Search

Les recherches sur l’eau, tant dans leurs dimensions matérielles qu’idéelles, font l’objet d’un renouvellement dans le champ des sciences humaines et sociales. Ceci est à mettre en relation avec les défis majeurs actuels et futurs et les enjeux inédits que pose la gestion de l’eau. Dans un contexte de changements globaux qui accentue certains enjeux et en suggère de nouvelles hiérarchies à toutes les échelles spatio-temporelles, les questionnements évoluent, les valeurs sont bousculées, la gouvernance et l’action se réinventent. Ce numéro propose d’interroger comment se construisent aujourd’hui les connaissances et savoirs pour penser la gestion territorialisée de l'eau et des milieux aquatiques ? Research on water, both in its material and ideal dimensions, is the subject of a renewal in the field of human and social sciences. This is to be seen in relation to the major current and future challenges and the unprecedented challenges posed by water management. In a context of global changes which accentuates certain issues and suggests new hierarchies at all spatio-temporal scales, questions evolve, values are upset, governance and action are reinvented. This issue proposes to question how knowledge and skills are being built today to think about the territorialized management of water and aquatic environments?

The thesis aims to analyze the emergence of anticipatory governance in order to understand how adaptation to global change - defined as all anthropogenic environmental disturbances - transforms the governance of estuarine metropolises (based on the case of the Bordeaux metropolis). The politico-ecological footprint of these metropolises on the estuarine peri-urban and rural areas is exacerbated by the growing socio-ecological interdependencies to govern the risks of flooding, loss of biodiversity and drinking water supply. The rise in importance of these major issues, which constrains the sustained attractiveness of estuarine metropolises, promotes dedicated public policies that go beyond the metropolitan institutional scale, extending to its adjacent functional territories. These policies, which involve highlighting the socio ecological interdependencies between metropolitan areas and their estuarine hinterlands, compel local authorities and stakeholders to renew their approaches in terms of urban and territorial planning. The emerging paradigm shift in urban/rural relations is reinforced on the one hand by recent territorial reforms (MAPTPAM, GEMAPI, NOTRe), which confirm the influence of cities beyond their administrative territory, and on the other hand by the socio-ecological functions of hinterlands within a metapolitan territorial system. The sociological analysis of these issues is based upon an original theoretical framework of socio-ecological interdependencies able to link the territorial conditions associated with the emergence of anticipatory governance facing global change. Through various ways of exposure, these socio-ecological interdependencies reveal themselves as public problems and as strategies of actors in public and private decision-making arenas. Three case studies serve as an empirical basis for this thesis: flood-submersion risk management, metropolitan water drinking supply and, governance of urban biodiversity., Cette thèse vise à analyser l’émergence de la gouvernance anticipative pour saisir en quoi l'adaptation aux changements globaux – définie comme l’ensemble des perturbations environnementales d’origine anthropique – transforme la gouvernance des métropoles estuariennes (sur la base du cas de la métropole bordelaise). L'empreinte politico écologique de ces métropoles sur les zones périurbaines et rurales estuariennes est exacerbée par les interdépendances socioécologiques croissantes pour gouverner les risques d’inondation, de perte de biodiversité et d’approvisionnement en eau potable. La montée en puissance de ces enjeux majeurs qui contraint l’attractivité soutenue des métropoles estuariennes, promeut des politiques publiques dédiées qui dépassent l’échelle institutionnelle métropolitaine pour s’étendre vers ses territoires fonctionnels adjacents. Ces politiques, qui passent par une mise en visibilité des interdépendances socioécologiques entre aires métropolitaines et les hinterlands estuariens, obligent les collectivités et les acteurs à un renouvellement des approches en termes de planification urbaine et territoriale. Le changement de paradigme émergeant dans les relations urbain/rural est renforcé d’une part par les réformes territoriales récentes (MAPTPAM, GEMAPI, NOTRe), qui entérinent l'influence des villes au-delà de leur territoire administratif, et d’autre part par les fonctions socioécologiques des hinterlands au sein d’un système territorial métapolitain. L’analyse sociologique de ces enjeux fait appel à un cadre théorique original des interdépendances socioécologiques qui permet de retracer les conditions territoriales associées à l’émergence de modes de gouvernance anticipative des changements globaux. Les diverses formes de « mise en visibilité » de ces interdépendances socioécologiques les révèlent comme des problèmes publics et comme des stratégies d'acteurs dans les arènes de décision publiques et privées. 3 cas d’étude servent de base empirique à cette thèse : la gestion des risques d’inondation-submersion, l’approvisionnement métropolitain en eau potable et la gouvernance de la biodiversité urbaine.

Global changes, whether climatic or anthropogenic, have various consequences in human and animal health, as well as for worldwide ecosystems. One of the most important is the modification of geographical ranges of species and those of their associated pathogens. It is in this context that in recent years we have witnessed a resurgence in the emergence and re-emergence of infectious diseases around the world. While research efforts in this field are mainly focused on viral diseases, freshwater snail-borne diseases, that affect more than 1 billion peoples around the world, are also subject to these outbreaks, which have become frequent. However, the study of the dynamics of parasites associated with these diseases focuses primarily on the diagnosis and treatment of the definitive hosts, particularly humans. Such an approach does not prevent the transmission of these parasites to humans and even less prevent an emergence event, and the existing tools used to monitor these parasites in the environment are difficult to apply at large scale. This thesis work, therefore aims to provide a more environmental vision of the dynamics of these diseases. With the example of the emergence of urogenital bilharziasis in Corsica, we analysed this emergence by integrating the study of the life history traits of the tropical parasite in question, particularly its thermo tolerance, as well as the role of mollusc intermediate hosts and wild and domestic definitive hosts in the local maintenance of the parasite lifecycle. In a second step, we have developed environmental DNA diagnostic tools for the detection of molluscs hosts in the environment in order to identify areas at risk of emergence, as well as tools for intramolluscal detection of schistosomes to identify active sites of transmission, and thus allow the environmental monitoring of the actors of these diseases. To complete these approaches, we have developed a more generalised environmental metabarcoding tool to characterise freshwater mollusc communities and initiated the development of a similar tool for the characterisation of trematode communities, in order to study the interactions between these organisms. Lastly, we discuss the integration of all these elements into new control strategies against snail-borne diseases.; Les changements globaux, qu’ils soient d’origine climatique ou anthropique ont diverses conséquences en santé humaine et animale, mais aussi sur les écosystèmes mondiaux. L’une des plus importantes est la modification des aires de répartitions géographiques des espèces et de celle des pathogènes qui leurs sont associés. C’est dans ce contexte que nous assistons ces dernières années à une recrudescence des cas d’émergences et de réémergences de maladies infectieuses dans le monde. Alors que les efforts de recherche menés dans ce domaine se focalisent principalement sur les maladies virales, les maladies transmises par les mollusques d’eau douce, qui affectent plus d’un milliard d’individus dans le monde, sont également sujettes à ces évènements d’émergences devenus fréquents. Cependant, l’étude de la dynamique des parasites associés à ces maladies se focalisent essentiellement sur le diagnostic et le traitement des hôtes définitifs, en particulier l’Homme. Toutefois, une telle approche ne permet pas de prévenir de la transmission de ces parasites à l’Homme et encore moins de prévenir d’un évènement d’émergence, et les outils actuels utilisés pour le suivi de ces parasites dans l’environnement sont difficilement applicables à large échelle. Ce travail de thèse se propose donc d’apporter une vision plus environnementale de la dynamique de ces maladies. Avec l’exemple de l’émergence de bilharziose urogénitale en Corse, nous avons analysé cette émergence en intégrant l’étude des traits d’histoire de vie du parasite tropical en cause, notamment sa thermo tolérance, ainsi que le rôle des hôtes intermédiaires mollusques et des hôtes définitifs sauvages et domestiques dans le maintien local du cycle parasitaire. Dans un second temps nous avons développé des outils de diagnostic par ADN environnemental pour la détection de mollusques hôtes dans l’environnement afin d’identifier les zones à risque d’émergence, ainsi que des outils de détection intramolluscal de schistosomes pour identifier les sites de transmission actif, et donc permettre un suivi environnemental des acteurs de ces maladies. Pour compléter ces approches, nous avons développé un outil plus généraliste de metabarcoding environnemental pour caractériser les communautés de mollusques d’eau douce, et initié le développement d’un outil similaire pour la caractérisation des communautés de trématodes, ceci afin d’étudier les interactions entre ces organismes. Enfin nous discutons de l’intégrations de tous ces éléments dans de nouvelles stratégies de contrôle à l’encontre de maladies transmises par les mollusques d’eau douce.

Global changes, whether climatic or anthropogenic, have various consequences in human and animal health, as well as for worldwide ecosystems. One of the most important is the modification of geographical ranges of species and those of their associated pathogens. It is in this context that in recent years we have witnessed a resurgence in the emergence and re-emergence of infectious diseases around the world. While research efforts in this field are mainly focused on viral diseases, freshwater snail-borne diseases, that affect more than 1 billion peoples around the world, are also subject to these outbreaks, which have become frequent. However, the study of the dynamics of parasites associated with these diseases focuses primarily on the diagnosis and treatment of the definitive hosts, particularly humans. Such an approach does not prevent the transmission of these parasites to humans and even less prevent an emergence event, and the existing tools used to monitor these parasites in the environment are difficult to apply at large scale. This thesis work, therefore aims to provide a more environmental vision of the dynamics of these diseases. With the example of the emergence of urogenital bilharziasis in Corsica, we analysed this emergence by integrating the study of the life history traits of the tropical parasite in question, particularly its thermo tolerance, as well as the role of mollusc intermediate hosts and wild and domestic definitive hosts in the local maintenance of the parasite lifecycle. In a second step, we have developed environmental DNA diagnostic tools for the detection of molluscs hosts in the environment in order to identify areas at risk of emergence, as well as tools for intramolluscal detection of schistosomes to identify active sites of transmission, and thus allow the environmental monitoring of the actors of these diseases. To complete these approaches, we have developed a more generalised environmental metabarcoding tool to characterise freshwater mollusc communities and initiated the development of a similar tool for the characterisation of trematode communities, in order to study the interactions between these organisms. Lastly, we discuss the integration of all these elements into new control strategies against snail-borne diseases.; Les changements globaux, qu’ils soient d’origine climatique ou anthropique ont diverses conséquences en santé humaine et animale, mais aussi sur les écosystèmes mondiaux. L’une des plus importantes est la modification des aires de répartitions géographiques des espèces et de celle des pathogènes qui leurs sont associés. C’est dans ce contexte que nous assistons ces dernières années à une recrudescence des cas d’émergences et de réémergences de maladies infectieuses dans le monde. Alors que les efforts de recherche menés dans ce domaine se focalisent principalement sur les maladies virales, les maladies transmises par les mollusques d’eau douce, qui affectent plus d’un milliard d’individus dans le monde, sont également sujettes à ces évènements d’émergences devenus fréquents. Cependant, l’étude de la dynamique des parasites associés à ces maladies se focalisent essentiellement sur le diagnostic et le traitement des hôtes définitifs, en particulier l’Homme. Toutefois, une telle approche ne permet pas de prévenir de la transmission de ces parasites à l’Homme et encore moins de prévenir d’un évènement d’émergence, et les outils actuels utilisés pour le suivi de ces parasites dans l’environnement sont difficilement applicables à large échelle. Ce travail de thèse se propose donc d’apporter une vision plus environnementale de la dynamique de ces maladies. Avec l’exemple de l’émergence de bilharziose urogénitale en Corse, nous avons analysé cette émergence en intégrant l’étude des traits d’histoire de vie du parasite tropical en cause, notamment sa thermo tolérance, ainsi que le rôle des hôtes intermédiaires mollusques et des hôtes définitifs sauvages et domestiques dans le maintien local du cycle parasitaire. Dans un second temps nous avons développé des outils de diagnostic par ADN environnemental pour la détection de mollusques hôtes dans l’environnement afin d’identifier les zones à risque d’émergence, ainsi que des outils de détection intramolluscal de schistosomes pour identifier les sites de transmission actif, et donc permettre un suivi environnemental des acteurs de ces maladies. Pour compléter ces approches, nous avons développé un outil plus généraliste de metabarcoding environnemental pour caractériser les communautés de mollusques d’eau douce, et initié le développement d’un outil similaire pour la caractérisation des communautés de trématodes, ceci afin d’étudier les interactions entre ces organismes. Enfin nous discutons de l’intégrations de tous ces éléments dans de nouvelles stratégies de contrôle à l’encontre de maladies transmises par les mollusques d’eau douce.

