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Soils contribute to ensuring a large part of basic human needs. To better preserve them, we need to better understand them. Organic carbon is one of the key elements of their functioning, but the processes that govern its degradation at the microbial scale are still difficult to elucidate, in part because of the considerable spatial complexity of soil. The objective of this PhD thesis was to understand how the transport processes and spatial distributions of bacteria and soluble carbon influenced the degradation of the latter by bacteria. The confrontation of numerical experiments and observations showed that this question could not be answered without knowing the biological traits of bacteria. Depending on the efficiency of bacteria to consume carbon, their activity can be limited rather by the dilution of carbon or by the competition for carbon even within the same population. The generalization of these results suggests that competition between bacteria plays a widespread and significant role in soils, and highlights an unexpected activity of "poor" soil zones. More generally, the results suggest a theoretical relationship between carbon mobility, bacterial mobility, their optimal location in soil and their carbon consumption efficiency., Les sols contribuent à assurer une grande partie des besoins humains essentiels. Mieux les préserver implique de mieux les comprendre. Le carbone organique est l'un des éléments clés de leur fonctionnement, mais les processus qui régissent sa dégradation à l'échelle des microorganismes sont encore difficiles à élucider, en partie à cause de la complexité spatiale considérable du sol. L'objectif de cette thèse a été de comprendre comment les processus de transport et les répartitions spatiales de bactéries et de carbone soluble influençaient la dégradation de ce dernier par les bactéries. La confrontation d'expériences numériques et d'observations a montré que cette question ne pouvait pas être résolue sans connaître les traits biologiques des bactéries. En fonction de l'efficacité des bactéries à consommer le carbone, leur activité peut être limitée tantôt par la dilution du carbone, tantôt par la compétition pour le carbone même au sein d’une même population. La généralisation de ces résultats suggère que la compétition entre bactéries joue un rôle répandu et significatif dans les sols, et met en lumière une activité inattendue des zones « pauvres » du sol. Plus généralement, les résultats permettent de suggérer une relation théorique entre la mobilité du carbone, la mobilité des bactéries, leur localisation optimale dans le sol et leur efficacité de consommation du carbone.

About 10 % of women in reproductive age is infertile worldwide. In Europe, only 50 % of these couple seek for infertility service in a time frame of five years. This study focuses on contextual causes of infertility treatments use in 2016 in metropolitan France. Based on data from the national health data system this ecologic study investigates spatial phenomenon and local disparities in infertility treatment use. Analyzed factors are socioeconomic advantage index (FDep13), access in general practitioner and gynecologist (APL), urbanization rate, distance to the nearest assisted reproductive technology (ART) center and access to basic health care. In this study, the scale of the aggregation unit is the “territoire de vie” (TV). To explore spatial heterogeneity, we built a geographically weighted regression (GWR).This study shows the existence of spatial autocorrelation and the need of spatial models. It underlines the impact of gynecologist access in use of infertility treatments and the ambiguous impact of socioeconomic advantage.; Près de 10 % des femmes en âge de procréer dans le monde rencontrent un problème d’infertilité. Après 5 ans de rapports sexuels non protégés sans grossesse, seul un couple sur deux consulte un médecin en Europe. Cette étude s’intéresse aux déterminants contextuels du recours aux traitements de l’infertilité pour l’année 2016 en France métropolitaine. En s’appuyant sur le système national des données de santé (SNDS), cette étude écologique investigue le phénomène spatial et les disparités territoriales du taux de recours aux traitements de l’infertilité. L’échelle d’agrégation des données choisie pour mener l’étude est celle des territoires de vie (TV). Les facteurs étudiés sont la défavorisation sociale du TV (FDep13), l’accessibilité aux médecins généralistes et gynécologues (APL), le taux d’urbanisation, la distance au centre d’assistance médicale à la procréation (AMP) le plus proche et l’accès aux soins de santé de base. Pour prendre en compte l’hétérogénéité spatiale, une régression géographiquement pondérée (RGP) est utilisée. L’étude montre la présence d’autocorrélation spatiale et la nécessité de mettre en place des modèles géographiques. Elle met en évidence l’importance de l’accès aux médecins gynécologues dans le recours aux traitements de l’infertilité ainsi que l’effet équivoque de la favorisation sociale.

