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Climate change leads to various climatic manifestations (extreme temperatures, random precipitation, droughts, floods, tornadoes, etc.) that are damaging. The thesis focuses on its socio-economic consequences in sub-Saharan Africa. Is there a disparity across the region's major geographic areas? How does the importance of indoor climate zones to economies cushion or make countries vulnerable to the socio-economic consequences of climate change? These questions are at the heart of this thesis work, which includes three essays. They focus in particular on real GDP per capita growth and climate change in sub-Saharan Africa, the climate determinants of inflation in sub-Saharan Africa and the impact of climate change on food security in the Sahel through the case of Chad. The first essay analyzes the effects of climate change on real GDP per capita growth. It covers 47 countries over the period from 1980 to 2017. At the regional level, temperature acts positively on per capita growth through its averages (with a threshold effect) and negatively through its variability. Rainfall acts negatively by its variance. There is, however, a clear disparity when considering geographical areas. It is therefore important that policies to adapt to and combat climate change or promote growth take geographical specificities into account both in their design and implementation. The second essay focuses on the climate determinants of inflation in sub-Saharan Africa. It also provides a regional and geographical view of the relationship between climate and inflation in sub-Saharan Africa. Its purpose is to guide decisions in the manner of inflation targeting. It is clear that in sub-Saharan Africa, rainfall and temperature have a statistically significant effect on inflation, mainly through their trend trends. Rainfall positively affects inflation through the income effect it provides to agricultural households, which represent 60% of the total population. Temperature positively affects inflation through its negative impact on production, i.e. through a supply effect. However, there is a clear disparity across geographical areas. These results show that inflation-targeting policies, which are generally monetary or fiscal, should now take into account climatic hazards. They should also be sensitive to adverse weather conditions that create supply shocks. However, policymakers should pay attention to the favorable rainfall trend that can be a source of inflation in the context of sub-Saharan Africa given the income it provides to the majority agricultural population. The latest essay, which uses survey data from the World Food Program and the National Meteorological Agency, highlights the effect of climatic factors on food security. It shows that climate variables, including rainfall, drought and floods, have a clear influence on food security. A higher level of precipitation is associated with a higher food security status. Drought, on the other hand, is associated with higher food insecurity. However, floods have effects that evolve in sawtooth. Living in an unfavorable climatic zone also exposes you to food insecurity. In a Chadian context, public policies to develop the agricultural sector or to assist the vulnerable population should give priority to areas receiving less than 600mm of rainfall.; Les changements climatiques entrainent diverses manifestations climatiques (températures extrêmes, précipitations aléatoires, sécheresses, inondations, tornades, etc.) qui sont dommageables. La thèse porte sur ses conséquences socio-économiques en Afrique subsaharienne. Existe-il une disparité selon les grandes zones géographiques de la région ? Comment l'importance des zones climatiques intérieures aux économies permet-elle d'amortir ou rend vulnérables les pays aux conséquences socio-économiques des changements climatiques ? Ces questions sont au cœur du présent travail de thèse qui comprend trois essais. Ils portent notamment sur la croissance du PIB réel par habitant et les changements climatiques en Afrique subsaharienne, les déterminants climatiques de l'inflation en Afrique subsaharienne et l'impact des changements climatiques sur la sécurité alimentaire dans le Sahel à travers le cas du Tchad. Le premier essai analyse les effets des changements climatiques sur la croissance du PIB réel par habitant. Il couvre 47 pays sur la période de 1980 à 2017. A l'échelle régionale, la température agit positivement sur la croissance par habitant par ses moyennes (avec un effet de seuil) et négativement par sa variabilité. La pluviométrie agit négativement par sa variance. Il existe cependant une disparité nette lorsqu'on considère les zones géographiques. Il est donc important que les politiques d'adaptation et de lutte contre les changements climatiques ou de promotion de la croissance tiennent compte des spécificités géographiques tant dans leur conception que dans leur mise en œuvre. Le second essai porte sur les déterminants climatiques de l'inflation en Afrique subsaharienne. Il donne aussi une vue régionale et géographique de la relation entre le climat et l'inflation en Afrique subsaharienne. Elle a pour objectif de guider les décisions en manière de ciblage de l'inflation. Il apparait de manière claire qu'en Afrique subsaharienne, la pluviométrie et la température ont un effet statistiquement significatif sur l'inflation surtout par leur évolution tendancielle. La pluviométrie affecte positivement l'inflation par l'effet revenu qu'elle procure aux ménages agricoles qui représentent 60% de la population totale. La température affecte positivement l'inflation par son impact négatif sur la production c'est-à-dire par un effet d'offre. Il existe cependant une disparité nette selon les zones géographiques. Ces résultats montrent que les politiques de ciblage de l'inflation qui sont généralement monétaires ou budgétaires devraient désormais intégrer les aléas climatiques. Elles devraient aussi être sensibles aux conjonctures climatiques défavorables qui créent des chocs d'offre. Cependant les décideurs devraient faire attention à l'évolution pluviométrique favorable qui peut être source d'inflation dans le contexte d'Afrique subsaharienne compte tenu de revenus qu'elle procure à la population agricole majoritaire. Le dernier essai, qui exploite les données d'enquête du Programme Alimentaire Mondial et celles de l'Agence nationale de la météorologie, met en évidence l'effet des facteurs climatiques sur la sécurité alimentaire. Il montre que, les variables climatiques, notamment les précipitations, la sécheresse et les inondations, ont clairement une influence sur la sécurité alimentaire. Un niveau élevé de précipitations est associé à un statut de sécurité alimentaire plus élevé. La sécheresse, d'autre part, est associée à une insécurité alimentaire plus élevée. Cependant, les inondations ont des effets qui évoluent en dent de scie. Vivre dans une zone climatique défavorable expose également à l'insécurité alimentaire. Dans un contexte tchadien, les politiques publiques de développement du secteur agricole ou d'assistance à la population vulnérable devraient privilégier les zones recevant moins de 600mm de pluviométrie.