Natal dispersal is a process by which individuals move from their natal to reproductive ranges which is fundamental for population dynamics and persistence. Through for example the limitation of inbreeding or the capacity it provides to reach and colonize new habitats containing resources or mates, it can be highly beneficial to dispersing individuals. However, dispersal can also be costly for the individuals, through increased mortality or attrition, energy expenditure, or lost habitat opportunities and time. Its expression at the population level thus depends on the balance between costs and benefits, and theory states that dispersal may become counter-selected if costs outweigh benefits. In the current context of global change, we may expect (1) dispersal costs to increase with the degradation of environments and (2) increased dispersal costs to decrease dispersal success and geographical reach through evolutionary mechanisms. Moreover, because dispersal costs may vary with actual dispersal movement, we may wonder what are the discrete alternative tactics roe deer may use in contrasting environments (3). In this PhD, I aimed to address these three perspectives using two roe deer datasets from two geographically distinct populations (GPS data in Haute-Garonne and Capture-Mark-Recapture data in Deux-Sèvres, France), as well as a modelling approach. First, I show that, despite having a good body condition, dispersers incur costs in terms of mortality, reproduction and growth, and that climate change may increase mortality costs. Concomitant to these variations in costs, I also found that realised dispersal has diminished over the past 30 years by more than 30% in both sexes. Second, I identified at least six alternative dispersal tactics in roe deer, characterised by different movement timing, amplitude and duration, which may imply different outcomes in terms of costs and population dynamics. Lastly, my analyses suggest that dispersal might evolve towards tortuous and short distance movements when mortality costs increase, limiting the geographical reach of dispersal. Overall, these results highlight the concerning effects global changes may have on dispersal costs and dispersal evolution. Because dispersal is a species and context dependent process, more studies addressing the impacts of global changes on dispersal costs, ideally incorporating alternative dispersal tactics, will provide valuable information to better predict how species may cope with environmental changes., La dispersion natale est un processus durant lequel les individus se déplacent de leur domaine natal vers leur domaine de reproduction. Ce processus fondamental pour la dynamique et la persistance des populations passe par l'évitement de la consanguinité ou la capacité des individus à atteindre et coloniser de nouveaux habitats contenant des ressources ou des partenaires sexuels. La dispersion peut donc comporter de nombreux bénéfices pour les individus disperseurs. Cependant, elle peut également être coûteuse pour les individus, en raison d'une augmentation de la mortalité ou des blessures, une dépense énergétique élevée, ou enfin la perte d'un habitat natal favorable ou de temps à allouer à une autre activité. L'expression du phénotype de dispersion au niveau populationnel dépend donc de la balance entre coûts et bénéfices, et la théorie prévoit que les disperseurs devraient être contre-sélectionnés si les coûts deviennent supérieurs aux bénéfices engendrés par la dispersion. Dans le contexte actuel de changements globaux, on peut s'attendre à ce que (1) les coûts de la dispersion augmentent avec la dégradation de l'environnement et (2) à ce que cette augmentation des coûts de la dispersion diminue le succès et la portée géographique de ce processus, au travers de mécanismes évolutifs. De plus, les coûts de la dispersion devraient varier avec le type de déplacement effectué par l'individu disperseur, et par conséquent, on peut se demander (3) quelles tactiques alternatives de dispersion un individu pourrait adopter dans un environnement contrasté. Au cours de ce doctorat, mon objectif était de travailler sur ces trois hypothèses en utilisant deux jeux de données portant sur deux populations de chevreuils distinctes (données GPS en Haute-Garonne et données de Capture-Marquage-Recapture dans les Deux-Sèvres, France), ainsi qu'une approche par modélisation. Tout d'abord, j'ai montré que, malgré leur bonne condition physique, les disperseurs subissent des coûts de mortalité, reproduction et croissance. J'ai également montré que le changement climatique pourrait augmenter les coûts de mortalité chez ces individus. Parallèlement à ces variations de coûts, j'ai aussi mis en évidence que la dispersion avait diminué au cours des 30 dernières années de plus de 30% chez les deux sexes. Ensuite, j'ai identifié l'existence d'au moins six tactiques alternatives de dispersion chez le chevreuil, caractérisées par des phénologies, durées et amplitudes différentes, ce qui pourrait induire différentes répercussions en termes de coûts et de dynamique de population. Enfin, mes analyses de modélisation suggèrent que la dispersion pourrait évoluer de sorte à observer davantage de mouvements tortueux ou de courte distance quand les coûts de mortalité augmentent, ce qui limiterait la portée géographique de la dispersion. De façon générale, ces résultats soulignent les effets préoccupants que les changements globaux pourraient avoir sur les coûts et sur l'évolution de la dispersion. Ce processus étant à la fois espèce et condition dépendant, davantage d'études portant sur les impacts des changements globaux sur les coûts de la dispersion, idéalement prenant en considération les tactiques alternatives de dispersion, nous permettront de mieux prédire comment les espèces pourraient faire face aux changements globaux.

Aquatic ecosystems are increasingly exposed to multiple stressors. Among them, temperature increase and contamination by trace metal elements are major stressors for freshwater fish populations. In addition, parasites and their associated immune challenges can cause a wide range of responses in fish populations, but they are still rarely considered as biotic stressors. These three stressors trigger similar physiological pathways (i.e. immunity, oxidative stress and metabolism). Hence, they are likely to interact strongly but their combined effects (i.e. antagonism and synergism) are still poorly documented, thereby hindering our ability to predict the responses of wild populations to multiple stressors under global changes. In addition, responses to stressors could vary according to the level of organisation considered (i.e molecules, cells, individuals, populations). In particular, different populations could have different sensitivity to stressors depending on their past exposure in the wild. Thus it is essential to incorporate these levels of variability to better understand and predict the effects of multiple stressors in wild fish populations. This PhD project aimed at assessing the effects of a multiple abiotic (i.e. temperature, trace metal contamination) and biotic (i.e. immune challenge) stressors across biological levels of organisation, using the gudgeon fish (Gobio occitaniae) as a model species. First, I used a cross-sectional field study in 16 wild populations to compare fish health along stress gradients. Then, I used experimental approaches under controlled conditions to disentangle the role of each single and multiple stressors across levels of organisation in different fish populations. Finally, I used reciprocal translocation experiments between polluted vs. unpolluted rivers to test for local adaptation in response to multiple stressors. Taken together, results show that single stressors affect mostly the molecular and cellular levels, in accordance with a compensatory strategy. Indeed, costly physiological defences (immunity, anti-oxidant responses) were set up and behavioural adjustments (i.e. changes in activity and foraging) enable fish to increase energy acquisition and respond adequately to single stressors, with limited deleterious effects on survival and growth. On the contrary, multiple stressors affected mostly the individual level, in accordance with a conservation metabolic strategy. Indeed, multiple stressors lead to complex antagonistic effects between stressors (i.e. antagonistic inhibition of behavioural responses), potentially due to the high energy demand incurred, resulting in deleterious effects on survival or growth. This suggests that physiological and behavioural responses might be exceeded under multiple stressors with deleterious consequences on fitness, thereby raising concerns about the effects of multiple global changes on wild populations. [...]; Dans le milieu naturel, les poissons sont exposés à une multitude de facteurs de stress biotiques et abiotiques, mais leurs interactions sont encore mal connues. La hausse des températures et la contamination par les éléments trace métalliques (ETMs) sont des sources importantes de stress pour les poissons. Les parasites ont également des effets sur la physiologie de leur hôte, mais sont rarement considérés en tant que facteurs de stress. Ces trois facteurs de stress agissent via des voies physiologiques communes (immunité, stress oxydant, métabolisme) et sont donc susceptibles d'interagir de manière complexe (e.g. antagonisme, synergisme). De plus, il existe souvent une grande variabilité des réponses entre échelles biologiques, des molécules aux populations. Notamment, l'historique d'exposition des populations de poisson dans leur milieu naturel pourrait conditionner leur capacité de réponse au stress. La prise en compte de ces deux niveaux de variabilité (i.e. interactions entre stress et entre échelles d'organisation) représente donc un verrou scientifique majeur pour mieux comprendre les effets des stress multiples sur les populations de poissons d'eau douce. Cette thèse vise donc à évaluer les effets combinés de facteurs de stress abiotique (i.e. température, ETMs) et biotique (i.e. challenge immunitaire provoqué par le parasitisme) sur les réponses des poissons d'eau douce via une approche multi-échelles. Afin de remplir ces objectifs, le Goujon (Gobio occitaniae) a été utilisé comme espèce modèle dans le cadre de trois approches méthodologiques : (i) une approche transversale de terrain visant à comparer l'état de santé de population de poissons le long des gradients de stress ; puis, (ii) des expérimentations en conditions contrôlées afin de distinguer les effets des différents facteurs de stress simples dans différentes populations sauvages ; enfin (iii) une expérience de translocation réciproque (i.e. encagement sur le terrain) entre sites contaminés et peu contaminés afin de tester l'adaptation locale des populations. Les résultats montrent que les stress simples ont des effets importants aux échelles biologiques fines et induisent la mise en place de stratégies métaboliques de compensation : les poissons investissent dans les défenses immunitaires et antioxydantes, avec une réduction des réserves énergétiques. De plus, les ajustements comportementaux (i.e. activité de nage, recherche de nourriture) sont particulièrement importants sous stress simples, et permettent d'ajuster l'acquisition d'énergie ce qui limite les effets sur la survie et la croissance. Au contraire, les stress multiples ont peu d'effets aux échelles moléculaires et cellulaires, mais provoquent des réponses complexes à l'échelle individuelle, ce qui se traduit par des effets antagonistes sur le comportement et des effets négatifs sur la survie et la croissance. Ces résultats suggèrent que sous stress multiples, les capacités de réponse des poissons pourraient être dépassées, menant ainsi à une stratégie de conservation, avec des effets délétères sur la fitness. Cependant, les réponses observées étaient fortement variables selon la population considérée. [...]

Aquatic ecosystems are increasingly exposed to multiple stressors. Among them, temperature increase and contamination by trace metal elements are major stressors for freshwater fish populations. In addition, parasites and their associated immune challenges can cause a wide range of responses in fish populations, but they are still rarely considered as biotic stressors. These three stressors trigger similar physiological pathways (i.e. immunity, oxidative stress and metabolism). Hence, they are likely to interact strongly but their combined effects (i.e. antagonism and synergism) are still poorly documented, thereby hindering our ability to predict the responses of wild populations to multiple stressors under global changes. In addition, responses to stressors could vary according to the level of organisation considered (i.e molecules, cells, individuals, populations). In particular, different populations could have different sensitivity to stressors depending on their past exposure in the wild. Thus it is essential to incorporate these levels of variability to better understand and predict the effects of multiple stressors in wild fish populations. This PhD project aimed at assessing the effects of a multiple abiotic (i.e. temperature, trace metal contamination) and biotic (i.e. immune challenge) stressors across biological levels of organisation, using the gudgeon fish (Gobio occitaniae) as a model species. First, I used a cross-sectional field study in 16 wild populations to compare fish health along stress gradients. Then, I used experimental approaches under controlled conditions to disentangle the role of each single and multiple stressors across levels of organisation in different fish populations. Finally, I used reciprocal translocation experiments between polluted vs. unpolluted rivers to test for local adaptation in response to multiple stressors. Taken together, results show that single stressors affect mostly the molecular and cellular levels, in accordance with a compensatory strategy. Indeed, costly physiological defences (immunity, anti-oxidant responses) were set up and behavioural adjustments (i.e. changes in activity and foraging) enable fish to increase energy acquisition and respond adequately to single stressors, with limited deleterious effects on survival and growth. On the contrary, multiple stressors affected mostly the individual level, in accordance with a conservation metabolic strategy. Indeed, multiple stressors lead to complex antagonistic effects between stressors (i.e. antagonistic inhibition of behavioural responses), potentially due to the high energy demand incurred, resulting in deleterious effects on survival or growth. This suggests that physiological and behavioural responses might be exceeded under multiple stressors with deleterious consequences on fitness, thereby raising concerns about the effects of multiple global changes on wild populations. [...]; Dans le milieu naturel, les poissons sont exposés à une multitude de facteurs de stress biotiques et abiotiques, mais leurs interactions sont encore mal connues. La hausse des températures et la contamination par les éléments trace métalliques (ETMs) sont des sources importantes de stress pour les poissons. Les parasites ont également des effets sur la physiologie de leur hôte, mais sont rarement considérés en tant que facteurs de stress. Ces trois facteurs de stress agissent via des voies physiologiques communes (immunité, stress oxydant, métabolisme) et sont donc susceptibles d'interagir de manière complexe (e.g. antagonisme, synergisme). De plus, il existe souvent une grande variabilité des réponses entre échelles biologiques, des molécules aux populations. Notamment, l'historique d'exposition des populations de poisson dans leur milieu naturel pourrait conditionner leur capacité de réponse au stress. La prise en compte de ces deux niveaux de variabilité (i.e. interactions entre stress et entre échelles d'organisation) représente donc un verrou scientifique majeur pour mieux comprendre les effets des stress multiples sur les populations de poissons d'eau douce. Cette thèse vise donc à évaluer les effets combinés de facteurs de stress abiotique (i.e. température, ETMs) et biotique (i.e. challenge immunitaire provoqué par le parasitisme) sur les réponses des poissons d'eau douce via une approche multi-échelles. Afin de remplir ces objectifs, le Goujon (Gobio occitaniae) a été utilisé comme espèce modèle dans le cadre de trois approches méthodologiques : (i) une approche transversale de terrain visant à comparer l'état de santé de population de poissons le long des gradients de stress ; puis, (ii) des expérimentations en conditions contrôlées afin de distinguer les effets des différents facteurs de stress simples dans différentes populations sauvages ; enfin (iii) une expérience de translocation réciproque (i.e. encagement sur le terrain) entre sites contaminés et peu contaminés afin de tester l'adaptation locale des populations. Les résultats montrent que les stress simples ont des effets importants aux échelles biologiques fines et induisent la mise en place de stratégies métaboliques de compensation : les poissons investissent dans les défenses immunitaires et antioxydantes, avec une réduction des réserves énergétiques. De plus, les ajustements comportementaux (i.e. activité de nage, recherche de nourriture) sont particulièrement importants sous stress simples, et permettent d'ajuster l'acquisition d'énergie ce qui limite les effets sur la survie et la croissance. Au contraire, les stress multiples ont peu d'effets aux échelles moléculaires et cellulaires, mais provoquent des réponses complexes à l'échelle individuelle, ce qui se traduit par des effets antagonistes sur le comportement et des effets négatifs sur la survie et la croissance. Ces résultats suggèrent que sous stress multiples, les capacités de réponse des poissons pourraient être dépassées, menant ainsi à une stratégie de conservation, avec des effets délétères sur la fitness. Cependant, les réponses observées étaient fortement variables selon la population considérée. [...]

