble des sites concernés par l’étude. Les résultats mettent en évidence, à l’échelle de la parcelle et de la moyenne par arbre, une action conjuguée de l’âge moyen et des facteurs stationnels sur la biomasse aérienne et la productivité nette aérienne de la strate arborée. Par ailleurs, pour la majorité des parcelles étudiées, l’efficience d’utilisation des précipitations dans la production nette de biomasse par arbre et par an, est une fonction puissance de la variable âge moyen du peuplement. Cette variable permet d’expliquer 93% de la variation de l’efficience et l’équation obtenue permet d’estimer l’accroissement annuel de biomasse aérienne à l’hectare de la majorité des sites étudiés.En ce qui concerne l’allocation de la biomasse aux différents compartiments aériens, les résultats montrent que les cônes et les bourgeons accumulent 2,5 % et 0,3 % de la biomasse, respectivement, quel que soit l’âge du peuplement. Quant aux autres réservoirs de biomasse, leur taille relative varie avec l’âge selon une loi logarithmique, croissante dans le cas du bois du tronc et décroissante dans celui des autres compartiments. La variable âge moyen permet d’expliquer 59 % de la variance dans le cas de l’écorce du tronc et 96 % à 99 % de la variance dans celui des branches et des aiguilles.D’autre part, la surface terrière s’est avérée la meilleure variable explicative de la biomasse totale et compartimentale à l’hectare, quel que soit le site. Les meilleurs ajustements obtenus sont de la forme : W = a G b où la surface terrière (G) permet d’expliquer 84 % à 99 % de la variation de la biomasse selon l’âge moyen du peuplement et le compartiment, ce qui atteste de la haute valeur prédictive de cette variable. / Maritime pine (Pinus pinaster Aït.) covers the largest area of the French forest. In Tunisia, it’s after Pinus halepensis Mill. And Pinus pinea L, the most used in reforestations. Biomass estimation of forest populations is generally based on allometric relationships. These relations are of two types: specific relations to a given site and general equations applicable to a vast region. In the first, we have developed specific allometric relationships in a site of one hectare n the forest of Rimel. Biomass compartments are: stem wood, stem bark, branch wood, branch bark, needles, twigs, cones, buds and roots. The allometric relationships are of the form W = a Db, D being either the branch diameter at its insertion on the stem or the stem diameter measured at 1,30m height. These elationships revealed that branch diameter at stem insertion and DBH explained 92 and 95% of variances of the partial and total biomass of branch and tree respectively. After that, some generalized allometric equations were developed for predicting the biomass of aerial components of maritime pine (Pinus pinaster Ait.) using data collected from he southern and northern latitudinal margins of its geographical area. The data comprised aboveground biomass values divided into foliage, branch, stem and minor components collected from 26 trees in Tunisia and 152 trees in France. (...)

Le maintien ou l'amélioration de la biodiversité est un des objectifs importants de la gestion forestière durable. La flore du sous-bois, qui représente la partie la plus diversifiée de la flore dans les forêts tempérées, joue des rôles écologiques importants. Pourtant, elle pourrait être impactée par l'augmentation de la mécanisation de la gestion forestière. A l'échelle de la parcelle, nous avons étudié en forêt de Montargis les effets simples et combinés de caractéristiques du peuplement et de la surface en cloisonnement sur la diversité floristique du sous-bois (richesse et abondance). Les caractéristiques du peuplement (type de peuplement ou surface terrière des essences à étaient les meilleurs indicateurs de la diversité du sous-bois. La surface des cloisonnements avait un effet négligeable. A plus petite échelle – à l’intérieur du cloisonnement – nous avons étudié la réponse statistique de la diversité du sous-bois à la position dans ou hors du cloisonnement, à des facteurs micro-environnementaux (humidité du sol, compaction du sol, lumière) et aux caractéristiques du peuplement. A cette échelle, les meilleurs modèles incluaient pour les groupes écologiques la position par rapport au cloisonnement, l’humidité du sol et/ou la compaction du sol, selon le groupe écologique considéré. Au niveau espèce, la position par rapport au cloisonnement était le facteur dominant. Globalement, les cloisonnements avaient soit pas d’effet soit un impact positif sur la diversité floristique de sous-bois. Ces résultats ont dépendants du contexte écologique et historique de la forêt de Montargis. L’utilisation d’engins plus lourds ou des passages répétés sur