Le ruissellement est un phénomène épisodique et localisé, donc difficile à mesurer. Il résulte de l'interaction de nombreux facteurs, dont les caractéristiques intrinsèques et de surface du sol, la morphologie du bassin versant, mais également les caractéristiques pluviométriques. Afin d'améliorer la compréhension de la genèse et de la propagation du ruissellement au sein de bassins versants de tête, cinq observatoires du ruissellement sont présentés, incluant 11 bassins versants. Pour chacun d'entre eux, la pluie et le ruissellement sont mesurés sur le terrain à haute fréquence (≤ 15 min) pendant des durées longues (1,5 à 11 ans). 1640 évènements pluvio-ruisselants sont extraits de ces chroniques en continu et statistiquement analysés, afin de cerner les facteurs influant significativement le ruissellement. La réponse ruisselante de chaque bassin versant est extrêmement complexe mais permet d'identifier des comportements communs. L'importance des caractéristiques des sols est montrée, ainsi que celle de leur occupation, de leurs états de surface et état hydrique. La dispersion de la relation pluie-débit observée au sein de chacun des observatoires permet par ailleurs de montrer et de quantifier l'impact des caractéristiques pluviométriques sur la lame d'eau ruisselée. Les leçons tirées de chacun des observatoires et leurs conséquences sur la compréhension et la modélisation du ruissellement dans différents contextes sont discutées.

Coastal agricultural systems in Southeast Asia are vulnerable to climate change. The combination of rising sea levels and extreme rainfall events is eroding fragile coastlines that protect emblematic “rice bowls” across the region. A series of recent damaging floods in Southeastern Thailand has raised concerns about their increased frequency. Local and regional trends in rainfall variables relevant to farming were investigated using the resampling-based Mann–Kendall test applied to four rainfall stations of the Songkhla lagoon basin during the period 1957–2019. Using the findings from long-term and multi-scale agrarian change surveys based on Mazoyer and Roudard's methodology, a vulnerability framework was used to assess the sensitivity and response capacity to these trends of the great Songkhla spit agroecosystem. Significant positive trends in the rainfall depth, number of rainy days, and maximum daily rainfall were observed in January at individual stations and across the region, especially since the early 1980s. Moreover, the annual frequency of extreme rainfall events consistently increased over the same period. The impacts on the unstable coastal main sandbar that protects the flood plain are discussed, while the effects on rice production are analyzed. The coping responses of the cultural rice and sugar palm-based agroforestry system, and the lack of adaptation of recent land-use changes are examined. The agro-ecological, economic, and social importance of the dense hedges of sugar palms to mitigate climatic risks and maintain the resilience of local livelihood systems is underlined. Propositions for short and longer-term measures to adapt water management, diversify cropping systems, and foster participatory disaster risk management are made.

International audience; The Sahel is a fragile region, characterized in recent decades by profound changes in land use, which are the result of complex interactions between societies and their environment. These phenomena, which modulate and transform the landscape, take place on several spatial and temporal scales. However, few studies have highlighted this multidimensional reality, most generally focusing only on the local or regional level, and on a single site. In this study, we mobilized two scales (local and regional) on three different sites. On the one hand, we performed a diachronic mapping of land cover by the analysis of multispectral Landsat images and, on the other hand, we studied its articulation with NDVI and rainfall time series.The results bring out an original synthesis of the land cover trends observed in the Sahelian agro-pastoral zone. They help understanding the complexity of the multi-scale phenomena that characterize the evolution of Sahelian areas. If the analysis of the time series confirms, as has been observed by several authors, an overall regreening trend on a regional basis as a result of the improvement in rainfall conditions from the 1990s, the diachronic analyzes proposed in this study found significant contrasts at finer scales. Considering the total area mapped (Landsat images covering each region), the areas of vegetation cover progression between 1999 and 2010 represent 18 % of the Gourma area and 27 % for Fakara. In terms of net change between 1999 and 2010, in Fakara which has the highest rate of progression (+13 %), the Dantiandou municipality shows, in contrast, a negative rate (-35 %) which is not the case in the two other studied municipalities: +7 % for Téssékré (in Ferlo) and +12 % for Hombori (in Gourma).; La bande sahélienne est une région fragile, caractérisée ces dernières décennies par des changements profonds de l'occupation du sol, résultats de processus biophysiques et de complexes interactions entre les sociétés et leur environnement. Ces processus, qui modulent et transforment le paysage, s'expriment à plusieurs échelles spatiales et temporelles. Pourtant peu de travaux mettent en valeur cette réalité multidimensionnelle et rares sont les approches comparatives multiscalaires. Dans cette étude, deux échelles (locale et régionale) ont été conjointement mobilisées, sur trois sites. La cartographie diachronique de la couverture du sol par l'analyse d'images multispectrales Landsat et son articulation avec l'analyse des séries temporelles (pluviométrie et NDVI) ont été couplées.Les résultats mettent en lumière une synthèse originale des tendances observées concernant les changements d'occupation du sol par la végétation en zone agropastorale sahélienne. Ils permettent de mieux cerner la complexité du caractère multiscalaire de l'évolution des espaces sahéliens. À la suite de nombreux auteurs, l'analyse des séries temporelles confirme globalement une tendance au reverdissement à l'échelle régionale comme résultat de l'amélioration des conditions pluviométriques à partir des années 1990. Cependant les analyses diachroniques proposées dans cette étude ont révélé d'importants contrastes puisque par rapport à la surface totale cartographiée (emprise des images Landsat couvrant chaque région) les surfaces de progression de la couverture végétales entre 1999 et 2010 correspondent à 18 % de la zone du Gourma et 27 % pour le Fakara. En termes d'évolution nette entre 1999 et 2010, dans le Fakara, qui présente le plus fort taux de progression (+13 %), la commune de Dantiandou montre, à l'inverse, un taux négatif (-35 %), ce qui n'est pas le cas des deux autres communes étudiées : +7 % pour Téssékré (dans le Ferlo) et +12 % pour Hombori (dans le Gourma).