About 10 % of women in reproductive age is infertile worldwide. In Europe, only 50 % of these couple seek for infertility service in a time frame of five years. This study focuses on contextual causes of infertility treatments use in 2016 in metropolitan France. Based on data from the national health data system this ecologic study investigates spatial phenomenon and local disparities in infertility treatment use. Analyzed factors are socioeconomic advantage index (FDep13), access in general practitioner and gynecologist (APL), urbanization rate, distance to the nearest assisted reproductive technology (ART) center and access to basic health care. In this study, the scale of the aggregation unit is the “territoire de vie” (TV). To explore spatial heterogeneity, we built a geographically weighted regression (GWR).This study shows the existence of spatial autocorrelation and the need of spatial models. It underlines the impact of gynecologist access in use of infertility treatments and the ambiguous impact of socioeconomic advantage.; Près de 10 % des femmes en âge de procréer dans le monde rencontrent un problème d’infertilité. Après 5 ans de rapports sexuels non protégés sans grossesse, seul un couple sur deux consulte un médecin en Europe. Cette étude s’intéresse aux déterminants contextuels du recours aux traitements de l’infertilité pour l’année 2016 en France métropolitaine. En s’appuyant sur le système national des données de santé (SNDS), cette étude écologique investigue le phénomène spatial et les disparités territoriales du taux de recours aux traitements de l’infertilité. L’échelle d’agrégation des données choisie pour mener l’étude est celle des territoires de vie (TV). Les facteurs étudiés sont la défavorisation sociale du TV (FDep13), l’accessibilité aux médecins généralistes et gynécologues (APL), le taux d’urbanisation, la distance au centre d’assistance médicale à la procréation (AMP) le plus proche et l’accès aux soins de santé de base. Pour prendre en compte l’hétérogénéité spatiale, une régression géographiquement pondérée (RGP) est utilisée. L’étude montre la présence d’autocorrélation spatiale et la nécessité de mettre en place des modèles géographiques. Elle met en évidence l’importance de l’accès aux médecins gynécologues dans le recours aux traitements de l’infertilité ainsi que l’effet équivoque de la favorisation sociale.

As a result of the heterogeneous spatial distribution of microorganisms and substrates in soil and restricted accessibility, biodegradation occurs mainly in hot-spots, such as in the detritusphere induced by decomposing plant residues. Knowing the characteristics of the volume of soil involved in decomposition of a given organic substrate would help understand and predict biodegradation, while this information is not yet known for given soil characteristics. Our objectives were: (i) to identify the volume of soil involved in the biodegradation of plant residues and (ii) to determine to what extent this volume is affected by soil moisture under diffusive conditions, by monitoring the mineralisation and spatio-temporal evolution of residues-C and microorganisms in soil at the scale of the microbial habitat. We incubated repacked soil cores, with a central layer of 13C labelled maize residues at three different matric potentials. We monitored the 13C and total C mineralisation over 601 days of incubation, we separated soil slices with increasing distances from the residues at 3, 7, 15 and 45 days and analysed therein the 13C from the residue, the microbial community structure and its activity by processing PLFA and 13C-PLFA but also prepared thin sections for fluorescence and nanoSIMS observations. Mineralisation and priming effect increased with soil moisture, but beyond 70 days, they both become higher than expected in dry conditions. A few mm thick detritusphere was established as fast as the soil humidity was important, with an increasing gradient of 13C, total, 13C PLFA and observed colonies towards the residues layer. Most 13C from the residues was located in the first two millimetres of the detritusphere and little impacted by matric potential. The degrading microbial communities were different from the total communities but similar in wet and dry conditions. Both bacteria and fungi were involved in biodegradation after 7 days of incubation. The use of analysis methods of points repartition between them and according to macropores allowed us to obtain little widespread micro-scale data in soil sciences on the distribution of soil microorganisms. The aggregation of microorganisms seems little affected by the water content and the proximity of the residue. On the other hand, distribution gradients of microorganisms around the macropores were stronger in dry than wet conditions and in contact with the residue. The NanoSIMS observations could not give very reliable results but were consistent with a rapid assimilation of the resources