une plus longue période pourraient changer ces conclusions. / Maintaining or improving biodiversity is an important goal of sustainable forest management.Ground flora, which is responsible for most floristic diversity in temperate forests, plays multiple important roles in biodiversity but may be impacted by the increasing mechanisation of forest practices. At stand scale, we investigated in Montargis forest the individual and combined effects of tree stand attributes and skid trail area on ground flora diversity. Tree stand attributes (stand type or basal area) were the best indicators of ground flora diversity, depending on the successional traits or light preference of the species group. The effects of skid trail area were negligible. At finer scale, we studied plant response to skid trail disturbance (represented by subplot on and off skid trails), micro-environmental factors (soil moisture, soil compaction, light) and stand attribute (stand type, basal area). The best models for ecological groups included subplot location, soil moisture or soil compaction, depending on which ecological groups (classified by life form, seed bank persistence, light and moisture requirements) the species belonged to. Stand type as a covariate played a significantly important role in fine-scale diversity pattern. Subplot location was the dominant factor at species level. In conclusion, skid trails had either no impact or a positive impact on ground flora diversity. These results are dependent on the context of Montargis forest (ecological and historical), especially that mechanized harvesting is relatively recent. The employment of heavier machines and increased number of passages is likely to happen. This might induce greater soil compaction and negative effects on plant.

Contexte. Après des siècles de diminution, la surface forestière de la plupart des pays développés augmente, un phénomène appelé « transition forestière ». Le stock de bois sur pied présente une augmentation plus rapide mais son évolution, associée à des problématiques actuelles majeures, reste négligée. Il est indispensable de caractériser et comprendre ces évolutions, d’en connaître les causes sous-jacentes, et de les reconstituer sur le long terme afin de pouvoir situer les ressources forestières dans une trajectoire d’ensemble et anticiper leur dynamique future. Cette thèse est consacrée aux forêts françaises métropolitaines et repose principalement sur les données de l’IFN. Objectifs. (1) Analyser les changements de surfaces, de stock et de densité de stock et leurs hétérogénéités spatiales et temporelles, sur 40 ans (1975 – 2015) en fonction de facteurs présumés structurer ces évolutions (géographie, propriété et composition). L’existence de changements de vitesse d’expansion a été recherchée. Le lien entre les changements de stock et des propriétés de la forêt (stock et densité de stock initiaux, augmentation récente de surface) ont été analysés. (2) Analyser les mécanismes des changements de stock et décomposer l’expansion selon des ensembles forestiers homogènes du point de vue de leur dynamique. L’analyse se fonde sur une estimation des flux de stock : croissance, recrutement, mortalité et prélèvement. (3) Situer l’expansion actuelle du stock dans une dynamique séculaire. Les stocks de 1892, 1908 et 1929 (associés aux surfaces de statistiques anciennes) ont été estimés par une approche d’imputation conditionnelle de la densité. Un modèle synthétique de densification du stock des forêts a été testé afin d’étudier à quelles conditions sur cette densification il est possible de retracer la chronologie présumée du stock. Résultats. (1) Sur 40 ans, l’expansion en stock a été trois fois plus rapide que celle des surfaces, soulignant l’intensité de la densification des forêts, et ne présente aucun signe de saturation. Les forêts privées, et principalement les forêts feuillues, présentent les expansions de stock et de densité de stock les plus marquées, suggérant le rôle important de l’expansion naturelle et de l’abandon de terres agricoles. Les modèles statistiques révèlent l’effet positif du stock initial et des variations passées de surface sur l’expansion. (2) L’analyse des mécanismes d’expansion a mis en évidence le moindre niveau des prélèvements relativement à la croissance des forêts, et la contribution des forêts jeunes au développement des ressources. Quatre ensembles forestiers synthétiques de dynamiques distinctes et principalement composés de stocks en forêt privée expliquant l’expansion du stock sont identifiés. (3) La reconstitution du stock depuis 1850 suggère une faible densité de stock au début de la période (25 m3/ha) et une augmentation de stock de presque +300% entre 1892 et 2010, soulignant l’importance de