After a review of empirical literature on the link between meteorology (temperature, precipitation, cloud cover, wind...) and productive activity behaviors mainly in the tertiary sector and more specifically in judicial activity, we propose an empirical analysis of the impact of outdoor temperature and rainfall levels on court decisions made in French courts of appeal during divorce proceedings, based on a sample of approximately 4,000 court decisions to which daily and geo-localized meteorological data were matched. Our analysis focuses on child support decisions in divorce proceedings. We show that, all other things being equal, decisions made when the maximum outside temperature is cool would be more favorable to parents who have not appealed, and when the maximum outside temperature is high, decisions would be more favorable to fathers.; Après avoir proposé une revue de littérature empirique portant sur le lien entre la météorologie (température, précipitations, couverture nuageuse, vent, etc.) et les comportements d’activité productives, principalement dans le secteur tertiaire et plus spécifiquement dans l’activité judiciaire, nous proposons une analyse empirique de l’impact de la température extérieure et du niveau des précipitations sur les décisions de justice effectuées dans les cours d’appel françaises lors de procédures de divorce et ce, à partir d’un échantillon d’environ 4 000 décisions de justice auxquelles ont été appariées des données météorologique quotidiennes et géolocalisées. Notre analyse porte sur les décisions relatives aux pensions alimentaires pour enfant lors de procédures de divorce. Nous montrons que les décisions prises par les juges lorsque la température maximale extérieure est fraiche seraient plutôt favorables à la partie qui n’est pas à l’origine de l’appel. Et, lorsque la température extérieure maximale est élevée les décisions seraient plutôt favorables aux pères.

Crop residues left on the soil surface as mulch influence many services provided in agrosystems, particularly soil protection, water dynamics and nutrient fluxes. For a given crop, the residue mass influences the mulch thickness, but the effect of thickness on decomposition is not well understood, and decomposition gradients within mulches in the field have not been described. This study aimed to quantify the decomposition of sugarcane straw mulches by varying their mass and thickness and determine the decomposition gradient within the mulches. The experiment was conducted on a first-ratoon sugarcane crop for one year, with 4, 8 and 12 Mg straw dry matter ha(-1). Mulches were displayed in 0.16-m(2) litter boxes and formed by straw layers of equivalent mass, i.e., 4 Mg ha(-1), stacked either as a single layer (Low/Top layer), 2 layers (Low and Top layers) or 3 layers (Low, Middle and Top layers) to reconstitute the 3 mulch quantities. We quantified the carbon (C) and nitrogen (N) contents, the chemical composition and the water content of the remaining mulch particles in each layer 10 times within the 360 days. The mulch degradation rates were proportional to the initial amount of straw, the mulch losses representing 75% of its initial C and 46% of its initial N after one year, regardless of the initial mass. Fertilizer-N addition did not change the k decomposition rate, with k = 0.0044 d(-1). However the decomposition rate differed according to the layer position in the mulch, e.g., in the 12 Mg ha(-1) treatment k = 0.0064 d(-1) 0.0046 d(-1) and 0.0033 d(-1) for the low, middle and top layers, respectively, indicating that the low layers in contact with the soil decomposed faster than the top layers in contact with the atmosphere, while the medium layers demonstrated intermediate behaviour. The top layers evolved similarly, regardless of mulch thickness, while the lower layers in contact with the soil decomposed more quickly as the overlying straw thickness increased. Regardless of the thickness and position of a given layer within mulch, the one-year layer C loss was linearly correlated with the average water content of that layer over the year (y = 52.79 - 0694x, R-2 = 0.991, P < 0.05). Here, we demonstrate that the dynamics of mulch decomposition is primarily driven by the dynamics of water, which is itself driven by mulch characteristics, rain regime and evaporation.

International audience; Guinea climate change effects show that drought, late rain and violent flooding are three major hazards. The diagnostic based on observation during thirty years in the present work shows that Guinea is under atmospherically rocking phenomenon which is established between island depression and sweet flag anticyclone Different stages have different significant repercussions on rainfall in the north and north-west of guinea. North-atlantic oscillation fluctuation and the rain full have opposite stages. The NAO positive stage corresponds most of the time to the decrease of rainfall period. It's important to notice that for the farthest northern station; correlation is stronger than the ones located in the south.; Les effets du changement climatique en Guinée, montre que la sécheresse, les pluies tardives et violentes et les inondations sont trois risques climatiques majeurs. Sur la base d'observations couvrant une trentaine d'années, montre que la Guinée est sous l’influence du phénomèneclimatique qui s’établit entre la dépression d’Islande et l’anticyclone des Açores. Les différentes phases ont des effets sur la pluviométrie de la Guinée. L’Oscillation Nord Atlantique et la pluviométrie évoluent en opposition de phases. Il est important de noter que pour les stations les plus au Nord, la corrélation est plus forte que pour celles situées plus au sud.