available after a few days of incubation. It seems more generally that in the case of dry soil, part of the processes are slower (establishment of the detritusphere, development of fungi, biodegradation, priming effect, distribution of microorganisms around the pores, etc.), however, their intensity is not lessened.; En raison de la distribution spatiale hétérogène des micro-organismes et des substrats dans le sol et de l'accessibilité restreinte, la biodégradation se produit principalement dans des hotspots, comme dans la détritusphère induite par la décomposition des résidus végétaux. Connaître les caractéristiques du volume de sol impliqué dans la décomposition d'un substrat organique donné aiderait à comprendre et à prédire leur biodégradation, alors que cette information n'est pas encore connue dans le cas de sols secs. Nos objectifs étaient: (i) d'identifier le volume de sol impliqué dans la biodégradation de résidus végétaux et (ii) de déterminer dans quelle mesure ce volume est affecté par l'humidité du sol en conditions diffusives, en effectuant un suivi de la minéralisation et de l'évolution spatio-temporelle du C des résidus et des microorganismes dans le sol à l'échelle de l'habitat microbien. Nous avons incubé des cosmes de sol remaniés comprenant une couche centrale de résidus de maïs marqués 13C à trois potentiels matriciels contrastés. Nous avons effectué un suivi la minéralisation du 13C et du C total sur 601 jours d'incubation, avons séparé les tranches de sol à des distances croissantes des résidus à 3, 7, 15 et 45 jours et y avons analysé le 13C du résidu, la structure de la communauté microbienne et son activité par analyses des PLFA et 13C-PLFA mais aussi préparé de lames minces pour des observations en fluorescence et nanoSIMS. La minéralisation et le priming effect augmentent avec l'humidité du sol, mais au-delà de 70 jours, ils deviennent tous les deux plus importants que ce qui était attendu en conditions sèches. Une détritusphère de quelques mm d'épaisseur s’établit d’autant plus rapidement que l’humidité du sol augmente, avec un gradient croissant de 13C, de PLFA, de 13C-PLFA vers la couche de résidus. La plupart du 13C des résidus était situé dans les deux premiers millimètres de la détritusphère et la quantité de C transféré dépendait peu du potentiel matriciel. Les communautés microbienne dégradantes étaient différentes des communautés totales mais similaires en conditions humides et sèches. Bactéries et champignons étaient impliqués dans la biodégradation après 7 jours d’incubation. L’utilisation de méthodes d’analyses de répartition de points entre eux et par rapport aux macropores nous a permis d’obtenir des données peu répandues à micro-échelle sur la répartition des microorganismes du sol. L’agrégation des microorganismes semblent peu affectée par la teneur en eau et la proximité du résidu. En revanche, les gradients de répartition des microorganismes autour des macropores étaient plus forts en conditions sèches qu’humides et au contact du résidu. Les observations NanoSIMS n’ont pas pu donner de résultats très fiables mais étaient cohérents avec une assimilation rapide des ressources disponibles après quelques jours d'incubation. Il semble plus généralement que dans le cas du sol sec une partie des processus soient plus lents (apparition de la détritusphère, développement de champignons, biodégradation, priming effect, répartition des microorganismes autour des pores, etc.) mais leur intensité n’en est pas pour autant amoindrie.

Cet article, vise à analyser l'impact du changement climatique sur la production agricole, particulièrement l'effet de la température et de la précipitation sur la production ‎des agrumes au sien de la région Souss-Massa durant la campagne agricole 2017/2018. En suivant une méthodologie économétrique ‎s’appuyant sur la modélisation spatiale pour inclure la dimension spatiale et les effets spatiaux (hétérogénéité spatiales) dans ladite analyse. Pour ce faire, nous nous sommes basés dans cette analyse sur le test global d’autocorrélation spatiale, ainsi que sur le modèle autorégressif spatial (SAR) et le modèle de Durbin spatial (SDM). Les résultats des estimations‎ ont montré que la valeur associée au test du rapport de vraisemblance dans le modèle SDM (le modèle optimal) est relativement supérieur en ‎comparaison à celle correspondante au même test dans le modèle SAR. En plus, ‎les variables (Température en °C, Précipitation en mm) affichent un signe positif. Ce qui suggère que la hausse et la baisse de la température et la baisse des ‎précipitations prévues réduiront la productivité nette des agrumes au sein de la région Souss-‎Massa., Alternatives Managériales Economiques, Vol. 2, No 4 (2020)

