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In recognition of the limits of the possibilities of combating floods, a vision of “Living With” floods is developing. The aim is no longer to resist water, but to allow it into the territory and adapt. This strategic approach opens the way to a positive vision of flood risk, in which the opportunities associated with floods can be envisaged.In this context of “Living With”, this piece of research seeks to theorise and promote the emerging method of opportunity-based design as applied to flood eco-resilient cities. This thesis therefore examines how:1. the concept of opportunity constitutes an approach within the theoretical framework of flood eco-resilient cities;2. the opportunity-based approach constitutes a method of design and offers advantages, relevance and potential for the design of flood eco-resilient cities, in particular by comparison with the most common method of risk management.The purpose of this thesis research is to formalise the method of opportunity-based design through a representational tool—an observation grid— in order to facilitate the use and promotion of such design. In order to communicate on —but above all to exploit the results— of the method, a grid for the observation of the strategies associated with urban and landscape projects for opportunity-based design is investigated. This instrument, in particular aimed at architectural, urban and landscape designers, is developed by means of a semantic map. Semantic mapping is the methodological solution employed in this research. It is used to explore and connect the multiple data collected, and to organise them so that their complexity can be understood. The observation grid therefore maps the method employed and constitutes a tool for implementation in opportunity-based design.On the one hand, the results obtained from this research demonstrate, first, that the opportunity-based approach offers potential for design in response to the complexity of urban flood territories. Through diversity and proactiveness, it would seem to be relevant in achieving the balance between natural phenomena and human activities. On the other hand, the risk-based and opportunity-based approaches are different but complementary. What emerges from the mapping process is that the design of flood eco-resilient cities entails a balance between risk and opportunity.Second, these results show that opportunity-based design reflects a logic that generates virtuous cycles between landscape features (soil, vegetation, etc.) and fundamental flows (water, energy, waste, nutrients, etc.) for the production of socio‑eco-environmental benefits. The basis of its action is to reconnect cities with their territories by articulating, in a multifunctional, interdisciplinary and multitemporal way, the synergies between the physical elements of urban territory. It is particularly relevant in that it formulates a new, balanced relationship between human and hydro-ecological systems and offers the potential for a new societal perspective.To sum up, the first important conclusion is that semantic mapping is an effective research tool in that it facilitates the handling and analysis of complex data. The second is that the method theorised, together with the observation grid developed, constitute a change in flood-related design practices. And finally, this thesis establishes a refined theoretical and practical starting point for challenging the risk management paradigm and pursuing further research into flood eco-resilient cities and into “Living With” floods., Face au constat des limites de la lutte contre les inondations, la vision de «Vivre avec» se développe. Il ne s’agit plus de rejeter l’eau mais de l’accepter sur le territoire et de s’y adapter. Cette approche stratégique ouvre la voie vers une vision positive du risque d’inondation qui permet d’envisager des opportunités liées aux inondations.Dans ce contexte du «Vivre avec», ce travail de thèse vise à théoriser et valoriser l’approche émergente que représente la démarche par l’opportunité pour la conception de villes éco-résilientes aux inondations. Ainsi, cette thèse examine en quoi :1. le concept d’opportunité constitue une démarche dans le cadre théorique des villes éco-résilientes aux inondations ;2. la démarche par l’opportunité constitue une méthode de conception et présente des avantages, une pertinence et un potentiel pour la conception de villes éco-résilientes aux inondations, notamment au vu de la gestion du risque plus courante.La recherche mise en œuvre a pour objet de formaliser la méthode de conception par l’opportunité au travers d’une représentation – une grille d’observation – afin d’en faciliter l’utilisation et la promotion. Pour communiquer mais surtout exploiter les résultats sur la méthode, une grille d’observation des stratégies associées à des