International audience; The Sahel is a fragile region, characterized in recent decades by profound changes in land use, which are the result of complex interactions between societies and their environment. These phenomena, which modulate and transform the landscape, take place on several spatial and temporal scales. However, few studies have highlighted this multidimensional reality, most generally focusing only on the local or regional level, and on a single site. In this study, we mobilized two scales (local and regional) on three different sites. On the one hand, we performed a diachronic mapping of land cover by the analysis of multispectral Landsat images and, on the other hand, we studied its articulation with NDVI and rainfall time series.The results bring out an original synthesis of the land cover trends observed in the Sahelian agro-pastoral zone. They help understanding the complexity of the multi-scale phenomena that characterize the evolution of Sahelian areas. If the analysis of the time series confirms, as has been observed by several authors, an overall regreening trend on a regional basis as a result of the improvement in rainfall conditions from the 1990s, the diachronic analyzes proposed in this study found significant contrasts at finer scales. Considering the total area mapped (Landsat images covering each region), the areas of vegetation cover progression between 1999 and 2010 represent 18 % of the Gourma area and 27 % for Fakara. In terms of net change between 1999 and 2010, in Fakara which has the highest rate of progression (+13 %), the Dantiandou municipality shows, in contrast, a negative rate (-35 %) which is not the case in the two other studied municipalities: +7 % for Téssékré (in Ferlo) and +12 % for Hombori (in Gourma).; La bande sahélienne est une région fragile, caractérisée ces dernières décennies par des changements profonds de l'occupation du sol, résultats de processus biophysiques et de complexes interactions entre les sociétés et leur environnement. Ces processus, qui modulent et transforment le paysage, s'expriment à plusieurs échelles spatiales et temporelles. Pourtant peu de travaux mettent en valeur cette réalité multidimensionnelle et rares sont les approches comparatives multiscalaires. Dans cette étude, deux échelles (locale et régionale) ont été conjointement mobilisées, sur trois sites. La cartographie diachronique de la couverture du sol par l'analyse d'images multispectrales Landsat et son articulation avec l'analyse des séries temporelles (pluviométrie et NDVI) ont été couplées.Les résultats mettent en lumière une synthèse originale des tendances observées concernant les changements d'occupation du sol par la végétation en zone agropastorale sahélienne. Ils permettent de mieux cerner la complexité du caractère multiscalaire de l'évolution des espaces sahéliens. À la suite de nombreux auteurs, l'analyse des séries temporelles confirme globalement une tendance au reverdissement à l'échelle régionale comme résultat de l'amélioration des conditions pluviométriques à partir des années 1990. Cependant les analyses diachroniques proposées dans cette étude ont révélé d'importants contrastes puisque par rapport à la surface totale cartographiée (emprise des images Landsat couvrant chaque région) les surfaces de progression de la couverture végétales entre 1999 et 2010 correspondent à 18 % de la zone du Gourma et 27 % pour le Fakara. En termes d'évolution nette entre 1999 et 2010, dans le Fakara, qui présente le plus fort taux de progression (+13 %), la commune de Dantiandou montre, à l'inverse, un taux négatif (-35 %), ce qui n'est pas le cas des deux autres communes étudiées : +7 % pour Téssékré (dans le Ferlo) et +12 % pour Hombori (dans le Gourma).

L'objectif de cette étude est d'évaluer l'influence de la saison des pluies sur quelques paramètres de la phytomasse herbacée. L'étude s'est déroulée dans une zone de libre pâturage où les mesures de phytomasse sont faites tous les dix jours et les pluies journalières relevées durant toute la saison des pluies pendant onze ans. Le test de corrélation de Spearman et l'analyse en composantes principales (ACP) ont été utilisés. Les résultats montrent que la production de phytomasse démarre à moins de 1000 kg/ha et atteint un niveau maximal de 2587 kg/ha en 21 jours de pluie pour une durée de 99 jours en moyenne. Cette production de phytomasse est positivement corrélée à la quantité totale de pluie, au nombre de pauses pluviométriques, au nombre de jours de pluie et à la fréquence des pluies journalières. Elle est négativement corrélée à la plus longue pause de la saison des pluies. La vitesse de croissance est liée positivement à la plus longue pause et négativement au nombre de pauses pluviométriques. Plus les pluies sont précoces, plus le pic de phytomasse est élevé alors que les pluies tardives font apparaître ce pic plus tôt. La période qui va du début de la saison des pluies jusqu'à la date d'apparition du pic de phytomasse fait ressortir plus de liens que pour toute la saison des pluies. L'efficience d'utilisation de la pluie n'est pas liée à la saison des pluies. Elle n'a présenté de corrélation ni avec le test de Spearman ni avec l'ACP. Les résultats de l'ACP et ceux du test de Spearman ont été d'une complémentarité bénéfique dans cette étude. Pour étudier les liens entre les paramètres de la saison des pluies et ceux de la phytomasse herbacée, la meilleure période à considérer est celle allant du début de la saison des pluies jusqu'aux pics de phytomasse.

International audience; Runoff events are usually very concentrated in both space and time, and are therefore challenging to monitor. They result from the interactions of rainfall characteristics with both soil surface and intrinsic characteristics and catchment morphology. To improve our understanding of this complex process, five observatories were installed to monitor the runoff response of eleven catchments to natural rainfall events. Measurements were performed with a high frequency (≤ 15 min-time step) and over long time periods (1.5 to 11 years). 1640 rainfall-runoff events were extracted from rainfall and discharge time series. Statistical analyses were performed in order to determine significant triggering factors. The rainfall-runoff response of each catchment is highly variable, but some common features were identified across contrasted catchments. Under highly variable soil types, the catchment runoff exhibited contrasted patterns. Soil surface state, and land use were demonstrated to highly affect runoff. The scattering in the rainfall-runoff relationship demonstrated the key role of the initial soil moisture and rainfall characteristics. Lessons learnt from previous studies in these various environments, as well as their consequences on runoff understanding and modelling are discussed.; Le ruissellement est un phénomène épisodique et localisé, donc difficile à mesurer. Il résulte de l'interaction de nombreux facteurs, dont les caractéristiques intrinsèques et de surface du sol, la morphologie du bassin versant, mais également les caractéristiques pluviométriques. Afin d'améliorer la compréhension de la genèse et de la propagation du ruissellement au sein de bassins versants de tête, cinq observatoires du ruissellement sont présentés, incluant 11 bassins versants. Pour chacun d'entre eux, la pluie et le ruissellement sont mesurés sur le terrain à haute fréquence (≤ 15 min) pendant des durées longues (1,5 à 11 ans). 1640 évènements pluvio-ruisselants sont extraits de ces chroniques en continu et statistiquement analysés, afin de cerner les facteurs influant significativement le ruissellement. La réponse ruisselante de chaque bassin versant est extrêmement complexe mais permet d'identifier des comportements communs. L'importance des caractéristiques des sols est montrée, ainsi que celle de leur occupation, de leurs états de surface et état hydrique. La dispersion de la relation pluie-débit observée au sein de chacun des observatoires permet par ailleurs de montrer et de quantifier l'impact des caractéristiques pluviométriques sur la lame d'eau ruisselée. Les leçons tirées de chacun des observatoires et leurs conséquences sur la compréhension et la modélisation du ruissellement dans différents contextes sont discutées.