The preservation of biodiversity is a priority issue, both at national, European and international levels. In order to provide a better understanding of ecosystem functioning, spatial heterogeneity of natural environments is becoming one of the key components for the study of biodiversity. The Mediterranean basin is a hotspot of biodiversity for which the synergies between biodiversity and spatial heterogeneity of landscapes are particularly important. Mediterranean environments are organized into heterogeneous mosaics of four vertical strata~: bare soil, herbs, low ligneous and high ligneous. The biodiversity of these unique hotspots is now threatened by a closure of the landscape that leads to the habitat loss and landscape homogenization. The loss of heterogeneity is also leading to an increase in fire risks.This thesis aims to develop indices characterizing the spatial heterogeneity of natural landscapes in a Mediterranean context using very high spatial resolution remote sensing images. Among the various methods dedicated to the characterization of heterogeneity, the FOTO (FOurier Based Textural Ordination) method is particularly relevant because it produces uncorrelated texture gradients in an unsupervised manner, allowing continuous variations in spatial heterogeneity to be characterized at different spatial scales. Thus, the first objective of this thesis is to test the potential of texture indices derived from the FOTO method for the characterization of spatial heterogeneity relative to four vertical strata. The second objective is to test the sensitivity of our approach to technical and environmental factors, in order to ensure its replicability, and promote its use in an operational context of monitoring Mediterranean environments. Finally, based on a case study centered on the spatial distribution of bird species sensitive to vegetation heterogeneity, the last objective is oriented towards the validation of the ecological relevance of the heterogeneity indices.Combined with a vegetation index, NDVI, the texture indices derived from the FOTO method could be interpreted in terms of spatial heterogeneity and make it possible to characterize the composition and organization of the four vertical strata studied. These indices are influenced bymultiple factors, including the anthropization of landscapes showing patterns translated into surfaces such as crops, and the nature of the radiometric information of the remote sensing images processed. This pattern information impacts the apparent contrast of vegetation strata. Thus, the application of the method on a panchromatic band is more sensitive to patterns related to the alternation of bare soil and herbs while the application of the method on NDVI is more sensitive to patterns related to the alternation of ligneous strata with the herbaceous stratum. Finally, we have shown the interest of the approach developed for the prediction of several bird species with high conservation stakes. Heterogeneity indices have made it possible to highlight vegetation structures that are particularly favourable to certain bird species.The approach developed in this thesis is particularly stimulating because it allows the unsupervised production of three complementary indices characterizing several components of spatial heterogeneity related to four strata. Further efforts are needed to improve i) our understanding of the contribution of environmental and instrumental factors to the stability of the approach and ii) its automation for application in an operational context for mapping and monitoring the conservation status of natural habitats and birdlife.; La préservation de la biodiversité est un enjeu prioritaire, identifié aussi bien au niveau national qu’au niveau européen et international. L’hétérogénéité spatiale des milieux naturels est l’une des composantes clefs pour l’étude de la biodiversité et permet de comprendre le fonctionnement des écosystèmes. Le bassin Méditerranéen est un hotspot de biodiversité pour lequel le lien entre biodiversité et hétérogénéité spatiale des paysages s’illustre particulièrement bien. Les milieux méditerranéens s'organisent en mosaïques hétérogènes de quatre strates verticales: le sol nu, l’herbe, les ligneux bas et les ligneux hauts. La biodiversité de ces milieux est aujourd'hui menacée par une fermeture de milieux naturels qui entraîne la disparition de certains habitats et l’homogénéisation des paysages, homogénéisation qui entraîne elle-même une augmentation des risques d’incendies.Cette thèse se propose de développer des indices caractérisant l’hétérogénéité spatiale des milieux naturels dans un contexte méditerranéen à partir d’images de télédétection à très haute résolution. Parmi les différentes méthodes permettant de caractériser l'hétérogénéité, la méthode FOTO (FOurier Based Textural Ordination) est particulièrement intéressante car elle produit de façon non supervisée un nombre limité de gradients de texture non corrélés, à partir desquels il est possible de décrire les variations continues de l’hétérogénéité spatiale, et ce, à plusieurs échelles spatiales. Ainsi le premier objectif de cette thèse est