Community stability has been extensively studied both theoretically and experimentally, especially in plant communities to examine the relationship between species diversity and stability of biomass. But the diversity – stability relationship has received less attention in natural communities, particularly in animals. However, in the context of global changes and given the ecosystem services provided by animal communities such as seed dispersal, pollination or pest control, it is of a primary importance to understand the drivers of community, hence ecosystem services, stability and the impact of habitat degradation or climate change. In this thesis, I first focused on the diversity – stability relationship in natural communities of bats, birds and butterflies, and I studied the impact of habitat degradation. For these three taxa, I found a negative effect of diversity loss, urbanization and agricultural intensification on the temporal stability of community abundance, through different mechanisms. Second, I focused on one of the main drivers of community stability: synchrony among species temporal fluctuations. We showed that trait similarity between butterfly species such as food resources of adult flight period affect synchrony among species, in addition to the impact of environmental conditions such as landscape and climate. Finally, I studied the synchrony among species at a regional scale, with the aim to link groups of synchronous species to species temporal trends. This approach allowed me to assess the effect of potential extinction of declining species on compensatory dynamics at regional scale.; La stabilité des communautés est un sujet qui a largement été abordé théoriquement et expérimentalement, notamment chez les plantes pour comprendre la relation entre la diversité d’une communauté et la stabilité de sa biomasse. Il existe cependant beaucoup moins d’études de la relation diversité/stabilité dans les communautés naturelles, notamment lorsqu’il s’agit de communautés animales. Or, dans le contexte actuel de changements globaux, et du fait des services écosystémiques apportés par les communautés animales, à travers notamment la dispersion des graines, la pollinisation ou encore le contrôle des ravageurs, il devient primordial de comprendre quels mécanismes régissent la stabilité des communautés animales et donc la stabilité des fonctions et services écosystémiques, ainsi que les impacts de la dégradation des habitats ou encore du changement climatique. Lors de cette thèse, je me suis d’abord intéressé à la relation diversité – stabilité dans des communautés naturelles de chauves-souris, d’oiseaux et de papillons et à l’impact de la dégradation des habitats sur cette relation. Chez ces trois taxons différents, j’ai pu mettre en évidence que la perte de diversité, ainsi que la dégradation des habitats via l’urbanisation et l’intensification agricole, sont liées à une diminution de la stabilité temporelle de l’abondance des communautés, et ce via des mécanismes distincts. Dans un second temps, je me suis intéressé à l’un des principaux mécanismes de la stabilité des communautés : la synchronie entre les fluctuations temporelles des espèces. J’ai pu montrer que la similarité de traits entre espèces de papillons, comme les ressources utilisées ou la période de vol des adultes, ainsi que la variabilité climatique augmentent la synchronie, en interaction avec le contexte paysager. Enfin, j'ai étudié le lien entre la synchronie entre espèces à l’échelle régionale et les tendances temporelles d’abondance des espèces, dans l’objectif de relier des groupes d’espèces synchrones aux tendances temporelles des espèces. Cette approche nous a permis d’évaluer l’impact des potentielles extinctions des espèces en déclin sur la synchronie entre espèces à l’échelle régionale et donc sur les dynamiques compensatoires à cette échelle.

Community stability has been extensively studied both theoretically and experimentally, especially in plant communities to examine the relationship between species diversity and stability of biomass. But the diversity – stability relationship has received less attention in natural communities, particularly in animals. However, in the context of global changes and given the ecosystem services provided by animal communities such as seed dispersal, pollination or pest control, it is of a primary importance to understand the drivers of community, hence ecosystem services, stability and the impact of habitat degradation or climate change. In this thesis, I first focused on the diversity – stability relationship in natural communities of bats, birds and butterflies, and I studied the impact of habitat degradation. For these three taxa, I found a negative effect of diversity loss, urbanization and agricultural intensification on the temporal stability of community abundance, through different mechanisms. Second, I focused on one of the main drivers of community stability: synchrony among species temporal fluctuations. We showed that trait similarity between butterfly species such as food resources of adult flight period affect synchrony among species, in addition to the impact of environmental conditions such as landscape and climate. Finally, I studied the synchrony among species at a regional scale, with the aim to link groups of synchronous species to species temporal trends. This approach allowed me to assess the effect of potential extinction of declining species on compensatory dynamics at regional scale.; La stabilité des communautés est un sujet qui a largement été abordé théoriquement et expérimentalement, notamment chez les plantes pour comprendre la relation entre la diversité d’une communauté et la stabilité de sa biomasse. Il existe cependant beaucoup moins d’études de la relation diversité/stabilité dans les communautés naturelles, notamment lorsqu’il s’agit de communautés animales. Or, dans le contexte actuel de changements globaux, et du fait des services écosystémiques apportés par les communautés animales, à travers notamment la dispersion des graines, la pollinisation ou encore le contrôle des ravageurs, il devient primordial de comprendre quels mécanismes régissent la stabilité des communautés animales et donc la stabilité des fonctions et services écosystémiques, ainsi que les impacts de la dégradation des habitats ou encore du changement climatique. Lors de cette thèse, je me suis d’abord intéressé à la relation diversité – stabilité dans des communautés naturelles de chauves-souris, d’oiseaux et de papillons et à l’impact de la dégradation des habitats sur cette relation. Chez ces trois taxons différents, j’ai pu mettre en évidence que la perte de diversité, ainsi que la dégradation des habitats via l’urbanisation et l’intensification agricole, sont liées à une diminution de la stabilité temporelle de l’abondance des communautés, et ce via des mécanismes distincts. Dans un second temps, je me suis intéressé à l’un des principaux mécanismes de la stabilité des communautés : la synchronie entre les fluctuations temporelles des espèces. J’ai pu montrer que la similarité de traits entre espèces de papillons, comme les ressources utilisées ou la période de vol des adultes, ainsi que la variabilité climatique augmentent la synchronie, en interaction avec le contexte paysager. Enfin, j'ai étudié le lien entre la synchronie entre espèces à l’échelle régionale et les tendances temporelles d’abondance des espèces, dans l’objectif de relier des groupes d’espèces synchrones aux tendances temporelles des espèces. Cette approche nous a permis d’évaluer l’impact des potentielles extinctions des espèces en déclin sur la synchronie entre espèces à l’échelle régionale et donc sur les dynamiques compensatoires à cette échelle.

Au tournant des années 1980, dans un contexte de triomphe du néolibéralisme et de démonétisation des modèles classiques de développement, un nouveau référentiel s’est progressivement imposé dans la Caraïbe. Il renvoie à la notion de développement durable. Le périmètre de cette dernière s’est étendu à des problématiques connexes telles que l’érosion et la préservation de la biodiversité et plus récemment les changements globaux. De sorte que la mise en politique du développement durable, qui s’apparente désormais à un ensemble d’enjeux en interaction et évolutifs, s’avère de plus en plus complexe, en raison de la très grande fragmentation de l’action publique et des difficultés d’appropriation de cet ensemble d’enjeux par les acteurs et les populations. At the turn of the 1980’s, in the context of triumphant neoliberalism and demonetization of classical models of development, a new cognitive framework has progressively emerged in the Caribbean. It refers to the notion of sustainable development. The scope of the latter has been continuously expanded to related issues such as the loss and the preservation of biodiversity and, more recently, global changes. As a result, the political use of sustainable development, which is a set of interacting and evolving issues, is proving more and more complex, due to the very fragmented nature of public action and the difficult appropriation of this set of issues by actors and people.

Climate change, urbanization, biological invasions and interspecific hybridization are major current threats to biodiversity. The objective of this thesis was to assess their interactive effects in Tetramorium ant species from the Rhône-Saône valley in France. Using a broad array of tools from several fields of biology, I worked on almost two thousand colonies from five Tetramorium species including T. immigrans and T. caespitum. Both climate and urbanization limited the ranges of these species, and urbanization impacted their distributions simultaneously at several spatial scales. The occurrence probabilities of T. immigrans depended on the interaction between climatic and urban factors. Several introductions from external sources seemed to have given rise to four genetically distinct populations of T. immigrans, making it likely that it is not native to the northernmost urban areas. Hybridization and introgression between T. immigrans and T. caespitum was frequent in zones of sympatry, and the detection of nuclear DNA backcrosses and mitochondrial-nuclear DNA discordance between the two species suggested that hybridization lead to fertile offspring (i.e. introgression). Cuticular hydrocarbon profiles were clearly differentiated between the two species and were correlated to heightened interspecific aggression against heterospecifics. Both species presented a monogyne polyandrous mating system, in which hybrid queens but no hybrid fathers contributed to hybrid offspring. Few studies on interspecific hybridization have addressed global change or biological invasions. These concepts are infrequently studied together, and their interactive effects are overlooked in the current literature. Taking these interrelationships into account and exploring multiple scales are essential to better understand the processes that generate patterns of genetic exchange, Changement climatique, urbanisation, invasions biologiques et hybridation interspécifique constituent des menaces majeures pour la biodiversité. L'objectif de cette thèse a été d'évaluer leurs effets interactifs sur les fourmis du genre Tetramorium de la vallée du Rhône, France. Près de 2000 colonies de 5 espèces de Tetramorium ont été étudiées. Les résultats démontrent que le climat et l'urbanisation limitent leurs aires de répartition et que l'urbanisation impacte leurs distributions simultanément à plusieurs échelles spatiales. Les probabilités d'occurrence de T. immigrans dépendent de l'interaction entre facteurs climatiques et urbains. Quatre populations génétiques de T. immigrans résultent de plusieurs introductions de sources externes, ce qui signifie que cette espèce n’est pas indigène dans les zones urbaines du nord. T. immigrans et T. caespitum produisent des hybrides dans les zones de sympatrie. La détection de rétrocroisements et de discordances entre ADN mitochondrial et nucléaire suggère que cette hybridation conduit à une descendance fertile, donc de l’introgression. Les profils d'hydrocarbures cuticulaires sont bien différenciés entre les deux espèces et sont corrélés à une agression forte contre les hétérospécifiques. Ces espèces présentent un système d'accouplement monogyne polyandre, dans lequel les reines hybrides mais pas les pères hybrides contribuent à la descendance hybride. Les études sur l'hybridation interspécifique n'ont qu'occasionnellement concerné les changements globaux ou invasions biologiques. Ces concepts eux-mêmes sont peu étudiés ensemble et leurs effets interactifs sont négligés dans la littérature actuelle. La prise en compte de ces interrelations et l'exploration de plusieurs échelles sont essentielles pour mieux comprendre les processus qui génèrent des modèles d'échange génétique