In a context of climate change, the variability of meteorological parameters remains very sensitive to our environment. This work is part of a global perspective of the analysis of annual, inter-annual and spatial variability of meteorological parameters in Guinea. It is based on the exploitation of long series of observations (57 years) measured by 12 meteorological stations spread over all regions of Guinea. The objective of this thesis is to investigate these original series in order to improve our understanding of climate variability and associated geophysical processes. The approach developed in this PhD is based on a climatological analysis, followed by decanal trend assessment by the use of very recent and adapted numerical methods. The study shows that temperature variability is dominated by annual and semi-annual seasonal cycles, while rainfall variability is characterized by a predominantly annual cycle. The results have shown a significant increase in temperature trends and a decrease in precipitations since late 1960s. It was also found that the spatial distributions of temperature and rainfall have negative and positive latitudinal gradients equatorward, respectively. However, rainfall records remain very high in the coastal region and in the south-eastern part of the country. In addition to the semi-annual and annual oscillations, the investigated forcings do contribute to temperature and rainfall variability on different spatial and temporal scales. Among these forcings, we examined and quantified, for all regions, the contributions of Atlantic Niño, the Niño 3.4 Index, the AMM Index, the TNA Index and the Solar Flux. As for the long-term trend analysis, our results show that temperatures have globally increased from +0.04 to +0.21°C/decade. The northern half and the southern region of Guinea recorded the highest warming, followed by the coastal region which is under coastal, topographical and urbanization effects.; Dans un contexte de changement climatique, la variabilité des paramètres météorologiques demeure très sensible à notre environnement. Ce travail s’inscrit dans une perspective globale de l’analyse de la variabilité annuelle, interannuelle et spatiale des paramètres météorologiques en Guinée. Il est basé sur l’exploitation de longues séries d’observations (57ans) mesurées par 12 stations météorologiques réparties sur l’ensemble des régions de la Guinée. L’objectif de cette thèse est d’exploiter ces séries originales, afin d’améliorer la compréhension de la variabilité des paramètres météorologiques et contribuer à augmenter la documentation des processus géophysiques associés. La démarche développée est basée sur une analyse climatologique, puis l’estimation des tendances, en utilisant des méthodes numériques adaptées. Il ressort de cette étude que la variabilité de la température est dominée par les cycles saisonniers annuel et semi-annuel, tandis que celle de la pluviométrie se caractérise par un cycle annuel prépondérant. Les résultats ont montré une tendance à la hausse de la température et une tendance à la baisse des précipitations depuis la fin des années 1960. Il a été constaté par ailleurs que les distributions spatiales de température et pluviométrie présentent, respectivement, un gradient latitudinal négatif et positif, dans le sens nord-sud. La pluviométrie reste cependant très élevée dans la région côtière et dans le sud-est du pays. En plus des oscillations semi-annuelle et annuelle, les forçages analysés contribuent à la variabilité de la température et de la pluviométrie à des échelles spatiales et temporelles différentes. Parmi ces forçages, nous avons examiné et quantifié, pour l’ensemble des 12 stations, les contributions de l’Atlantique Niño, l’indice Niño 3.4, de l’indice AMM, de l’indice TNA et le Flux Solaire. En ce qui concerne l’analyse des tendances à long-terme, les résultats montrent que les températures ont globalement augmenté de +0,04 à +0,21 °C/décade. La moitié nord et la région sud de la Guinée enregistrent le plus fort réchauffement, suivies par la région côtière influencée par les effets de côte, de topographie et d'urbanisation.

Coffee leaf rust is a polycyclic disease that causes severe epidemics impacting yield over several years. For this reason, since the 1960s, more than 20 models have been developed to predict different indicators of the disease's development and help manage it. In existing models, standardized periods of influence of the meteorological predictors of the disease are determined a priori, based on strong assumptions. However, the appearance of a symptom or sign can be influenced by complex combinations of meteorological variables acting at different times and for different durations. In our study, we monitored a total of 5400 coffee leaves during a year and a half, in different agroforestry systems, in order to detect the onset dates of the disease symptoms, such as lesion emergence, and signs, such as sporulation and infectious area increase. In these agroforestry systems, we also recorded microclimate. We statistically identified the complex combinations of microclimatic variables responsible for changes in lesion status to construct three models predicting lesion emergence probability, lesion sporulation probability and growth of its infectious area. Our method allowed the identification of different microclimatic variables that fit well with the knowledge about the coffee leaf rust biology. Minimum air temperature from 20 to 18 days before a lesion emergence explained the status change from healthy to emergence of visible lesion, possibly because the short germination phase is stimulated by low temperatures. We also found a unimodal effect of rainfall over a period of 10 days, 33 days before lesion emergence, with a maximum at 10 mm. Below this threshold, uredospore dispersal is efficient, increasing the lesion appearance probability; above this threshold, wash-off effects on uredospores probably occurs, decreasing the probability of lesion emergence. In addition, we identified microclimatic variables whose influence on coffee leaf rust had not been described before. These variables are likely to be involved in the internal development phases of the disease in the coffee leaves: (1) unimodal effects of maximum air temperature in different periods on sporulation and infectious area growth (2) positive and unimodal effects of rainfall in different periods on sporulation and (3) a negative effect of leaf thermal amplitude in different periods on lesion emergence, sporulation and infectious area growth. Although these models do not provide predictors of the level of disease attack, such as incidence, they provide valuable information for warning systems and for mechanistic model development. These models could also be used to forecast risks of infection, sporulation and infectious area growth and help optimize treatment recommendations.