de tester le potentiel des gradients de texture issus de la méthode FOTO pour la caractérisation de l’hétérogénéité spatiale relative aux quatre strates verticales caractéristiques des milieux méditerranéens. Le deuxième objectif est de tester la sensibilité de l’approche développée à des facteurs techniques et environnementaux, afin de s’assurer de sa réplicabilité pour favoriser son utilisation dans un contexte opérationnel de suivi des milieux méditerranéens. Enfin, le dernier objectif est de valider la pertinence écologique des indices d’hétérogénéité développés à travers un cas d’application~: la caractérisation de la répartition spatiale d’espèces d’oiseaux sensibles à l’hétérogénéité de la végétation.Combinés avec un indice de végétation, le NDVI, les indices de texture issus de la méthode FOTO ont pu être interprétés en termes d'hétérogénéité spatiale et ont permis de caractériser la composition et l'organisation des quatre strates verticales étudiées. Ces indices sont influencés par la présence de surfaces anthropisées comme les cultures ainsi que par la nature de l'information radiométrique des images de télédétection utilisées, qui impacte le contraste apparent des strates de végétation. Ainsi, l'application de la méthode sur une bande panchromatique est plus sensible aux motifs liés à l'alternance de sol nu et d'herbe tandis que l'application de la méthode sur le NDVI est plus sensible aux motifs lié à l'alternance des ligneux avec la strate herbacée. Enfin, nous avons montré l’intérêt de l’approche développée pour la prédiction de plusieurs espèces d’oiseaux à fort enjeux de conservation. Les indices d’hétérogénéité ont permis de mettre en évidence des structures de la végétation particulièrement favorables à certaines espèces d’oiseaux.L'approche développée dans cette thèse est particulièrement intéressante car elle permet la production non supervisée de trois indices complémentaires caractérisant plusieurs composantes de l'hétérogénéité spatiale relatives à quatre strates. Des efforts sont encore nécessaires pour améliorer i) notre compréhension de la contribution de facteurs environnementaux et instrumentaux sur la stabilité de l'approche et ii) son automatisation en vue d'une application dans un contexte opérationnel pour la cartographie et le suivi de l'état de conservation des habitats naturels et de l'avifaune.

Master; Les prairies permanentes abritent une très grande diversité végétale à l’origine de nombreux processus écologiques responsables de la stabilité de l’écosystème et de sa performance agronomique. Une parcelle possède une hétérogénéité spatiale de sa végétation due à la répartition en patch de ses ressources, en particulier la lumière, l’eau et l’azote. Elle dépendrait des facteurs endogènes (capacité de dispersion, phénologie…) et de facteurs exogènes (topographie, climat…) ou d’autres facteurs exogènes sont liés aux pratiques agricoles : le pâturage, la fauche ou la fertilisation. Il y a trois composantes de la diversité : alpha (au sein des unités d’échantillonnage), bêta (entre les unités d’une parcelle) et gamma (somme des deux précédentes, à l’échelle du champ). Peu d’études ont explicitement analysé les conséquences des pratiques agricoles sur la composante bêta de la diversité. L’objectif de cette étude est de répondre à la question : quel est le rôle de la variabilité spatiale et temporelle de l’environnement, induite par les pratiques agricoles, sur la diversité des prairies ? Nous avons suivi des parcelles soumises à trois traitements : fauche (et fertilisation), pâturage intensif et extensif. Nous avons mesuré la variabilité dans le temps et l’espace de la disponibilité des ressources de l’environnement : lumière (Tau), eau (SWC) et azote (NDVI et NBI). Les composantes alpha, bêta et gamma de la diversité ont été quantifiées grâce à l’indice de Rao pour relier les variations environnementales aux variations de la structure des communautés végétales dans les différents traitements. On a trouvé un effet significatif du traitement sur la variabilité du NDVI : la variabilité spatiale du NDVI est plus grande pour les pâtures que pour les fauches et variabilité temporelle du NDVI est plus grande pour les fauches que pour les pâtures. Les différences de pratiques n’ont pas eu d’effet sur les autres variables environnementales. Aucun effet du traitement sur les diversités spatiales et temporelles n’a été trouvé mais la diversité bêta spatiale était plus importante que la temporelle. La partition de variance a indiqué que la diversité spatiale est expliquée à majorité par la variabilité de l’environnement et la diversité temporelle par la distance temporelle entre les dates de mesure, qui peut simplement être liée à la phénologie des espèces. Il est difficile de dégager des tendances générales et le choix des modalités de gestion devraient se réfléchir localement en considérant la structure initiale de la végétation et de l’environnement.