Intraspecific variability of individuals' phenotype is at the root of natural selection, but remains poorly evaluated from the ecosystem functioning perspective. My research has focused on measuring individual and population differences in phenotypic traits of invertebrates involved in detrital food webs, as well as evaluating their impact on litter decomposition. First, I showed that intraspecific differences of litter consumption rate is high compared to the interspecific differences measured experimentally on a sample of 10 terrestrial and aquatic detritivore species. Another laboratory study revealed that litter consumption rate differences between individuals of a same population can be explained by behavioral and energetic traits. Oppositely, body size of individuals proved to be less effective in explaining inter-individual variability of litter consumption rates. Traits of predator invertebrates can also act on litter decomposition indirectly through interactions with detritivores. An in situ experiment has shown that predator individuals with different phenotypes can have opposite effects on decomposition. Trophic cascade variability was explained by sex and a lifestyle index, defined by a combination of behavioral and life history traits. Finally, I validated the hypothesis that the origin of predator populations sampled along a latitudinal gradient in Europe modulates the response of litter decomposition to global warming. All my work highlights the underestimated role of intraspecific variability of phenotype in Ecology. Individual, rather than species, should be the basic unit to better understand the biotic control of ecosystem functioning and to predict the ecological consequences of environmental changes.; La variabilité intraspécifique du phénotype des individus est à la base de la sélection naturelle, mais est peu évaluée d'un point de vue des conséquences sur le fonctionnement de l'écosystème. Mes recherches se sont attachées à mesurer les différences individuelles et populationnelles de traits phénotypiques chez des invertébrés au sein du réseau trophique détritique et d'en évaluer les conséquences sur le processus de décomposition des litières. Je montre d'abord que la variabilité intraspécifique du taux de consommation de litières est forte par rapport à la variabilité interspécifique mesurée expérimentalement sur un échantillon de 10 espèces de détritivores terrestres et aquatiques. Une autre étude en laboratoire a permis d'établir que les différences de taux de consommation de litières entre individus d'une même population de détritivores aquatiques sont explicables à partir de traits comportementaux et énergétiques. La taille corporelle des individus s'est révélée être moins importante que des traits comportementaux et énergétiques pour expliquer la variabilité inter-individuelle du taux de consommation des litières. Les traits des invertébrés prédateurs peuvent aussi agir sur la décomposition des litières de manière indirecte via des interactions avec les détritivores. Une expérience in situ en ruisseau a permis de montrer que des individus prédateurs arborant différents phénotypes peuvent avoir des effets sur la décomposition qui s'opposent. La variabilité de la cascade trophique était expliquée par les différences de sexe et de rythme de vie, défini par une combinaison de traits de comportement et d'histoire de vie. Finalement, j'ai validé l'hypothèse selon laquelle l'origine de la population de prédateur, le long d'un gradient latitudinal en Europe, pourrait moduler la réponse de la décomposition des litières au réchauffement climatique. L'ensemble de mes travaux mettent en lumière le rôle sous-estimé de la variabilité intraspécifique du phénotype en Ecologie. L'individu, plutôt que l'espèce, devrait constituer l'unité de base pour mieux appréhender le contrôle biotique du fonctionnement des écosystèmes et prédire les conséquences écologiques des changements environnementaux.

Intraspecific variability of individuals' phenotype is at the root of natural selection, but remains poorly evaluated from the ecosystem functioning perspective. My research has focused on measuring individual and population differences in phenotypic traits of invertebrates involved in detrital food webs, as well as evaluating their impact on litter decomposition. First, I showed that intraspecific differences of litter consumption rate is high compared to the interspecific differences measured experimentally on a sample of 10 terrestrial and aquatic detritivore species. Another laboratory study revealed that litter consumption rate differences between individuals of a same population can be explained by behavioral and energetic traits. Oppositely, body size of individuals proved to be less effective in explaining inter-individual variability of litter consumption rates. Traits of predator invertebrates can also act on litter decomposition indirectly through interactions with detritivores. An in situ experiment has shown that predator individuals with different phenotypes can have opposite effects on decomposition. Trophic cascade variability was explained by sex and a lifestyle index, defined by a combination of behavioral and life history traits. Finally, I validated the hypothesis that the origin of predator populations sampled along a latitudinal gradient in Europe modulates the response of litter decomposition to global warming. All my work highlights the underestimated role of intraspecific variability of phenotype in Ecology. Individual, rather than species, should be the basic unit to better understand the biotic control of ecosystem functioning and to predict the ecological consequences of environmental changes.; La variabilité intraspécifique du phénotype des individus est à la base de la sélection naturelle, mais est peu évaluée d'un point de vue des conséquences sur le fonctionnement de l'écosystème. Mes recherches se sont attachées à mesurer les différences individuelles et populationnelles de traits phénotypiques chez des invertébrés au sein du réseau trophique détritique et d'en évaluer les conséquences sur le processus de décomposition des litières. Je montre d'abord que la variabilité intraspécifique du taux de consommation de litières est forte par rapport à la variabilité interspécifique mesurée expérimentalement sur un échantillon de 10 espèces de détritivores terrestres et aquatiques. Une autre étude en laboratoire a permis d'établir que les différences de taux de consommation de litières entre individus d'une même population de détritivores aquatiques sont explicables à partir de traits comportementaux et énergétiques. La taille corporelle des individus s'est révélée être moins importante que des traits comportementaux et énergétiques pour expliquer la variabilité inter-individuelle du taux de consommation des litières. Les traits des invertébrés prédateurs peuvent aussi agir sur la décomposition des litières de manière indirecte via des interactions avec les détritivores. Une expérience in situ en ruisseau a permis de montrer que des individus prédateurs arborant différents phénotypes peuvent avoir des effets sur la décomposition qui s'opposent. La variabilité de la cascade trophique était expliquée par les différences de sexe et de rythme de vie, défini par une combinaison de traits de comportement et d'histoire de vie. Finalement, j'ai validé l'hypothèse selon laquelle l'origine de la population de prédateur, le long d'un gradient latitudinal en Europe, pourrait moduler la réponse de la décomposition des litières au réchauffement climatique. L'ensemble de mes travaux mettent en lumière le rôle sous-estimé de la variabilité intraspécifique du phénotype en Ecologie. L'individu, plutôt que l'espèce, devrait constituer l'unité de base pour mieux appréhender le contrôle biotique du fonctionnement des écosystèmes et prédire les conséquences écologiques des changements environnementaux.

In order to better figure out the ongoing transition of the boreal forest in northern Quebec and to identify the responsible factors, this thesis studied the dynamics, stability and resilience of the two forest ecosystems at stake, over time. These ecosystems, the closed-canopy dense moss forest and the open lichen woodland, share the same dominant tree species (black spruce, Picea mariana). The thesis focused on the development of innovative geochemical tools in palaeoecological studies that could track present and past terrestrial ecosystem structure and composition, and then focused on the reconstruction of past fire regimes through lacustrine charcoal analyses. A first step demonstrated that the soils of both ecosystems displayed distinct physical and chemical properties and are maintained by the feedback interactions in the soil-vegetation-climate system. The second step showed that modern sediments of study lakes recorded variations in their chemical composition depending on whether they were surrounded by moss forest or lichen woodland. Using the so calibrated geochemical proxies, the third chapter reconstructed the vegetation and fire histories during the Holocene. A major disruption in ecosystem structure was evidenced 4500-4000 years calibrated before present and led to the conclusion of a boreal forest opening at that time due to an increase in fire frequency. The precariousness of the present states stability is discussed in light with the current context of fire increase in the study region and suggests that forest management should be adapted consequently., Afin de mieux appréhender l’ouverture actuelle de la forêt boréale au nord du Québec et d’identifier les facteurs qui en sont responsables, cette thèse a étudié la dynamique, la stabilité et la résilience des deux types d’écosystèmes forestiers en jeu dans la zone de transition, au cours du temps. Ces écosystèmes, les pessières à mousses, denses, et les pessières à lichens, beaucoup moins denses (dites « ouvertes »), partagent la même espèce ligneuse dominante (Picea mariana). La thèse s’est concentrée sur le développement d’outils géochimiques innovants en paléoécologie permettant de retracer la structure et la composition présentes et passées des écosystèmes terrestres, puis sur la reconstruction du régime des feux par analyses de charbons. Elle démontre dans un premier temps que les deux écosystèmes ont des sols aux propriétés physico-chimiques distinctes, et sont entretenus par les interactions sol-végétation-climat. Le deuxième volet montre que les enregistrements chimiques sont également différents dans les sédiments récents de lacs d’étude, selon s’ils sont entourés de pessières à mousses ou à lichens. Grâce aux proxys géochimiques calibrés, le troisième chapitre reconstruit l’histoire de la végétation et des feux au cours de l’Holocène. Il met en évidence une rupture majeure dans la structure des écosystèmes, observée vers 4500-4000 ans calibrés avant présent, et permet de conclure à une ouverture de la forêt boréale à cette période en raison d’une augmentation de la fréquence de feux. La stabilité précaire des états actuels est mise en perspective avec le contexte présent d’augmentation des feux dans la région et les mesures d’aménagement à adapter en conséquence.

For at least the past two centuries, human activities have caused strong environmental changes in the biosphere. Many studies have shown responses of vegetation to global changes. However, many unknowns remain. First, most explicitly temporal studies have been conducted at a single site with a common intensity of environmental changes and historical land-use legacies. Results are highly variable among studies, and we have a very limited understanding of mechanisms underlying this variation. Second, despite the major contribution of bryophytes to ecosystem functioning, very few temporal studies have focused on bryophytes.This Ph.D. contributes to filling these two knowledge gaps. The overarching question for the three research projects presented here is: what is the impact of environmental change on biodiversity? We built a set of hypotheses around two main questions: (i) What is the effect of environmental changes on forest vegetation? (ii) Which taxon, bryophytes or vascular plants, is most sensitive to global changes? Chapter 2 tests the hypothesis that bryophytes are more sensitive than vascular plants to the combination of atmospheric deposition and warming in an industrial region in north-eastern France. Chapter 3 tests the hypothesis that forest vegetation changes have been greatest in regions with the strongest warming trends along a continental gradient in eastern Canada. The last chapter combines the two first approaches, quantifying temporal changes in bryophyte and vascular plant communities in sites with different warming intensities along elevational gradients in eastern Canada. To answer to these questions, I used an historical ecological approach by resurveying botanical plots initially surveyed in the 1970s. Plot selection followed a reproducible and detailed procedure to minimize confounding factors. Our results show a direct effect of global changes on forest vegetation. First, bryophytes appear more sensitive to atmospheric deposition than vascular plants (Chapter 2). Second, temporal changes in vascular plant communities were stronger in areas where warming has been greatest (Chapter 3). Third, in response to warming, changes in bryophyte and vascular plant communities show idiosyncratic differences, depending on the community property under study (Chapter 4). Results of the three chapters clearly show systematic changes in community composition, that are not necessarily accompanied by changes in local diversity. In sum, we provide empirical evidence that historical ecology is a powerful method to disentangling mechanisms of vegetation response to global changes. Only a holistic approach based on different biodiversity components, different spatial scales and wide variety of community properties permit an understanding of the complexity of temporal dynamics of vegetation., Depuis environ deux siècles les activités humaines modernes ont profondément modifié les conditions environnementales sur la surface de la Terre. De nombreuses études ont mis en évidence une réponse de la végétation face à ces changements. Cependant, il persiste plusieurs incompréhensions. Premièrement, les réponses des communautés varient fortement entre les études, et les mécanismes responsables de cette variation sont encore mal connus. Deuxièmement, malgré leur importance écologique, les bryophytes restent largement sous étudiées dans les études temporelles, limitant notre compréhension de leur dynamique temporelle. Ce doctorat a pour objectif d’apporter des éléments de réponses à ces deux points. Les trois projets de recherche gravitent autour de la grande question : quels sont les effets des changements environnementaux sur la biodiversité? Les hypothèses que j’ai développées se construisent autour de ces deux grandes questions (i) Quels sont les effets des dépositions et du réchauffement de la température sur la végétation forestière? (ii) Il y a-t-il une différence de sensibilité entre bryophytes et trachéophytes face aux changements environnementaux? Le chapitre 2 teste l’hypothèse que les bryophytes sont plus sensibles que les plantes vasculaires face aux dépositions atmosphériques et au réchauffement de la température dans une région industrielle du nord-ouest de la France. Le chapitre 3 teste les mécanismes de réponse de la végétation forestière le long d’un gradient de réchauffement climatique dans l’est du Canada. Enfin, le chapitre 4 est une approche mixe entre les deux premiers chapitres, il teste la réponse des plantes vasculaires et des bryophytes face à différentes intensités de réchauffement de la température sur des gradients altitudinaux dans l’est de la province de Québec. Dans les trois chapitres, j’ai utilisé les méthodes de l’écologie historique. Après un long travail d’archive, j’ai rééchantillonné des relevés botaniques faits dans les années 1970. La sélection des sites à rééchantillonner suit un protocole finement détaillé afin de minimiser tous effets confondants. Les résultats des trois chapitres mettent en évidence le lien direct entre réponse de végétation et changements environnementaux. Premièrement, les bryophytes sont plus sensibles aux dépositions atmosphériques que les plantes vasculaires (chapitre 2). Secondement, les changements temporels de la végétation vasculaire sont plus grands dans les zones ou le réchauffement climatique fut le plus fort (chapitre 3). Dernièrement, face au réchauffement climatique, les réponses des bryophytes et plantes vasculaires diffèrent selon la propriété de la communauté qui est étudiée (chapitre 4). Les trois chapitres, montrent un changement systématique de la composition des communautés, sans pour autant de changement de la richesse spécifique. Ce doctorat fournit trois exemples de la force des méthodes historiques dans la compréhension des mécanismes de réponse de la végétation face aux changements globaux. Mes travaux supportent l’importance d’analyser la dynamique de la végétation avec une vision holistique. La compréhension des mécanismes liés à la dynamique temporelle de la végétation doit passer par l’étude de plusieurs groupes taxonomiques, avec différentes propriétés des communautés sur plusieurs échelles spatiales.