projets urbains et paysagers pour la conception par l’opportunité est investiguée. Ce support tout particulièrement destiné aux concepteurs architecturaux, urbains et paysagers, est élaboré selon le principe d’une représentation sémantique. La cartographie sémantique correspond à l’outil méthodologique utilisé dans cette recherche. Elle permet d’explorer et de mettre en relation les multiples informations établies tout en les organisant pour une meilleure compréhension de leur complexité. Ainsi, la grille d’observation vient cartographier la méthode établie et constituer un support d’aide à la conception par l’opportunité.Les résultats obtenus de ce travail démontrent premièrement que d’une part, la démarche par l’opportunité présente un potentiel de conception face à la complexité des territoires inondables en milieu urbain. En agissant sur des notions diversifiées et proactives elle apparaît comme pertinente dans la balance entre phénomènes naturels et activités humaines. D’autre part, les démarches par le risque et par l’opportunité sont deux approches différentes mais complémentaires. Il ressort du travail cartographique que la conception de villes éco-résilientes aux inondations s’appuie sur un équilibre entre risque et opportunité.Ces résultats démontrent deuxièmement que la conception par l’opportunité correspond à une logique qui induit des cycles vertueux entre des caractéristiques paysagères (sols, végétations, etc.) et des flux fondamentaux (eau, énergie, déchets, nutriments, etc.) pour la production de bénéfices socio-éco-environnementaux. Elle a pour socle d’action de reconnecter les villes avec leur territoire en articulant et exploitant de manière multifonctionnelle, interdisciplinaire et pluritemporelle les synergies entre les éléments physiques du territoire urbain. Elle est particulièrement pertinente en ce qu’elle formule une nouvelle relation équilibrée pour le couple humain/systèmes hydro-écologiques et présente le potentiel d’un horizon sociétal innovant.En conclusion et synthèse, il est tout d’abord à retenir que la cartographie sémantique constitue un outil de recherche pertinent en ce qu’elle facilite le traitement et l’analyse de données complexes. Ensuite, la méthode théorisée, tout comme la grille d’observation élaborée, induit une évolution des pratiques de conception liées aux inondations. Enfin, cette thèse définit une base de travail théorique et pratique affinée, qui vient questionner le paradigme de la gestion du risque pour approfondir la recherche sur les villes éco-résilientes aux inondations et le «Vivre avec».

/ D'une façon générale, un corridor représente une emprise spatiale garante de la connectivité dans un réseau écologique. Pour les cours d'eau, cette notion est non seulement liée à une zone spatialement identifiée comme riparienne, ou corridor rivulaire, qui se définit comme une bande de végétation naturelle située le long d'un cours d'eau, Mais, c'est également un milieu où se cumulent de nombreuses fonctionnalités écosystémiques : zone tampon, filtre d'épuration, zone de provision et de rétention de nutriments, habitat, écotone et couloir de connexion, de contact et d'échange. L'étude du corridor rivulaire est par conséquent indissociable de celle de la rivière, de son paysage et de son bassin versant. Quelles sont les échelles pertinentes à considérer pour appréhender la continuité écologique des corridors rivulaires? Comment construire une approche qui tienne compte de l'échelle de réalisation des processus d'échange et de contact ? Le focus de mes travaux au laboratoire d'hydroécologie quantitative repose sur les cours d'eau à l'échelle large de la France avec une attention particulière portée à leur structure et leur fonctionnement hydromorphologique. Les altérations physiques, la fragmentation des habitats, mais aussi la pollution se présentent comme des pressions emboîtées à différentes échelles, qui peuvent se cumuler au sein des réseaux hydrographiques. Pour correctement identifier leurs impacts et pouvoir y remédier, il fallait mobiliser de nouveaux concepts et bâtir un programme de recherche à moyen terme pour développer de nouvelles méthodes d'analyse hiérarchique, notamment pour caractériser la notion de connectivité. Le travail repose sur une sélection de variables spatiales d'intérêt, concrétisée ensuite par leur extraction géomatique à partir de bases de données couplées à des systèmes d'informations géographiques ou à partir de documents cartographiques, incluant par exemple l'imagerie à très haute résolution spatiale. Ces caractéristiques, résumées par des indicateurs spatiaux qui renseignent les ruptures de continuité, sont ensuite utilisées pour explorer avec un nouveau regard et une ouverture du champ spatial (réseaux hydrographiques, effets amont aval) des relations fonctionnelles entre corridor et différents processus ou réponses écologiques.