In Myanmar, natural rubber (Hevea brasiliensis) is mainly grown in the southern part of the country, where the rainfall is too high leading to suspension of tapping in the rainy season and intensive tapping after the rainy season. Rubber farmers face problems of uneven distribution of tapping days, low tapper productivity, high tapping cost, and shorter economical lifespan of the trees. Hence, a study was carried out to address the problems by conducting an on-farm experiment to assess performances of low frequency rubber tapping system (LFRTS) with rainguard in the area. Five treatments: (T1) S/2 d2 (no tapping in the rainy season); (T2) S/2 2d3 (no tapping in the rainy season); (T3) S/2 (RG) d2 (tapping with rainguard in the rainy season); (T4) S/2 d3 ET2.5% Pa (1) 3/y (m) (tapping without rainguard in the rainy season); (T5) S/2 (RG) d3 ET2.5% Pa (1) 3/y (m) (tapping with rainguard in the rainy season) were evaluated. The cumulative yield in kilogram per tree of T5 during the study period was comparable to that of T1, while its daily yield in gram per tapping per tree was 23% and 30% higher than that of T1 and T2, respectively. Bark consumption of T5 was 16% and 39% lower than that of T1 and T2, respectively. T5 needed only 67% of tapper requirement by d2 frequency tapping. Tapping costs of T5 were 17% lower than those of conventional tapping system, T1. The study suggested that LFRTS with rainguard could be implemented to address the problems of the farmers in the area. (Resume d'auteur)

Family farms in the tropics mainly rely on rainfed agriculture. Water availability is limited to rainfall and is one of the main constraints to crop productivity. Conservation agriculture (CA) is promoted as an alternative that, among other functions, enhances water infiltration and limits evaporation from the soil thanks to a mulch of crop residues left on the soil surface. These functions are assumed to reduce the water availability constraint by limiting water stress during crop growth. But the variability of rainfall distribution combined with the wide range of agroecological conditions and the variety of crop husbandries in the tropics makes it difficult to evaluate the efficiency of mulching. The aim of this study was to capture the variability through a simple modeling approach using the crop growth model PYE-CA, which requires a limited set of parameters and a virtual experiment (VE). We applied our approach to a case study of upland rice in the Lake Alaotra region in Madagascar, where rainfall distribution is highly variable. The VE used a 17-year series of weather data with a range of soil water conditions, sowing dates, and growth and yield limitations that cover the variability of agroecological conditions and management systems in the study area. The VE revealed that variable successions of wet and dry episodes during the rainy season resulted in both water stress and an increase in deep drainage. In the majority of conditions simulated, enhancing water infiltration through CA mainly increased water loss through drainage. However, better water infiltration may also reduce the production risks involved in early sowing or crop intensification, thereby offering new opportunities to farmers. As an alternative to time consuming and labor intensive experimentation, we propose a suitable modeling approach to identify the main drivers of rainfall × crop interactions that could be extrapolated to other regions in the tropics.

Made available in DSpace on 2018-12-11T17:30:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-05-01 Agence Nationale de la Recherche Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Universidade de São Paulo Background and aims: Comparing root functioning under contrasting rainfall regimes can help assessing the capacity of plant species to cope with more intense and frequent drought predicted under climate change context. While the awareness of the need to study the whole root system is growing, most of the studies of root functioning through rhizosphere analyses have been restricted to the topsoil. Our study aimed to assess whether the depth in the soil and the rainfall amount affect root functioning, and notably the fate of nutrients within the rhizosphere. Methods: We compared pH and nutrient availability within the rhizosphere and bulk soil along a 4-m deep soil profile in a 5-year-old eucalypt (Eucalyptus grandis) plantation under undisturbed and reduced rainfall treatments. Results: The exchangeable K concentration and the pH of the bulk soil were not influenced by the reduced rainfall treatment. By contrast, the H3O+ concentration in the rhizosphere was significantly greater than that of the bulk soil, only in the reduced rainfall plot. The concentrations of exchangeable K in the rhizosphere were significantly larger than those of the bulk soil in both treatments but this difference was higher in the reduced rainfall plot, notably below the depth of 2 m. Both exchangeable K and H3O+ concentration significantly increased within the rhizosphere in the reduced rainfall treatment at soil depth down to 4 m. Conclusions: The amount of K brought to the roots by mass flow was estimated and could not explain the observed increase in exchangeable K concentration within the rhizosphere. A more likely explanation was root-induced weathering of K-bearing minerals, partly related to enhanced rhizosphere acidification. Our results demonstrate that root functioning can be considerably altered as a response to drought down to large depths. CIRAD UMR Eco&Sols, 2 Place Viala INRA UMR Eco&Sols, 2 Place Viala FCA UNESP LCF ESALQ CENA ESALQ FCA UNESP Agence Nationale de la Recherche: ANR-13-AGRO-0005 FAPESP: 2013/25998-4

Rubber ( Hevea brasiliensis ) growing in Latin America is severely limited by South American Leaf Blight, a disease caused by the Ascomycete fungus Microcyclus ulei , recently renamed Pseudocercospora ulei . Sustainable ways of controlling it may be genetic, using resistant cultivars, or may consist in seeking so-called “escape zones”, where disease incidence is low thanks to climatic conditions unsuitable for the fungus. After identifying one such zone on the Pacific coast of Ecuador, between 2006 and 2014 we used an 8.2 ha trial to compare the agronomic performance of ten rubber clones originating from Asia and Africa. The study focused on tree growth, susceptibility to the disease and clone phenology. For most of the assessed clones, the results obtained over 8 months showed good adaptability and a good agronomic performance during the immature period, so that tapping could begin on the earliest trees at 6½ years. An examination of the monthly values for climatic factors such as rainfall, relative humidity, minimum temperature and dew point temperature, showed that conditions during the dry season, which lasted 5 months, were detrimental to P. ulei fungus development, even though the mean relative humidity of the driest months did not fall below 75%. In addition, between September and December, the minimum temperature remained above the dew point temperature, preventing dew formation on the leaf surface. These conditions enabled the trees to complete their natural refoliation without any risk of parasite pressure, and to conserve a foliar density over 90% up to natural defoliation the following year. The results obtained during the early growing phase, i.e. the immature phase, confirmed the suitability of this zone for rubber growing, especially for materials with a high yield potential, despite their known susceptibility to the disease. These escape zones consequently offer an undeniable alternative for developing rubber, due to a low phytosanitary risk arising from P. ulei .