International audience; The recent emergence or re-emergence of vector-borne diseases (VBD) and, more specifically, VBD associated with arboviruses such as dengue, chikungunya, Zika or yellow fever are not new events. The globalization of trade and travels as well as the unplanned urbanization of many tropical and subtropical cities have created the conditions suitable for the establishment of vector mosquitoes offering opportunities for arbovirus introduction. This review describes the major arboviruses important for human health and their epidemic vectors, and the conditions leading to their emergence.; L’émergence ou la ré-émergence récente des maladies à transmission vectorielle et plus précisément, celle associée aux arbovirus tels que la dengue, le chikungunya, le Zika ou encore la fièvre jaune ne sont pas des phénomènes nouveaux. Aujourd’hui, la mondialisation des échanges commerciaux, des déplacements des voyageurs ainsi que l’urbanisation anarchique de nombreuses villes tropicales et subtropicales créent les conditions propices à l’installation durable des moustiques vecteurs et par conséquent, à l’introduction des arbovirus. Cette revue décrit les principaux arbovirus importants en santé humaine et leurs vecteurs épidémiques, ainsi que les conditions facilitant leur émergence.

Global changes affect biodiversity at all spatial, temporal and biological scales. In order to mitigate the human impact on nature, we must balance our activitis with biodiversity dynamics. To this end, scientific ecology must provide the scientific knowledge necessary for the understanding and prediction of biodiversity responses facing environmental changes. However, understanding the processes by which human activities affect the ecological diversity is still limited by the separation of ecology in different geographical, temporal, and biological levels.My work investigated birds’ communities responses to climate change by adopting an integrative view of global changes ecology. I precisely sought to show how considering interactions between different scales can unveil the processes involved in over large scales community responses previously described. By analyzing data from long-term monitoring of common breeding birds in Europe (France, Sweden) and North-America, I proposed proposed a multi-scale consideratin of space, time and levels of organizations. By confronting different scales, my work has shown that:(i) thermal recomposition of communities is a non-linear response to temperature variations locally determined, probably via demographic processes influenced by temperature anomalies.(ii) the amount of protected areas, habitat diversity and landscape topography promotes the response of common birds to local temperature variations.(iii) community level responses are shaped by the interaction between the species dynamics and their their thermal niche: both abundant species and rare species with cold thermal niches are responsible for the observed community dynamics.(iv) climate change drives a part of the biotic homogenization process. Local temperature changes lead to a relative loss of habitat-specialist and functionally original species, probably via the relaxation of environmental filters on the assembly of communities.I discussed the implications of these results on our understanding of the processes underlying the impact of climate change on the functional composition of communities, as well as adaptation of our land-management strategies. In conclusion, I suggest to move towards a more unified ecology by taking more explicitly and systematically into account the interactions between scales. I argue that such a change is necessary for the development of a more mature and predictive ecology able to took on the challenge imposed by the ongoing biodiversity crisis.; Les changements globaux affectent la biodiversité à tous les niveaux de l’espace, du temps et d’organisation biologique. Afin de limiter notre impact sur le monde naturel, il est nécessaire de concilier nos activités avec les dynamiques de la biodiversité. Dans ce but, l’écologie scientifique a pour rôle d’apporter les connaissances scientifiques nécessaires à la compréhension et à la prédiction des réponses de la biodiversité lorsqu’elle est confrontée à de tels changements environnementaux. Or, la compréhension des processus par lesquels les activités humaines influent sur la diversité écologique est limité par la compartimentation de la discipline dans les échelles spatiales, temporelles, et entre les niveaux d’organisations.Partant de ce constat, ce travail de thèse s’est intéressé aux réponses des communautés d’oiseaux communs au changement climatique, en proposant une vision intégrative de l’écologie des changements globaux. J’ai notamment cherché à montrer comment la prise en compte des interactions entre les différentes échelles nous permettaient de lever le voile sur les processus mis en jeu dans les réponses des communautés précédemment décrites sur de larges échelles. En analysant des données issus de suivis à long-terme des oiseaux nicheurs communs en Europe (France, Suède) et en Amérique du Nord, j’ai proposé une navigation dans les dimensions spatiales, temporelles et les niveaux d’organisations. En confrontant les différentes échelles, mes travaux ont notamment montré que :(i) la recomposition thermique des communautés est une réponse non-linéaire aux variations de température déterminée à l’échelle locale, probablement via des processus démographiques influencés par les anomalies de températures.(ii) la présence d’aires protégées, la diversité en habitat et la topographie du paysage facilite la réponse des oiseaux communs aux variations de températures locales.(iii) la réponse à l’échelle des communautés est le fruit d’une interaction entre les dynamiques des espèces et les caractéristiques de leur niche thermique : les espèces abondantes ainsi que les espèces plus rares aux niches thermiques froides sont responsables des dynamiques de communautés observées.(v) le changement climatique joue un rôle notable dans le processus d’homogénéisation biotique. Les variations de température locales amènent une perte des espèces spécialistes et fonctionnellement originales, probablement via le relâchement des filtres écologiques sur l’assemblage des communautés.J’explore les conséquences de ces résultats sur notre compréhension des processus qui sous-tendent l’impact du changement climatique sur la composition fonctionnelle des communautés, ainsi que sur l’adaptation de nos stratégies d’aménagement du territoire. Je propose en conclusion de dépasser les clivages de l’écologie pour prendre plus explicitement et plus systématiquement en compte les interactions entre échelles. Je défends l’idée selon laquelle cette évolution de paradigme est nécessaire au développement d’une (macro) écologie plus mature et prédictive à même de répondre au défi imposé par la crise de la biodiversité.

Global socioeconomic and climatic changes will increase the pressure on water resources in the Mediterranean region in the next decades. This thesis contemplates the question of how heterogeneously distributed water constraints might foster inter-basin interactions. To do so, it is necessary to assess localised water scarcity in terms of both water quantities and economic values, in a framework combining a river basin level modelling with an extended geographic coverage. The methodological approach used is generic hydroeconomic modelling.The first part of the thesis is dedicated to the projection and valuation of water demands. For the domestic sector, the approach is to build threepart inverse demand functions, calibrated at the country scale, taking into account structural change. For the agricultural sector, the economic benefits of irrigation water are calculated based on a yield comparison approach between rainfed and irrigated crops.The second part concentrates on the supply-side of the hydroeconomic model. Operating rules of the reservoirs and water allocation between demands are determined based on the maximisation of water benefits over time and space. A parameterisation-simulation-optimisation approach is used, with hedging parameters and branch allocation parameters optimisation. The model is applied to Algeria, at the 2050 horizon.The last part explores how this hydroeconomic model could be used to investigate inter-basin issues. In a context of heterogeneous water availability between basins, water dependent activities could relocate from water scarce areas to less constrained locations. The last chapter of the thesis suggests looking at the impacts of water scarcity on economic activities location and population migration in an economic geography framework.; Les changements globaux, socio-économiques et climatiques, vont très probablement accroître les tensions sur les ressources en eau dans la région méditerranéenne dans les prochaines décennies. Dans un contexte de contraintes en eau inégalement distribuées géographiquement, des interactions entre bassins pourraient se développer. Par exemple, les activités dépendantes de l’eau pourraient quitter les zones où l’eau est rare pour rejoindre des endroits où elle est plus abondante. Pour étudier cette question, il est intéressant d’évaluer les contraintes en eau localisées, en termes de quantité d’eau et de valeur économique, en combinant une modélisation à l’échelle du bassin à une couverture géographique étendue. Cette thèse mobilise comme cadre méthodologique celui de la modélisation hydroéconomique générique.La première partie de la thèse est consacrée à la projection et à la valorisation des demandes en eau. Pour le secteur domestique, des fonctions de demande inverse en trois parties sont construites, en tenant compte des changements structurels, et sont calibrées à l’échelle des pays. Pour le secteur agricole, le calcul de la valeur économique de l’eau d’irrigation repose sur une méthode de comparaison de rendements entre les cultures pluviales et irriguées.La deuxième partie se concentre sur l’aspect approvisionnement en eau du modèle hydroéconomique. Pour modéliser la gestion des réservoirs, une approche économique est utilisée, fondée sur la maximisation inter-usages et inter-temporelle des bénéfices liés à l’eau. Afin de déterminer les règles d’allocation, une approche “paramétrage-simulation-optimisation” est utilisée, avec des paramètres prudentiels et des paramètres de répartition entre les branches. Le modèle est appliqué à l’Algérie, à l’horizon 2050.La dernière partie de la thèse suggère de s’intéresser aux impacts du manque d’eau sur la localisation des activités économiques et les migrations de population qui s’ensuivent, en se plaçant dans le cadre théorique de l’économie géographique et en utilisant le modèle hydroéconomique développé dans la thèse.

In this thesis we assessed the impact of two drivers of global change on the taxonomic and functional diversity of soil fungi. The impact of changes in land use on symbiotic Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) was evaluated comparing AMF communities from European sites with different levels of land use intensification. AMF taxonomic diversity was assessed by metabarcoding using soil-extracted DNA. The effect of land use intensification was found to be context-dependent. Adaptation to local environmental conditions and stochastic processes may play important roles in shaping these communities. The effect of climate change in the Mediterranean area was assessed in soils collected from an experimental forest where a rainfall reduction experiment had been established. A parallel high-throughput metabarcoding on soil-extracted RNA was performed on four transcribed fungal genes, 3 of them encodind enzymes involved in plant biomass degradation. Analyses indicated that sampling time had a strong impact on beta-diversity indices, while rainfall reduction had not. We hypothesized that microbial communities present in environments which naturally experience strong and recurrent climatic variations have developed adaptive strategies to cope with these variations and may be to some extent resistant to further climate changes. Finally, an original PCR-independent technique (“solution hybrid selection capture”) was adapted to study the functional diversity of eukaryotic microbial communities using soil RNA. The approach, tested on an endoxylanase gene family, allowed the efficient recovery of full-length cDNA which could be expressed as functional proteins in yeast; La thèse porte sur l'impact de changements globaux sur la diversité taxonomique et fonctionnelle des champignons du sol. L'impact de l'intensification agricole sur les champignons mycorhiziens à arbuscules a été évalué par comparaison des communautés fongiques présentes sur des sites Européens soumis à différents niveaux d'intensification dans l'usage des terres. La diversité taxonomique a été appréciée par « métabarcoding » sur l'ADN de sol. L'effet de l'intensification apparait lié au contexte local. L'adaptation aux conditions environnementales locales ainsi que des processus stochastiques semblent jouer un rôle important dans le modelage des communautés fongiques. L'effet des changements climatiques en zone Méditerranéenne a été évalué sur les sols d'un site expérimental où une réduction de la pluviométrie a été établie. Nous avons réalisé une approche de séquençage haut débit de 4 familles géniques, 3 d'entre elles codant des enzymes actives sur la biomasse végétale. La date d'échantillonnage, et non la réduction de pluviométrie, a un fort impact sur la diversité béta. Nous formulons l'hypothèse que les communautés fongiques présentes sur des sites soumis à de fortes et récurrentes variations climatiques ont développé des stratégies adaptatives leur conférant une résistance à des variations d'une plus forte intensité. Enfin, une technique indépendante de la PCR (« solution hybrid selection capture ») a été adaptée pour étudier la diversité fonctionnelle des communautés eucaryotes à partir d'ARN de sol. Cette approche, testée sur une famille génique codant des endoxylamases a permis l'isolement d'ADNc complets produisant des enzymes fonctionnelles dans la levure

The global loss of biodiversity affects freshwater ecosystems, making it crucial to identify the priority management actions in order to protect freshwater biodiversity in an effective and sustainable way. Based on an innovative multi-faceted framework of diversity, the spatial priorities for the conservation of stream fish assemblages have been identified at the scale of France. Their robustness to several drivers of global changes has then been assessed to identify the areas that are likely to efficiently protect the present-day biodiversity in the future. The methodological framework proposed herein has finally been applied to the river network of the Pas-de-Calais department located in northern France to accurately identify the local conservation and restoration priorities. These management tools can be used to support the establishment of management actions in accordance with the needs of the local environmental decision-makers.; Face à l’érosion globale de la biodiversité des écosystèmes aquatiques continentaux, l’identification des mesures de gestion les plus urgentes à mettre en place est cruciale. En s’appuyant sur une approche innovante et multi-facettes de la diversité, les priorités de conservation pour les assemblages de poissons de rivière ont pu être déterminées à l’échelle de la France. La durabilité de ces priorités de conservation face aux principales composantes des changements globaux a ensuite été évaluée afin d’identifier les zones qui protégeront efficacement la biodiversité actuelle dans le futur. La méthodologie développée a finalement été appliquée au réseau hydrographique du département du Pas-de-Calais dans le but d’identifier précisément les priorités locales de conservation et de restauration. Ces outils pourront par la suite être utilisés comme support d’aide à la décision et adaptés selon les besoins des gestionnaires des milieux aquatiques.