cette expansion. Un modèle convexe a été nécessaire pour représenter la densification des forêts, attestant d’une inertie importante à la reconstitution des ressources, interprétée relativement à la baisse progressive des prélèvements ou à une reconstitution progressive de fertilité. Les analyses suggèrent enfin une évolution différenciée dans le temps du modèle de densification pour les forêts provenant de plantations. Conclusion. Ces travaux ont permis de montrer l’importance de l’expansion en stock et la nécessité de contextualiser cette expansion. Cette expansion ancienne ne montre pour l’instant aucune saturation et constitue un stock de carbone croissant qui ne devrait pas diminuer dans les prochaines décennies à conditions contextuelles identiques. L’analyse causale révèle qu’une part importante de l’expansion du stock ne constitue pas une ressource immédiatement disponible. Les futures politiques d’intensification des prélèvements doivent donc être circonstanciées et échelonnées dans le temps / Context. After centuries of decrease, the forest area of most developed countries increase, a phenomenon termed “forest transition”. While current increase in growing stock (GS) is greater than that in area, it remains far less studied. These changes are linked to major current issues. It is essential to assess these changes, to decipher their underlying causes, and to quantify them over the longer term in order to locate current forest resources on a broad trajectory and to anticipate their future dynamics. This thesis is dedicated to French metropolitan forests, which exhibit the most intensive changes in the growing stock in Europe, and relies on data from the French NFI program. Objectives. (1) Analyse forest areal, GS and GS density (GSD) changes and their spatio-temporal variations over 40 years (1975-2015). They were related to factors hypothesized to feature forest changes (geographical contexts, ownership and species composition). We screened for changes in the rate of expansion. The relationships between GS changes and some forest attributes (initial GS and GSD, recent forest area increase) were investigated. (2) Uncover the processes of GS changes and to split the GS expansion magnitude across dynamically-homogeneous forest ensembles. The study was based on GS flux estimation (growth, ingrowth, mortality and harvest). (3) Locate the actual GS expansion in a secular perspective. This analysis consisted in reconstructing the GS chronology since 1850. Levels of GS in 1892, 1908 and 1929 (associated to area of ancient statistics) were estimated using a conditional imputation approach for GSD estimation. Then, a holistic growing stock densification model was implemented to inquire the conditions required on densification patterns and magnitude to simulate the reconstituted GS chronology. Results. (1) Over 40 years, GS increases were three times faster than the areal ones, underlining the intensity of forest densification. No sign of saturation was found. Private forests, and mainly broadleaved ones, presented the greatest GS and GSD increases, suggesting the essential role of natural expansion and agricultural land abandonment. Regression models revealed the positive effect of initial GS and of recent areal increases on GS expansion. (2) The analysis of GS expansion processes evidenced the low level of harvests in comparison to forest growth, and the contribution of recent forests to wood resource development. It led to identify 4 synthetic forest ensembles contributing to the expansion and of distinct dynamics, mainly composed of private forests. (3) GS suggested a very low mean GSD at the beginning of the period (25 m3/ha) and a GS increase by almost +300% between 1892 and 2010, underlying the importance of this expansion. A convex growth model was required to simulate historical forest densification, attesting of a significant inertia in wood resource reconstitution after the forest transition, interpreted based on a gradual decrease in harvest rates for which indices were collected, or to a gradual recovery of site fertility. The analysis also suggested a distinct kinetics for GS densification in plantation forests. Conclusions. These researches reveal the magnitude of GS expansion and the importance of its analysis across forest contexts. This ancient expansion does not present any current sign of saturation and constitute a persistent carbon sink which should not decrease in the next decades assuming similar contextual conditions. According to the process analysis of GS expansion, a significant fraction of the GS increases does not constitute readily available additional wood resources. Thus, future harvest intensification policies must be contextualized and evolving in time