I explain in this document how questions on the assessment of the resilience of socio-ecological systems and questions on the distinction between action policies that can be considered as sustainable, led me to propose measures based on concepts of the mathematical viability theory. The implementation of these measures in each particular case raises modeling and calculation issues. Some answers are specific to the particular case, but others, such as algorithms, can be capitalized to ask new questions. My current focuses are regulation architectures in complex systems when the properties of interest are global and resilient to local disturbances. / J'explique dans ce mémoire comment les questionnements sur l'évaluation de la résilience de systèmes écologiques et sociaux ainsi que sur la distinction de politiques d'actions pouvant être qualifiées de durables, m'ont conduit à proposer des mesures basées sur les concepts de la théorie mathématique de la viabilité. La mise en oeuvre de ces mesures dans chaque cas particulier pose des problèmes de modélisation et de calcul. Certaines réponses sont spécifiques au cas en question, d'autres comme les algorithmes de calcul peuvent être capitalisés pour se poser de nouvelles questions. Celles qui m'intéressent actuellement concernent les architectures de régulation dans les systèmes complexes, complexes au sens où les propriétés d'intérêt globales sont résilientes à des perturbations locales.

National audience; Le concept de résilience socio-écologique, élaboré par les sciences écologiques et que l’on peut définir comme « la capacité d’un système à conserver ses propriétés face à des perturbations », est un concept qu’il parait intéressant de mobiliser face à l’enjeu de l’adaptation des systèmes d’élevage au changement climatique. Les travaux sur la résilience soulignent l’importance d’articuler le fonctionnement des écosystèmes avec celui des systèmes sociaux, qui utilisent et gèrent les écosystèmes ; ces travaux proposent une approche dynamique du fonctionnement de ces socio-écosystèmes. Nous proposons d’adapter les cadres d’analyse de la résilience au système composé de l’alpage en interaction avec les exploitations agricoles qui l’utilisent (système Alpage-Exploitations - SAE), qui est particulièrement exposé au changement climatique. Après avoir co-construit avec des acteurs un modèle du fonctionnement du SAE, nous nous appuyons sur des travaux antérieurs pour proposer une grille d’analyse de sa résilience et nous testons cette grille sur quelques cas. L’objectif n’est pas de fournir une évaluation quantitative de la résilience d’un SAE, mais de parvenir à identifier, parmi les différents éléments constitutifs du SAE que sont les ressources pastorales et fourragères, les troupeaux, l’organisation du travail et le pilotage, ce qui confère de la résilience et ce qui est susceptible de fragiliser le système, à court ou à long-terme. Ce travail enrichit les recherches en sciences agronomiques sur la flexibilité des systèmes d’élevage et propose des clés pour articuler court-terme et long-terme dans la gestion des systèmes agropastoraux. Il permet par ailleurs un apport original aux travaux sur la résilience socio-écologique et de rendre ce concept assez opératoire, grâce à un point de vue sur le système étudié qui s’appuie sur les représentations des acteurs, avec une entrée par la gestion et non par le fonctionnement écologique, et en ciblant sur les acteurs du système social qui agissent de manière directe sur l’écosystème (éleveurs et bergers).