Agro-sylvo-pastoral systems (systèmes agro-sylvo-pastoraux - SASP) of West Africa are agroecosystems limited in biomass and nutrients. Nutrient recycling and fertility transfer are traditionally driven by the mobility of ruminant herds led in extensive practices. Agro-pastoralists practice night corralling of their herds to concentrate the organic matter in the fields near the houses, in order to secure a sufficient food production for their needs.In a context of demographic growth and the reduction of natural rangelands in favor of cultivated areas, the "traditional" mobile livestock system, based on high mobility within the village is being called into question. The strategies adopted by the agro-pastoralists are: (i) keeping the herds away from the village for periods of varying lengths, by seasonal transhumance in less populated regions where forage resources are more important, or (ii) more recently, intensified practices with animals kept in the barn within the village and fed with concentrate feeds, bought on the local markets. These changes in livestock systems may have important consequences for biomass flows and nutrient cycling at the household and village landscape level. There was a need to assess their impact on the functioning and sustainability of SASP.To this end, the TERROIR multi-agent model has been developed and implemented on the GAMA modeling platform. It simulates the effect of changes in the organization of the landscape and livestock systems on biomass and nitrogen flows at different levels of organization in the village: plot, herd, household, village landscape. The model simulates the exchanges of biomasses between dozens of households with different strategies and practices. It includes the spatial transfers of biomasses between several hundred plots orchestrated by dozens of herds moving independently. The model synthesizes these flows with a set of indicators from two methods of analysis (Ecological Network Analysis and System Gate Balance) to describe the structure, functioning and sustainability of the agroecosystem, in terms of productivity, efficiency, autonomy, recycling, spatial transfers and nutrient balance. The model was designed and configured with available data on savannah agroecosystems in West Africa. It was evaluated from data observed in two villages of the Groundnut Basin in Senegal where the practices of agro-pastoralists are particularly contrasted.The TERROIR model was developed and implemented to explore the impacts of the village dynamics observed over the period 1920-2015 in the Groundnut Basin in Senegal, an agricultural zone in fast and advanced agrarian transition. The results highlight a reorganization of the nitrogen cycle and a general trend towards increased flows and increased dependence of agroecosystems on external sources of nutrients. However, the recycling and spatial transfers of nutrients internal to agroecosystems remain at high levels. The soil-plant-animal-human integration and the spatial heterogeneity of the distribution of fertilizing resources appear as two persistent properties of the studied agro-ecosystems. Consolidating this integration and spatial organization could guarantee for the sustainability of future farming systems that will emerge in a context of continued high-population growth and climate change.; Les systèmes agro-sylvo-pastoraux (SASP) d’Afrique de l’Ouest sont des agro-écosystèmes limités en biomasses et en nutriments. Le recyclage des nutriments et les transferts de fertilité sont traditionnellement rythmés par la mobilité des troupeaux de ruminants conduits en extensif. Les agro-éleveurs pratiquent le parcage nocturne de leurs troupeaux pour concentrer la matière organique, dans les champs à proximité des habitations afin de sécuriser une production vivrière suffisante à leurs besoins. Dans un contexte de croissance démographique et de réduction des parcours naturels au profit des zones cultivées, le système d’élevage « traditionnel », basé sur une forte mobilité intra-terroir villageois, est remis en cause. Les stratégies adoptées par les agro-éleveurs sont, soit (i) l’éloignement des troupeaux du terroir villageois pendant des périodes plus ou moins longues par des pratiques de transhumance saisonnière vers des régions moins peuplées et disposant de davantage de ressources fourragères ; soit (ii) plus récemment, des pratiques d’intensification avec des animaux gardés à l’étable au sein du terroir villageois et nourris avec des aliments concentrés, achetés sur le marché local. Ces changements de systèmes d’élevage ont possiblement des conséquences importantes sur les flux de biomasses et les cycles des nutriments au niveau du ménage et du territoire. Il convenait de les évaluer en termes d’impacts sur le fonctionnement et la durabilité des SASP.A cet effet, le modèle multi-agents TERROIR a été développé et implémenté sur la plateforme de modélisation GAMA. Il simule l’effet de changements dans l’organisation du paysage et des systèmes d’élevage sur les flux de biomasse et d’azote aux différents niveaux d’organisation du territoire : la parcelle, le troupeau, le ménage et le terroir villageois. Le modèle simule les échanges de biomasses entre une centaine de ménages comportant des stratégies et des pratiques différentes. Cela inclut les