The West African Monsoon (WAM) has undergone drastic changes in the recent past causing dramatic impacts on populations. After 30 years of devastating drought, the last two decades experienced a growing number of damaging floods concurrent with ongoing episodes of water shortages and famines. This raised the issue of a more extreme climate in the Sahel with more intense rainfall and dry spells. This chapter gives an overview of progress on documenting the rainfall extremes in the Sahel, a subject that has long been ignored in the literature. It focuses on statistical characteristics of extremes, on their trends in the context of WAM decadal variability and on the physical mechanisms involved in their occurrence. Based on recent literature and original analyses of daily rain gauge records in the central Sahel, a significant intensification of the Sahelian rainfall regime is confirmed over the last 15 years: more extreme events, larger size storms, accompanied by a deficit in the occurrence of less intense events. From a composite of 20 extreme storms in Ouagadougou, some key atmospheric conditions are shown to drive extreme precipitation, including an intense southerly monsoon flux coincident with strong African easterly waves and a large-scale moist anomaly at the regional scale.

Drought can occur at different times during the grassland growing season, likely having contrasting effects on forage production when happening early or later in the season. However, knowledge about the interacting effects of the timing of drought and the development stage of the vegetation during the growing season is still scarce, thus limiting our ability to accurately predict forage quantity losses. To investigate plant community responses to drought seasonality (early- vs. late-season), we established a drought experiment in two permanent grasslands of the Swiss Jura Mountains that are used for forage production. We measured three plant functional traits, including two leaf traits related to plant economics (specific leaf area, SLA; leaf dry matter content, LDMC) and one hydraulic trait related to physiological function (predicted percentage loss of hydraulic conductance, PLCp), of the most abundant species, and plant above-ground biomass production. Plant species composition was also determined to calculate community-weighted mean (CWM) traits. First, we observed that CWM trait values strongly varied during the growing season. Second, we found that late-season drought had stronger effects on CWM trait values than early-season drought and that the plant hydraulic trait was the most variable functional trait. Using a structural equation model, we also showed that reduction in soil moisture had no direct impacts on above-ground biomass production. Instead, we observed that the drought-induced decrease in above-ground biomass production was mediated by a higher CWM PLCp (i.e. higher risk of hydraulic failure) and lower CWM SLA under drought. Change in CWM SLA in response to drought was the best predictor of community above-ground biomass production. Our findings reveal the importance of drought timing together with the plant trait responses to assess drought impacts on grassland biomass production and suggest that incorporating these factors into mechanistic models could considerably improve predictions of climate change impacts., Plant hydraulic traits measured at the community scale have rarely been used to assess grassland responses to drought. Here, the use of percentage loss of conductivity (PLCp) as a plant community hydraulic trait allowed us to observe its interactions with more commonly used plant leaf economic traits (SLA, LDMC) and its direct effects on grassland productivity under drought. Using a structural equation model, we showed that reduction in soil moisture had no direct impacts on above-ground biomass production. Instead, we observed that the drought-induced decrease in above-ground biomass production was mediated by a higher PLCp and lower SLA under drought.

Le modèle SWAT (Soil and Water Assessment Tool) est un outil de simulation des flux dans le paysage, très utile pour orienter la gestion et les aménagements des bassins versants. Dans cette optique, ce modèle a été testé pour reproduire, à un pas de temps journalier, les flux d'eau et de sédiments arrivant à la retenue du barrage Ibn Batouta pour la période 1980-2010. Diverses données climatiques (précipitation et température), morphologiques (MNT) et thématiques (occupation du sol et pédologie) ont été utilisées pour l'alimentation du modèle. Les mesures acquises au niveau de la retenue Ibn Batouta sur les périodes 1980-1982, 1983-1996 et 1997-2010 ont été utilisées respectivement pour les étapes d'initialisation, de calibration et de validation après avoir exécuté une analyse de sensibilité pour déterminer les paramètres les plus sensibles. Les indices de performance R², NSE et PBIAS ont été adoptés pour évaluer et contrôler la qualité des prédictions des débits mensuels liquides et solides. En effet la performance de prédiction est très élevée pour les débits liquides mensuels avec R² (0,95; 0,90), NSE (0,94; 0,89) et PBIAS (-6; 2) respectivement pour la période de calibration et la période de validation. La performance des prédictions des transports solides mensuels est également très satisfaisante avec R² (0,83; 0,64), NSE (0,82; 0,61) et PBIAS (17; -6). Au final, le modèle SWAT permet de reproduire correctement les flux mensuels d'eau et de sédiments à l'exutoire du bassin versant Tleta et son utilisation pour tester des scénarios de gestion et d'aménagements, peut donc être envisagée.

/ Le code ARFAN (« Areal RainFall ANalyses ») permet l'analyse multidurées de chroniques de pluie à pas de temps fixe. Il peut traiter les chroniques ponctuelles, ou des « pluies de bassin » qui en sont déduites (méthode des polygones de Thiessen 'dynamique' recalculant les coefficients de pondération en fonction des lacunes, calcul géostatistique par simulations conditionnelles, permettant d'estimer l'incertitude [code externe SAMPO]). L'échantillonnage est réalisé en maxima annuels et par dépassement de seuils (avec contrôle du choix du seuil et des critères d'indépendance, et validation de l'échantillon obtenu). L'ajustement des lois de probabilité reconnues donne les quantiles. Répéter sur la chronique moyennée sur plusieurs durées produit les courbes Intensité-durée-Fréquence décrivant le régime des pluies fortes (de bassin le cas échéant). Ces IdF sont classiquement utilisées pour construire des « pluies de projet probabilistes », moyennant le choix a priori d'une forme, symétrique ou non (triangle, double triangle, hyétogramme « moyen »). Cependant, cet objet est subjectif et très réducteur. La pluie « de bassin » suppose une hypothèse d'homogénéité spatiale des pluies ; or la variabilité temporelle et spatiale des phénomènes est considérable y compris au sein du bassin, et gouverne l'effet concret de tous dispositifs. Une stratégie de gestion des crues, basée ou non sur des ouvrages à dimensionner, doit considérer cette variabilité des phénomènes. Un progrès possible est de travailler par simulation continue : générer des chroniques de débit à partir de longues chroniques de champs de pluie stochastiques. La méthode est plus exigeante à mettre en oeuvre, mais restitue une variabilité riche et réaliste, nécessaire pour évaluer véritablement l'aléa d'inondation et l'effet d'ouvrages sur cet aléa. ARFAN est un outil de recherche ouvert et évolutif, destiné à tester des méthodes. Une version stable sera aussi disponible pour des utilisations pédagogiques et à l'attention des services de l'État et des bureaux d'étude. Ces travaux bénéficient du soutien du Ministère français chargé de l'Environnement (convention Multirisques) et de partenariats (PHC franco-algérien Tassili ; université autonome de Querétaro, Mexique). SAMPO a été soutenu par divers acteurs (ANR Floodscale, CCR, EdF, Sintef).