The scientific community, in collaboration with forestry managers, developed decision support tools since thirty years. However, current modelling approaches do not allow simultaneous estimations of global changes impact management policies on forests. The design of a new generation of models dedicated to soil-plant coupling is necessary to help forest managers to adapt forestry practices to face global changes. Phenomenological models arising from dendrometry estimate forest growth \& yield and take into account of silvicultural practices. Their use is limited by their dependence to a fertility index, which combines implicitly the influence of climate and biogeochemical cycles. A re-examination of fertility index concept is necessary to take advantage of concepts developed in ecophysiological and biogeochemical models. Modelling the monthly dynamics of foliar renewal with the Stand Leaf Canopy Dynamics model permited: i) to estimate leaf area index dynamics, ii) to model foliar litter production. This probabilistic model takes into account climate influence, ecosystem water availability and lies on strong ecological hypothesis on mechanisms involved in leaf longevity. This model, associated with an ecophysiological model, permits to integrate water cycle to dendrometric models. The soil organic matter decomposition along a vertical soil profile model introduced by Bosatta et Ågren (1996) was analyzed to study the future of litterfall in forest soil. We proposed: i) a proof of existence and uniqueness of solutions to the integro-differential transport equation of the model, ii) convergent implicit-explicit finite differences schemes estimating model solutions and iii) a discussion on hypothesis underlying a model truncation introduced by Bosatta et Ågren. These two modelling steps are essential to consider biogeochemical cycle with a dendrometric approach. Climate and phenology influence on water cycle, litterfall decomposition and soil chemistry are the elements of a future modelling phase., La communauté scientifique, en relation avec les gestionnaires forestiers, travaille depuis trente ans à l'élaboration d'outils d'aide à la décision. Cependant, aucune approche de modélisation ne permet une évaluation simultanée de l'impact sur la forêt des changements globaux et de la gestion des services écosystémiques. L'élaboration d'une nouvelle génération de modèles dédiés au couplage sol-plante est indispensable pour aider les gestionnaires forestiers à adapter leurs pratiques sylvicoles face aux changements globaux. Les modèles phénoménologiques issus de la dendrométrie proposent des estimations de croissance et de production tenant compte des pratiques sylvicoles. Leur utilisation est limitée par leur dépendance à un indice de fertilité combinant de manière indifférenciée l'influence du climat et des cycles biogéochimiques. La remise en jeu de la notion d'indice de fertilité nécessite de tirer avantage des concepts issus des modèles à base écophysiologiques et biogéochimiques. La modélisation de la dynamique mensuelle du renouvellement foliaire par le modèle Stand Leaf Canopy Dynamics a permis d'estimer: i) la dynamique de l'indice foliaire, ii) la production de litière foliaire. Ce modèle probabiliste tient compte de l'influence du climat, de la disponibilité en eau de l'écosystème et repose sur des hypothèses écologiques fortes sur les mécanismes impliqués dans la longévité des feuilles. Ce modèle pose les bases de l'intégration du cycle de l'eau aux modèles dendrométriques par couplage avec un modèle écophysiologique. Le modèle de décomposition de la matière organique le long d'un profil de sol vertical proposé par Bosatta et Ågren (1996) a été analysé mathématiquement afin d'étudier le devenir des chutes de litières dans le sol forestier. Nous avons proposé: i) une preuve d'existence et l'unicité de solutions à l'équation de transport intégro-différentielle du modèle, ii) des schémas de différences finies implicites-explicites convergents estimant les solutions du modèle et iii) une discussion autour des hypothèses sous-jacentes à une troncature du modèle proposée par Bosatta et Ågren. Ces deux étapes sont des leviers indispensables à l'étude des cycles biogéochimiques dans une approche à base dendrométrique. L'influence du climat et de la phénologie sur le cycle de l'eau, la décomposition des litières foliaires et la chimie du sol constituera une prochaine étape de modélisation.

Human activities have, over the last century, strongly influenced the cycles controlling the levels of acidity and nitrogen availability in nature. Acidifying and eutrophying deposition lead to a change in environmental conditions and particularly to sensitive changes in plant communities' composition.The objective of this Ph.D work is to reconstruct the spatiotemporal evolution of the acidity and nitrogen availability in French forest soils over the 20th century using the bioindicator character of plants, into local and global scales. The use of plants as bioindicator seeks to mitigate the lack of direct measurements of soil conditions and atmospheric deposition, over a wide spatiotemporal extent. First, changes in bioindicated soil pH (indicator of acidity conditions) and C:N (indicator of nitrogen availability status) were computed from approximately 100 000 temporary floristic plots carried out throughout France from 1910 to 2010. They were analyzed using an innovative method of spatiotemporal comparison, where acidic and nonacidic forest areas and coniferous and broadleaved forests were differentiated. Secondly, and always from the bioindicator character of plants, changes in soil conditions between 1972 and 2011 across Villey forest as well as floristic changes they induce related with other environmental changes were analyzed.At the global level, we observed acidification in acidic forest areas (-0.34 pH units on average) and in nonacidic areas (-0.19 pH units on average), respectively, until 1984 and 1997. We demonstrated for the first time (to our knowledge) a cessation of acidification of forest soils and even a decrease in acidity in nonacidic forest areas, as wella as a time lag for acidification between acidic and nonacidic areas. This trend is consistent with the trend of acidifying deposition in France since the early 20th century. Spatially, our results confirm the temporal trends, show a regional geographic pattern of acidification (mainly observed in nonacidic areas), and highlight the high spatial variability of soil pH changes. Concerning the evolution of nitrogen availability conditions, we observed an unexpected decrease in available nitrogen until 1984 and 1997, respectively, in coniferous (+0.79 C:N units on average) and broadleaved forests (+0.74 C:N units on average). A trend to eutrophisation of forest soils was then observed in coniferous and broadleaved forests since 1997 (-0.10 and -0.16 C:N units on average, respectively). This trend is not consistent with the trend of nitrogen atmospheric deposition in France. ”Last and final summary in the thesis.”; Les activités humaines ont, depuis plus d'une centaine d'années, influencé de plus en plus fortement les cycles géochimiques contrôlant les niveaux d'acidité et de disponibilité en azote dans la nature. Les dépôts acides et azotés conduisent à une modification des conditions du milieu et notamment à des changements sensibles de la composition des communautés d'espèces végétales. L'objectif de cette thèse est de retracer l'évolution spatio-temporelle de l'acidité et de la disponibilité en azote des sols forestiers français au cours du 20ème siècle à partir du caractère bio-indicateur de la flore, à l'échelle locale ainsi globale. L'utilisation de la flore comme bio-indicateur vise à pallier l'absence de données de mesures directes des conditions édaphiques et des dépôts atmosphériques acides et azotés couvrant une large emprise spatio-temporelle. Premièrement, les variations de pH (indicateur d'acidité) et C:N (indicateur de disponibilité en azote) bio-indiquées ont été calculées à partir d'environ 100 000 relevés floristiques temporaires réalisés dans toute la France de 1910 à 2010. Elles ont été analysées par une méthode novatrice de comparaison spatio-temporelle, en différenciant les zones forestières sur substrat acide et non-acide ainsi que les forêts de conifères et de feuillus. Dans un second temps, nous avons analysé les changements des conditions édaphiques entre 1972 et 2011 à l'échelle de la forêt de Villey-Le-Sec, et ceux de la flore qu'ils induisent en lien avec d'autres évolutions environnementales, toujours à partir du caractère bio-indicateur de la flore.À l'échelle globale, nous avons observé une acidification des forêts françaises en milieu acide (-0.34 unités du pH en moyenne) et milieu non-acide (-0.19 unités du pH en moyenne), respectivement, jusqu'en 1984 et 1997. Nous avons ensuite mis en évidence, pour la première fois à notre connaissance, un arrêt dans l'acidification des sols forestiers et même une diminution de l'acidité sur substrat non-acide ainsi que un décalage temporel entre l'acidification des zones acides et non-acides. Cette évolution apparaît tout à fait cohérente avec celle connue des dépôts atmosphériques acidifiants en France depuis le début du 20ème siècle. Spatialement, nous confirmons la tendance temporelle, montrons une évolution régionalisée de l'acidification principalement sur substrat non-acide et soulignons la grande variabilité spatiale des changements de pH des sols forestiers. Concernant l'évolution de la disponibilité en azote, nous observons une diminution non attendue de celle-ci jusqu'en 1984 et 1997, respectivement, dans les forêts de conifères (+0.79 unités de C:N en moyenne) et de feuillus (+0.74 unités de C:N en moyenne). Une tendance à l'eutrophisation des sols forestiers a ensuite été observée dans les forêts de conifères et de feuillus à partir de 1997 (-0.10 et -0.16 unités de C:N en moyenne, respectivement). Cette évolution apparaît décalée par rapport à celle des dépôts azotés en France. [...] Suite et fin du résumé dans la thèse.

Human activities have, over the last century, strongly influenced the cycles controlling the levels of acidity and nitrogen availability in nature. Acidifying and eutrophying deposition lead to a change in environmental conditions and particularly to sensitive changes in plant communities' composition.The objective of this Ph.D work is to reconstruct the spatiotemporal evolution of the acidity and nitrogen availability in French forest soils over the 20th century using the bioindicator character of plants, into local and global scales. The use of plants as bioindicator seeks to mitigate the lack of direct measurements of soil conditions and atmospheric deposition, over a wide spatiotemporal extent. First, changes in bioindicated soil pH (indicator of acidity conditions) and C:N (indicator of nitrogen availability status) were computed from approximately 100 000 temporary floristic plots carried out throughout France from 1910 to 2010. They were analyzed using an innovative method of spatiotemporal comparison, where acidic and nonacidic forest areas and coniferous and broadleaved forests were differentiated. Secondly, and always from the bioindicator character of plants, changes in soil conditions between 1972 and 2011 across Villey forest as well as floristic changes they induce related with other environmental changes were analyzed.At the global level, we observed acidification in acidic forest areas (-0.34 pH units on average) and in nonacidic areas (-0.19 pH units on average), respectively, until 1984 and 1997. We demonstrated for the first time (to our knowledge) a cessation of acidification of forest soils and even a decrease in acidity in nonacidic forest areas, as wella as a time lag for acidification between acidic and nonacidic areas. This trend is consistent with the trend of acidifying deposition in France since the early 20th century. Spatially, our results confirm the temporal trends, show a regional geographic pattern of acidification (mainly observed in nonacidic areas), and highlight the high spatial variability of soil pH changes. Concerning the evolution of nitrogen availability conditions, we observed an unexpected decrease in available nitrogen until 1984 and 1997, respectively, in coniferous (+0.79 C:N units on average) and broadleaved forests (+0.74 C:N units on average). A trend to eutrophisation of forest soils was then observed in coniferous and broadleaved forests since 1997 (-0.10 and -0.16 C:N units on average, respectively). This trend is not consistent with the trend of nitrogen atmospheric deposition in France. ”Last and final summary in the thesis.”; Les activités humaines ont, depuis plus d'une centaine d'années, influencé de plus en plus fortement les cycles géochimiques contrôlant les niveaux d'acidité et de disponibilité en azote dans la nature. Les dépôts acides et azotés conduisent à une modification des conditions du milieu et notamment à des changements sensibles de la composition des communautés d'espèces végétales. L'objectif de cette thèse est de retracer l'évolution spatio-temporelle de l'acidité et de la disponibilité en azote des sols forestiers français au cours du 20ème siècle à partir du caractère bio-indicateur de la flore, à l'échelle locale ainsi globale. L'utilisation de la flore comme bio-indicateur vise à pallier l'absence de données de mesures directes des conditions édaphiques et des dépôts atmosphériques acides et azotés couvrant une large emprise spatio-temporelle. Premièrement, les variations de pH (indicateur d'acidité) et C:N (indicateur de disponibilité en azote) bio-indiquées ont été calculées à partir d'environ 100 000 relevés floristiques temporaires réalisés dans toute la France de 1910 à 2010. Elles ont été analysées par une méthode novatrice de comparaison spatio-temporelle, en différenciant les zones forestières sur substrat acide et non-acide ainsi que les forêts de conifères et de feuillus. Dans un second temps, nous avons analysé les changements des conditions édaphiques entre 1972 et 2011 à l'échelle de la forêt de Villey-Le-Sec, et ceux de la flore qu'ils induisent en lien avec d'autres évolutions environnementales, toujours à partir du caractère bio-indicateur de la flore.À l'échelle globale, nous avons observé une acidification des forêts françaises en milieu acide (-0.34 unités du pH en moyenne) et milieu non-acide (-0.19 unités du pH en moyenne), respectivement, jusqu'en 1984 et 1997. Nous avons ensuite mis en évidence, pour la première fois à notre connaissance, un arrêt dans l'acidification des sols forestiers et même une diminution de l'acidité sur substrat non-acide ainsi que un décalage temporel entre l'acidification des zones acides et non-acides. Cette évolution apparaît tout à fait cohérente avec celle connue des dépôts atmosphériques acidifiants en France depuis le début du 20ème siècle. Spatialement, nous confirmons la tendance temporelle, montrons une évolution régionalisée de l'acidification principalement sur substrat non-acide et soulignons la grande variabilité spatiale des changements de pH des sols forestiers. Concernant l'évolution de la disponibilité en azote, nous observons une diminution non attendue de celle-ci jusqu'en 1984 et 1997, respectivement, dans les forêts de conifères (+0.79 unités de C:N en moyenne) et de feuillus (+0.74 unités de C:N en moyenne). Une tendance à l'eutrophisation des sols forestiers a ensuite été observée dans les forêts de conifères et de feuillus à partir de 1997 (-0.10 et -0.16 unités de C:N en moyenne, respectivement). Cette évolution apparaît décalée par rapport à celle des dépôts azotés en France. [...] Suite et fin du résumé dans la thèse.