La surexploitation des ressources naturelles, consécutive à un besoin accru en terres arables des populations locales, entraîne de graves dysfonctionnements dans le bio-fonctionnement du sol (carences minérales, stress salins, etc.). Ce dysfonctionnement, aggravé par les aléas climatiques (sécheresse), nécessite la mise en oeuvre de stratégies d'ingénierie écologique permettant une réhabilitation des milieux dégradés via la restauration de services écologiques essentiels. Les premiers symptômes du processus d'altération de la qualité des sols des milieux tropicaux et méditerranéens se traduisent par une altération de la structure de la strate épigée avec, en particulier, une paupérisation de la diversité et de l'abondance des espèces végétales. Cette dégradation est accompagnée par une fragilisation des sols et une augmentation de l'impact de l'érosion sur la couche superficielle, entraînant une baisse de la fertilité des sols au niveau de leurs caractéristiques physico-chimiques, mais aussi biologiques (par exemple, la microflore tellurique). Parmi les composantes microbiennes particulièrement sensibles à ces phénomènes d'érosion, les microorganismes symbiotiques (rhizobia, champignons mycorhiziens) sont connus pour être des composantes clés dans le fonctionnement des principaux cycles biogéochimiques telluriques (C, N et P). De nombreux travaux ont montré l'importance de la gestion de ces microorganismes symbiotiques dans les stratégies de réhabilitation et de revégétalisation des milieux dégradés, mais également pour améliorer la productivité des agro-systèmes. En particulier, la sélection de symbiotes et leur inoculation en masse dans le sol de plantation ou de culture ont été fortement encouragées au cours de ces dernières décennies. Ces inoculants étaient sélectionnés, non seulement pour leur impact sur la plante, mais également pour leur capacité à persister dans le sol, au détriment de la microflore résiduelle native. La performance de cette technique était donc évaluée au niveau du couvert végétal, mais les répercussions au niveau des caractéristiques de la microflore tellurique étaient généralement ignorées. Le rôle de la diversité microbienne sur la productivité et la stabilité (résistance, capacité de résilience, etc.) des éco- et agro-systèmes a été mis en évidence relativement récemment et a conduit à une remise en cause des bases conceptuelles de l'inoculation contrôlée dans la gestion durable des terres. Il a été notamment suggéré que les caractéristiques du milieu à réhabiliter devaient être prises en compte, et plus particulièrement son niveau de dégradation par rapport au seuil de résilience écologique. Cette prise en compte devrait permettre d'optimiser les pratiques culturales pour soit (i) redonner à l'écosystème ses propriétés originelles dans le cas de milieux peu dégradés ou (ii) transformer un écosystème dans le cas de sols hautement dégradés (par exemple, les sols miniers). Dans ce chapitre, nous évoquerons, à travers différents exemples d'expérimentations réalisées en milieu tropical et méditerranéen, les performances des différentes stratégies de gestion du potentiel microbien des sols (inoculation d'espèces exotiques vs des espèces natives, inoculation contrôlée vs la gestion du potentiel microbien via la strate végétale épigée, etc.) suivant le niveau de dégradation du milieu.

/ Un nombre croissant d'études montrent l'intérêt de prendre en compte les interactions de la végétation avec les bactéries et les champignons du sol. En effet, ceux-ci interagissent en permanence, de façon positive (facilitation, symbiose) ou négative (compétition, parasitisme, etc.). Il semble donc important de mieux appréhender comment ces interactions sont résilientes aux perturbations exogènes au fonctionnement des écosystèmes et dans quelle mesure elles influencent la restructuration de la communauté végétale. La pseudo-steppe de la plaine de la Crau (10 000 ha, Bouches-du-Rhône, France), est un écosystème issu de relations multimillénaires entre des conditions pédoclimatiques stressantes et le pâturage ovin extensif. L'existence de perturbations exogènes anciennes de type cultural a cependant modifié de façon durable des surfaces considérables de cette formation végétale (>2000ha). Nous nous intéressons ici aux effets de ces perturbations sur les communautés microbiennes et les interactions mycorhiziennes selon un gradient d'abandon : 2 ans 30-40 ans 200 ans pseudo-steppe (6000 ans). Après avoir caractérisé les communautés végétales (composition , richesse); nous allons comparer i) les communautés microbiennes telluriques par l'étude des profils d'acides gras membranaires PLFA (Phospholipid Fatty-acid Analysis) et ii) les taux de mycorhisation de certaines espèces végétales présentant un gradient d'abondance selon les âges des différentes communautés végétales. L'objectif est ainsi d'identifier d'éventuels patrons de résilience dont la compréhension pourrait servir à une meilleure restauration intégrant notamment la structuration des communautés.