Climatic conditions stimulates the cambial activity of plants, and cause significant changes in trunk diameter growth and wood characteristics. The objective of this study was to evaluate the influence of climate variables in the diameter growth rate of the stem and the wood density of Eucalyptus grandis trees in different classes of the basal area. A total of 25 Eucalyptus trees at 22 months of age were selected according to the basal area distribution. Dendrometer bands were installed at the height of 1.30 meters (DBH) to monitor the diameter growth every 14 days, for 26 months. After measuring growth, the trees were felled and wood discs were removed at the DBH level to determine the radial density profile through x-ray microdensitometry and then re-scale the average values every 14 days. Climatic variables for the monitoring period were obtained and grouped every 14 days. The effect of the climate variables was determined by maximum and minimum growth periods in assessing trunk growth. These growth periods were related with precipitation, average temperature and relative air humidity. The re-scaled wood density values, calculated using the radial growth of the tree trunks measured accurately with steel dendrometers, enabled the determination of the relationship of small changes in wood density and the effect of the climatic variations and growth rate of eucalyptus tree trunks. A high sensitivity of the wood density to variation in precipitation levels was found. RESUMO Os estímulos provocados na atividade cambial das plantas pelas condições climáticas promovem significativas alterações no incremento em diâmetro do tronco e nas características do lenho. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência das variáveis climáticas na taxa de crescimento em diâmetro do tronco e na densidade do lenho de árvores de Eucalypttis grandis em diferentes classes de área basal. Foram selecionadas 25 árvores de eucalipto, de acordo com a distribuição de área basal, com 22 meses de idade onde foram instaladas faixas dendrométricas a 1,30 metros (DAP) para o monitoramento do incremento em diâmetro do tronco a cada 14 dias, em um período de 26 meses. Após o período de medição do incremento, as árvores foram derrubadas e retirados discos de lenho no DAP para a determinação dos perfis radiais de densidade aparente por microdensitometria de raios x e posterior re-escala dos valores médios a cada 14 dias. Variáveis climáticas referentes ao período de monitoramento foram obtidas e agrupadas a cada 14 dias. Na avaliação do incremento do tronco o efeito das variáveis climáticas foi determinado pela ocorrência de períodos de máximo e mínimo crescimento, estando relacionados com a precipitação, temperatura média e umidade relativa do ar. A re-escala dos valores de densidade do lenho, aplicando-se o crescimento radial do tronco das árvores mensurado com precisão com dendrômetros de aço, permitiu determinar a relação das pequenas mudanças de densidade do lenho e o efeito das variações climáticas e da taxa de incremento do tronco das árvores de eucalipto, constatando-se uma alta sensibilidade da densidade do lenho em relação a variação dos níveis de precipitação.

In this paper we present a numerical method for drawing a rainfall map. We use thin plate ajustement spline to fit a smooth surface through meteorological data such as rainfall observations. The determination of the ajustement parameters gives rise to the minimization of a multidimensional nonlinear function whose evaluation is very computational intensive. We propose an heuristic approach for the calculation of the ajustement parameters which is cost effective. The proposed method is tested on a set of rainfall observations gathered by the department of national meteorology in Cameroun., Dans cet article, nous présentons une méthode pour le tracé de cartes de pluviométrie. Il s'agit pour cela de lisser et interpoler les mesures des précipitations. La technique des splines de type plaque mince est utilisée pour modéliser la surface de lissage et d'ajustement des données pluvio-métriques. La construction de cette spline nécessite la détermination de paramètres d'ajustement, ce qui fait recours à un problème de minimisation non linéaire multidimensionnelle. Nous proposons une approche heuristique pour la détermination des paramètres d'ajustement. La méthode est testée sur des donnés pluviométriques de la direction nationale de la météorologie du Cameroun. Les résultats que nous présentons dans cet article confirment la robustesse de la méthode.

Une analyse des pluies journalieres extremes du bassin du Cheliff (plus grand bassin du Nord de l’Algerie) a ete etablie sur la periode 1971–2010. Pour cela 13 stations pluviometriques ont ete selectionnees et recueillies aupres de l’Agence Nationale des Ressources hydrauliques (ANRH). Six indices de pluies journalieres ont ete analyses pour caracteriser l’evolution temporelle de la frequence et l’intensite des pluies journalieres sur la periode d’etude. Ces indices correspondent a la pluie totale annuelle des jours de pluies ( 1 mm), aux percentiles 90, 95, 99 et 99.5% et a l’intensite journaliere des jours de pluie (1 mm). Le test de Mann–Kendall indique une tendance generale a la baisse significative pour les pluies totales et l’intensite journaliere de certaines stations. La frequence des fortes pluies ne montre pas de changement significatif de son evolution temporelle pour la majorite des stations. La recherche de relation entre les indices de pluies journalieres et les differents modes de circulation atmospherique a mis en evidence l’influence de l’oscillation mediterraneenne sur la variabilite des precipitations journalieres du Cheliff, particulierement pour les stations qui ont connu une baisse significative de leur indice de pluies journalieres