Human activities have, over the last century, strongly influenced the cycles controlling the levels of acidity and nitrogen availability in nature. Acidifying and eutrophying deposition lead to a change in environmental conditions and particularly to sensitive changes in plant communities' composition.The objective of this Ph.D work is to reconstruct the spatiotemporal evolution of the acidity and nitrogen availability in French forest soils over the 20th century using the bioindicator character of plants, into local and global scales. The use of plants as bioindicator seeks to mitigate the lack of direct measurements of soil conditions and atmospheric deposition, over a wide spatiotemporal extent. First, changes in bioindicated soil pH (indicator of acidity conditions) and C:N (indicator of nitrogen availability status) were computed from approximately 100 000 temporary floristic plots carried out throughout France from 1910 to 2010. They were analyzed using an innovative method of spatiotemporal comparison, where acidic and nonacidic forest areas and coniferous and broadleaved forests were differentiated. Secondly, and always from the bioindicator character of plants, changes in soil conditions between 1972 and 2011 across Villey forest as well as floristic changes they induce related with other environmental changes were analyzed.At the global level, we observed acidification in acidic forest areas (-0.34 pH units on average) and in nonacidic areas (-0.19 pH units on average), respectively, until 1984 and 1997. We demonstrated for the first time (to our knowledge) a cessation of acidification of forest soils and even a decrease in acidity in nonacidic forest areas, as wella as a time lag for acidification between acidic and nonacidic areas. This trend is consistent with the trend of acidifying deposition in France since the early 20th century. Spatially, our results confirm the temporal trends, show a regional geographic pattern of acidification (mainly observed in nonacidic areas), and highlight the high spatial variability of soil pH changes. Concerning the evolution of nitrogen availability conditions, we observed an unexpected decrease in available nitrogen until 1984 and 1997, respectively, in coniferous (+0.79 C:N units on average) and broadleaved forests (+0.74 C:N units on average). A trend to eutrophisation of forest soils was then observed in coniferous and broadleaved forests since 1997 (-0.10 and -0.16 C:N units on average, respectively). This trend is not consistent with the trend of nitrogen atmospheric deposition in France. ”Last and final summary in the thesis.”, Les activités humaines ont, depuis plus d'une centaine d'années, influencé de plus en plus fortement les cycles géochimiques contrôlant les niveaux d'acidité et de disponibilité en azote dans la nature. Les dépôts acides et azotés conduisent à une modification des conditions du milieu et notamment à des changements sensibles de la composition des communautés d'espèces végétales. L'objectif de cette thèse est de retracer l'évolution spatio-temporelle de l'acidité et de la disponibilité en azote des sols forestiers français au cours du 20ème siècle à partir du caractère bio-indicateur de la flore, à l'échelle locale ainsi globale. L'utilisation de la flore comme bio-indicateur vise à pallier l'absence de données de mesures directes des conditions édaphiques et des dépôts atmosphériques acides et azotés couvrant une large emprise spatio-temporelle. Premièrement, les variations de pH (indicateur d'acidité) et C:N (indicateur de disponibilité en azote) bio-indiquées ont été calculées à partir d'environ 100 000 relevés floristiques temporaires réalisés dans toute la France de 1910 à 2010. Elles ont été analysées par une méthode novatrice de comparaison spatio-temporelle, en différenciant les zones forestières sur substrat acide et non-acide ainsi que les forêts de conifères et de feuillus. Dans un second temps, nous avons analysé les changements des conditions édaphiques entre 1972 et 2011 à l'échelle de la forêt de Villey-Le-Sec, et ceux de la flore qu'ils induisent en lien avec d'autres évolutions environnementales, toujours à partir du caractère bio-indicateur de la flore.À l'échelle globale, nous avons observé une acidification des forêts françaises en milieu acide (-0.34 unités du pH en moyenne) et milieu non-acide (-0.19 unités du pH en moyenne), respectivement, jusqu'en 1984 et 1997. Nous avons ensuite mis en évidence, pour la première fois à notre connaissance, un arrêt dans l'acidification des sols forestiers et même une diminution de l'acidité sur substrat non-acide ainsi que un décalage temporel entre l'acidification des zones acides et non-acides. Cette évolution apparaît tout à fait cohérente avec celle connue des dépôts atmosphériques acidifiants en France depuis le début du 20ème siècle. Spatialement, nous confirmons la tendance temporelle, montrons une évolution régionalisée de l'acidification principalement sur substrat non-acide et soulignons la grande variabilité spatiale des changements de pH des sols forestiers. Concernant l'évolution de la disponibilité en azote, nous observons une diminution non attendue de celle-ci jusqu'en 1984 et 1997, respectivement, dans les forêts de conifères (+0.79 unités de C:N en moyenne) et de feuillus (+0.74 unités de C:N en moyenne). Une tendance à l'eutrophisation des sols forestiers a ensuite été observée dans les forêts de conifères et de feuillus à partir de 1997 (-0.10 et -0.16 unités de C:N en moyenne, respectivement). Cette évolution apparaît décalée par rapport à celle des dépôts azotés en France. [...] Suite et fin du résumé dans la thèse.

Climate change is known to cause a spatial redistribution of climatic conditions which is driving poleward and upward range shifts. Such shifts imply a reorganization of plant communities which is still poorly understood. Here we aimed to assess the changes in plant communities' composition induced by climate warming at a global scale and over a long time period, as well as to analyze the effects of ecological and geographical factors that contribute to these changes at the species and community levels. The response of the forest flora to the raising temperature has been studied across the French metropolitan territory (~546,000 km²) from large floristic databases, measured and modeled environmental data, and a modeling approach based on the concept of ecological niche and the bioindicator properties of plant species. First, we showed that the reshuffling of plant communities allowed to recover 0.54°C of the temperature increase between the periods 1965–1986 and 1987–2008 in highland forests (i.e. +1.07°C), while it recovered only 0.02°C in lowland forest (warming = 1.11 °C). This partial compensation demonstrates the current occurrence of a climatic debt in forest vegetation caused by climate warming. The high climatic debt observed in lowland forest compared to the highland one is likely due to extinction and migration debts caused by a wider temperature tolerance of plants in lowland communities and a plant migration capacity (i) limited by the high spatial fragmentation of the lowland forest habitat and (ii) shorter than the shift of thermal conditions in lowland areas, respectively. The ecological and geographical specificity of lowland and highland forests led us to consider two different threats induced by climate change: (i) biotic attrition in lowland areas, and (ii) loss of a specific and an historic biodiversity in highland forest (mountaintop extinction of alpine species due the surface decrease of their potential habitat) likely replaced by more common species assemblage (increase of generalist plants). Second, the effects of abiotic, biotic and geographical factors which can amplify or reduce the magnitude of both the species range shifts and the reshuffling of plant communities induced by global warming were characterized. Last and final summary in the thesis.; Le changement climatique est connu pour entraîner une redistribution spatiale des conditions climatiques et avec elle une migration des espèces vers les pôles et les sommets. De tels changements impliquent une réorganisation des communautés végétales dont la nature, l'intensité et le déterminisme sont encore peu connus. L'objectif de cette thèse est d'évaluer, à large échelle spatiale et sur de longs pas de temps, les changements de composition des communautés végétales forestières induits par le réchauffement climatique, ainsi qu'analyser les facteurs écologiques et géographiques contribuant à ces changements à l'échelle de l'espèce et des communautés. La réponse de la flore forestière vis-à-vis du réchauffement climatique a été étudiée à l'échelle du territoire français (~546000 km²) à partir de larges bases de données d'observations floristiques, de données environnementales mesurées et modélisées, et d'une approche modélisatrice basée sur le concept de niche écologique et sur le caractère bio-indicateur des espèces. Dans un premier temps, nous avons montré que le remaniement des communautés végétales a permis la compensation de 0.54°C du réchauffement climatique ayant touché les forêts de montagne entre les périodes 1965–1986 et 1987–2008 (i.e. +1.07°C) contre seulement 0.02°C pour les forêts de plaine (réchauffement = 1.11°C). Cette compensation partielle démontre l'existence d'une dette climatique de la flore induite par le réchauffement climatique. L'importance de cette dette en plaine par rapport aux montagnes provient probablement de l'effet combiné d'un déficit d'extinction et de migration des espèces en plaine conduit respectivement par une plus large tolérance thermique des plantes forestières sur cette zone et par une migration des plantes a priori (i) limitée par l'importante fragmentation des forêts de plaine et (ii) inférieure au déplacement des conditions thermiques en plaine. Les particularités écologiques et géographiques des forêts de plaine et de montagne nous ont amené à considérer deux types de menaces induites par le changement climatique : (i) l'attrition biotique en plaine, et (ii) la perte d'une biodiversité historique et spécifique en montagne (réduction de l'habitat des espèces alpines aboutissant à leur disparition) remplacée probablement par des espèces plus communes. Dans un second temps, les effets de facteurs abiotiques, biotiques et géographiques pouvant amplifier ou réduire les changements de distribution des espèces et de composition des communautés induits par le réchauffement climatique ont été caractérisés. [...] Suite et fin du résumé dans la thèse.

Whith environmental global changes awareness, territorialization processes have changed at a local scale. The construction of discourses and regulation mechanisms by epistemic communities at a global scale can lead to the creation of territories of conservation and development. These territories creation is most often imposed to local population without a particular consideration for existing territorialities and action spaces. These territories lead to change in practices and strategies of resource management, that leads to concern about their environmental and social relevance.A research framework combining French ‘tropicalist’ geography and Anglophone political ecology is proposed to analyze the consequences of the creation of territories of conservation and development, according to 4 areas: (1) their impacts on the livelihoods of local populations that rely for all or part of these territories resources; (2) the unexpected territorialities emerging from the imposition of these territories in areas already territorialized and most often in many forms; (3) the gaps between these territories and the ecological processes in one hand and the spaces of activities in the other hand; (4) the contribution of these territories to Nature commodification and cutting in pieces placed on the market.; Avec la prise de conscience des changements environnementaux globaux, les processus de territorialisation au niveau local ont changé. La construction de discours et de mécanismes de régulation par des communautés épistémiques à l’échelle globale peut aboutir, aux échelles nationale ou locale, à la création de territoires de conservation et de développement. La mise en place de ces territoires s’impose le plus souvent aux populations sans grande considération pour les territorialités et les espaces d’activités déjà en place. Ils induisent des modifications dans les pratiques et stratégies de gestion des ressources, qui amènent à s’interroger sur leur pertinence tant environnementale que sociale.Un cadre de recherche, à la croisée de la géographie tropicaliste française et de la Political Ecology anglo-saxonne, est proposé pour analyser les conséquences de la mise en place de ces territoires de conservation et de développement, selon quatre axes : (1) leurs impacts sur les conditions d’existence des populations qui dépendent pour tout ou partie de l’exploitation des ressources de ces territoires ; (2) les spatialités inattendues générées par l’imposition de ces territoires dans des espaces déjà territorialisés, parfois sous plusieurs formes ; (3) les décalages entre ces territoires et les processus écologiques d’une part et les espaces d’activités d’autre part ; (4) la contribution de ces territoires à la marchandisation de la Nature et à son tronçonnage en morceaux mis en marché.

Whith environmental global changes awareness, territorialization processes have changed at a local scale. The construction of discourses and regulation mechanisms by epistemic communities at a global scale can lead to the creation of territories of conservation and development. These territories creation is most often imposed to local population without a particular consideration for existing territorialities and action spaces. These territories lead to change in practices and strategies of resource management, that leads to concern about their environmental and social relevance.A research framework combining French ‘tropicalist’ geography and Anglophone political ecology is proposed to analyze the consequences of the creation of territories of conservation and development, according to 4 areas: (1) their impacts on the livelihoods of local populations that rely for all or part of these territories resources; (2) the unexpected territorialities emerging from the imposition of these territories in areas already territorialized and most often in many forms; (3) the gaps between these territories and the ecological processes in one hand and the spaces of activities in the other hand; (4) the contribution of these territories to Nature commodification and cutting in pieces placed on the market.; Avec la prise de conscience des changements environnementaux globaux, les processus de territorialisation au niveau local ont changé. La construction de discours et de mécanismes de régulation par des communautés épistémiques à l’échelle globale peut aboutir, aux échelles nationale ou locale, à la création de territoires de conservation et de développement. La mise en place de ces territoires s’impose le plus souvent aux populations sans grande considération pour les territorialités et les espaces d’activités déjà en place. Ils induisent des modifications dans les pratiques et stratégies de gestion des ressources, qui amènent à s’interroger sur leur pertinence tant environnementale que sociale.Un cadre de recherche, à la croisée de la géographie tropicaliste française et de la Political Ecology anglo-saxonne, est proposé pour analyser les conséquences de la mise en place de ces territoires de conservation et de développement, selon quatre axes : (1) leurs impacts sur les conditions d’existence des populations qui dépendent pour tout ou partie de l’exploitation des ressources de ces territoires ; (2) les spatialités inattendues générées par l’imposition de ces territoires dans des espaces déjà territorialisés, parfois sous plusieurs formes ; (3) les décalages entre ces territoires et les processus écologiques d’une part et les espaces d’activités d’autre part ; (4) la contribution de ces territoires à la marchandisation de la Nature et à son tronçonnage en morceaux mis en marché.

Les changements globaux ont des conséquences délétères sur les conditions de vie, dans les pays sahéliens d’Afrique. L’expérience du village de Koumbili (Burkina Faso), recueillie à partir d’une évaluation rurale participative (ERP) conduite en 2005, apporte une compréhension de la façon dont les changements climatiques et politiques actuels peuvent enclencher des comportements susceptibles de menacer l’intégrité des écosystèmes déjà fragilisés. Elle permet aussi une mise en perspective des mécanismes qui opèrent en vue de renforcer les capacités de gestion durable et d’organisation locales dans la région considérée.L’ERP a révélé que l’exploitation du terroir de Koumbili a connu une intensification marquée suite à l’augmentation de l’effectif villageois résultant en grande partie des migrations liées à l’assèchement de régions voisines et de la crise ivoirienne. La conservation du potentiel productif du terroir et l’accès à l’eau, sont donc devenus source de tensions et de conflits.Cet enjeu peut être relevé en misant sur un rôle moteur des associations villageoises et sur un maillage organisationnel qui permette d’intégrer les différents types de compétences. La collaboration des universités de Moncton et Ouagadougou a joué un rôle central dans ce processus, et plus précisément dans le développement local durable et l’innovation sociale communautaire. Cette étude de cas vise à démontrer la pertinence de l’impact communautaire de la formation universitaire. S’appuyant sur l’interdisciplinarité, elle veut « rapprocher » l’université des communautés rurales pour développer des apprentissages mutuels et des interactions renforçant les capacités d’organisation et d’action des organisations villageoises., Global changes have detrimental consequences on the conditions of life in Sahelian countries. The experience of the village of Koumbili (Burkina Faso), documented through a participatory rural appraisal (PAR) conducted in 2005, brings a concrete understanding of how actual climatic and political changes can bring about human behaviours that jeopardize the integrity of fragile ecosystem. The case of Koumbili also allows an outlook on various mechanisms which aim at strengthening local sustainable management and local organization capacities in the region considered.PAR revealed that the exploitation of the village’s natural resources has intensified markedly, due to the rising of the population. A large part of the latter resulted from migrations related to the drying out of neighbouring regions and from displacements related to the Ivory Coast’s crisis. Conservation of land production potential and access to water, have thus become the cause of tensions and conflicts in the village populations. This issue can be addressed by enhancing village associations with educational institutions.Universities have an important role to play in this process, and more precisely in sustainable development and in community-based social innovation. This is the rational behind the institutional reinforcement partnership between Université de Moncton and Université de Ouagadougou. The present case study derives from this partnership. Its aim is to reinforce the pertinence and the impact of university teaching and research on local communities. It is based on interdisciplinarity and wishes to bring the university “closer” to rural communities in order to develop mutual learning and long-lasting interactions, in order to build the capacities of organisation and action at the local level.

One of the main challenges in ecology is to understand how global changes affect biodiversity and what are the consequences on ecosystem functioning. In this perspective, the functional diversity of communities is a cornerstone since it allows linking environment, community structure and ecosystem properties. The aim of this thesis is thus to improve the understanding of functional diversity dynamic (i) in relation to natural variability of environmental conditions and (ii) under anthropogenic disturbances. As a first step we have developed a new methodological framework allowing to (1) describe fish functional niches based on functional traits, and (2) to quantify functional diversity within (α) and among (β) sites thanks to new indices. In a second step we have studied the spatiotemporal dynamic of the functional structure of fish and nektonic communities from the Terminos lagoon (Mexico). This tropical estuarine ecosystem is an appropriate ecological model for our problematic as it is characterized by a strong environmental variability, a high biological diversity and is under a strong human pressure. We have put in light the stability of the functional and trophic structures of communities along environmental gradients, despite a very strong species turnover. This stability is determined by the dominance of a couple of functional groups inside which species are replacing each others according to their environmental preferences. However, at a long-term scale, we have demonstrated a functional diversity loss in a part of the lagoon despite an increase of species richness. This paradox has to be related to the decrease of species associated to seagrass and the increase of more estuarine species., Un des enjeux majeurs de l'écologie est de comprendre comment les changements globaux affectent la biodiversité et quelles en sont les conséquences sur le fonctionnement des écosystèmes. Dans cette perspective, la diversité fonctionnelle des communautés est un outil clé permettant de lier l'environnement, la structure des communautés et les propriétés écosystémiques. L'objectif de cette thèse est donc d'améliorer la compréhension de la dynamique de la diversité fonctionnelle (i) face à des conditions environnementales naturellement variables et (ii) face à des perturbations d'origine anthropique. Dans un premier temps nous avons mis en place un socle méthodologie nous permettant de (1) définir la niche fonctionnelle des poissons à partir de traits fonctionnels et (2) de quantifier les diversités fonctionnelles intra (α) et inter (β) échantillons avec de nouveaux indices. Dans un second temps nous avons étudié la dynamique spatio-temporelle de la structure fonctionnelle des communautés ichtyologiques et nectoniques peuplant la lagune de Terminos (Mexique). Cet écosystème estuarien tropical est un modèle d'étude adapté à notre problématique car il présente une forte variabilité environnementale, une forte diversité biologique et est sous forte pression anthropique. Nous avons mis en évidence une stabilité de la structure fonctionnelle et trophique des communautés face aux gradients environnementaux très marqués, et donc malgré un fort taux de remplacement des espèces entre les communautés. Cette stabilité est due à la dominance de quelques groupes fonctionnels à l'intérieur desquels les espèces se remplacent suivant leurs preferendums environnementaux. Néanmoins, à plus long terme, nous avons démontré qu'une portion de la lagune avait subi une perte de diversité fonctionnelle et ce malgré une augmentation de la richesse spécifique. Ce paradoxe est à relier au remplacement des espèces inféodées aux herbiers de phanérogames par des espèces plus estuariennes.

Through concrete examples of endangered plants chosen in the flora of the French Alps, this work presents the application of three main aspects classically used in conservation biology: the study of genetic variation, the study of reproductive performance and reproductive system and the study of population dynamics.First, we show that molecular markers are a useful tool to resolve taxonomic ambiguities and verify the status of conservation unit in the case of Potentilla delphinensis Gren. and Godron. They also allowed us to establish a strategy for population reinforcement of Dracocephalum austriacum L.Then, we show that the reproductive performances and the reproductive system are good indicators of population viability (Androsace septentrionalis L. and Cypripedium calceolus L.). We also demonstrate the relevance of population matrix models and population viability analyses to understand better the biology and the ecology of an endangered species and to estimate its vulnerability (Cypripedium calceolus L. and Astragalus alopecurus Pallas).The combination of the different approaches on Dracocephalum austriacum indicate that genetic and demographic aspects interact and should be considered together to predict the viability of the populations.Finally, we propose theoretical and methodological recommendations, especially on the application of demographic approaches to endangered plants. Pragmatic applied management guidelines are proposed to enhance the protection of the flora., Au travers d'exemples concrets de plantes menacées choisies dans la flore des Alpes françaises, ce travail présente l'application de trois approches classiquement utilisées en biologie de la conservation : l'étude de la diversité génétique, l'étude des performances reproductives et du système de reproduction et l'étude de la dynamique de populations.Dans un premier temps, nous avons mis en évidence l'utilité des marqueurs moléculaires pour résoudre les ambiguïtés taxonomiques et vérifier le statut d'unité de conservation de Potentilla delphinensis Gren. & Godron. Cette approche a aussi permis d'établir une stratégie de renforcement des populations de Dracocephalum austriacum L.Dans un deuxième temps, nous avons montré que les performances reproductives et le système reproducteur sont de bons indicateurs de la viabilité des populations (Androsace septentrionalis L. et Cypripedium calceolus L.).Dans un troisième temps, nous avons montré la pertinence des modèles matriciels et des analyses de viabilité de populations pour comprendre le fonctionnement d'une espèce et évaluer sa vulnérabilité (Cypripedium calceolus L. et Astragalus alopecurus Pallas).La combinaison des différentes approches sur Dracocephalum austriacum L. indique que les aspects génétiques et démographiques sont indissociables pour prédire la viabilité des populations. L'ensemble de ces résultats a permis de dégager des recommandations théoriques et méthodologiques sur l'application des approches démographiques aux plantes menacées. Des conseils pragmatiques sont proposés aux organismes oeuvrant à la protection de la flore.

Through concrete examples of endangered plants chosen in the flora of the French Alps, this work presents the application of three main aspects classically used in conservation biology: the study of genetic variation, the study of reproductive performance and reproductive system and the study of population dynamics.First, we show that molecular markers are a useful tool to resolve taxonomic ambiguities and verify the status of conservation unit in the case of Potentilla delphinensis Gren. and Godron. They also allowed us to establish a strategy for population reinforcement of Dracocephalum austriacum L.Then, we show that the reproductive performances and the reproductive system are good indicators of population viability (Androsace septentrionalis L. and Cypripedium calceolus L.). We also demonstrate the relevance of population matrix models and population viability analyses to understand better the biology and the ecology of an endangered species and to estimate its vulnerability (Cypripedium calceolus L. and Astragalus alopecurus Pallas).The combination of the different approaches on Dracocephalum austriacum indicate that genetic and demographic aspects interact and should be considered together to predict the viability of the populations.Finally, we propose theoretical and methodological recommendations, especially on the application of demographic approaches to endangered plants. Pragmatic applied management guidelines are proposed to enhance the protection of the flora.; Au travers d'exemples concrets de plantes menacées choisies dans la flore des Alpes françaises, ce travail présente l'application de trois approches classiquement utilisées en biologie de la conservation : l'étude de la diversité génétique, l'étude des performances reproductives et du système de reproduction et l'étude de la dynamique de populations.Dans un premier temps, nous avons mis en évidence l'utilité des marqueurs moléculaires pour résoudre les ambiguïtés taxonomiques et vérifier le statut d'unité de conservation de Potentilla delphinensis Gren. & Godron. Cette approche a aussi permis d'établir une stratégie de renforcement des populations de Dracocephalum austriacum L.Dans un deuxième temps, nous avons montré que les performances reproductives et le système reproducteur sont de bons indicateurs de la viabilité des populations (Androsace septentrionalis L. et Cypripedium calceolus L.).Dans un troisième temps, nous avons montré la pertinence des modèles matriciels et des analyses de viabilité de populations pour comprendre le fonctionnement d'une espèce et évaluer sa vulnérabilité (Cypripedium calceolus L. et Astragalus alopecurus Pallas).La combinaison des différentes approches sur Dracocephalum austriacum L. indique que les aspects génétiques et démographiques sont indissociables pour prédire la viabilité des populations. L'ensemble de ces résultats a permis de dégager des recommandations théoriques et méthodologiques sur l'application des approches démographiques aux plantes menacées. Des conseils pragmatiques sont proposés aux organismes oeuvrant à la protection de la flore.