transferts spatiaux de biomasses orchestrés par plusieurs centaines de troupeaux se déplaçant de façon indépendante sur un millier de parcelles. Le modèle synthétise ces flux par un ensemble d’indicateurs issus de deux méthodes d’analyse (« Ecological Network Analysis » et « System Gate Balance ») pour décrire la structure, le fonctionnement et la durabilité de l’agroécosystème, en termes de productivité, d’efficience, d’autonomie, de recyclage, de transferts spatiaux et de bilan de nutriments. Le modèle a été conçu et paramétré à partir des données disponibles sur les agroécosystèmes de savane en Afrique de l’Ouest et il a été évalué à partir des données observées dans deux terroirs villageois du bassin Arachidier au Sénégal où les pratiques des agro-éleveurs sont particulièrement contrastées.Le modèle TERROIR a été utilisé pour explorer les impacts des dynamiques territoriales observées sur la période 1920-2015 dans le bassin Arachidier au Sénégal, une zone agricole à transition agraire rapide et avancée. Les résultats soulignent une réorganisation du cycle de l’azote et une tendance générale à l’intensification des flux et à l’augmentation de la dépendance des agroécosystèmes vis-à-vis de sources extérieures de nutriments. Cependant, le recyclage et les transferts spatiaux de nutriments internes aux agrosystèmes restent à des niveaux élevés. L’intégration sol-plantes-animaux-hommes et l’hétérogénéité spatiale de la répartition des ressources fertilisantes apparaissent comme deux propriétés persistantes des agro-écosystèmes étudiés. Consolider cette intégration et cette organisation spatiale seraient ainsi un gage pour la durabilité des futurs systèmes agricoles qui émergeront dans un contexte de poursuite de la forte croissance démographique et de changement climatique.

The quality of ecosystem services provided by lakes is related to the ecosystem structure and functioning. Protecting water bodies is therefore a global goal that requires a better understanding of their function, a monitoring and a water quality assessment. Explaining spatio-temporal heterogeneities of physico-chemical parameters and phytoplankton has been a recurrent ecological and hydrobiological issue. Understanding the dynamics of these heterogeneities is an essential prerequisite for objectively assessing, protecting and restoring freshwater ecosystems. Moreover, three-dimensional (3D) and taking into account and drivers of these heterogeneities are essential prerequisites for theoretical and applied limnology. Concerning the monitoring, spatio-temporal heterogeneities are responsible of uncertainties on the representativeness of the data versus the whole lake which might be questionable and needs to be verified. In Europe, the Water Framework Directive (WFD) initiated in 2000 defines a framework for managing and protecting water bodies in Europe. The classification of water bodies into ecological status is a key issue for the implementation of that framework. For lakes and reservoirs, the assessment of this status is based on biological, physico-chemical and hydro-morphological indicators. Physico-chemical and phytoplankton indicators are calculated based on four observations at an unique sampling station over the growing season, this evaluation being assessed one year for a six-year management plan. In this context, this thesis focuses on the complexity of lakes functioning and the capability of three-dimensional (3D) models to reproduce their functioning. The contribution of 3D models is presented i) for understanding the functioning of lakes of different sizes, ii) coupled to satellite observations, for studying of the influence of wind forcing and hydrodynamics on phytoplankton abundance and spatial heterogeneities, iii) in the context of the WFD, for assessing uncertainties in the lake ecological status assessment. To do that, two 3D models have been created and analyzed, one for Lake Créteil (42 ha) and another for Lake Geneva (580 km2). Lake Créteil 3D model was validated by using high frequency data recorded at three stations. It reproduces well the complex hydrodynamic functioning of the lake, its thermal structure, the alternation between thermal stratification episodes and mixing events, and internal waves. Lake Geneva 3D model was validated by using monthly and bimonthly data at two stations. It reproduces also properly the hydrodynamic functioning of the lake and the seasonal variability of biological and physico-chemical parameters. Simulation results highlight physical and hydrodynamic mechanisms responsible for the occurrence of seasonal hot-spots in phytoplankton abundance. In the context of the WFD, simulation results show also a strong spatial variability of lake ecological status depending on the timing of the four sampling dates as well as the location of the sampling station. These results were also used to assess to representativeness of sampling stations. The results of this thesis suggest that i) the functioning of lakes of different sizes is complex and physical processes generates spatio-temporal heterogeneities, ii) wind and hydrodynamics influence the abundance and the spatial distribution of phytoplankton et iii) spatio-temporal heterogeneities can bias our evaluation of lake ecological status in the WFD; La qualité des services écosystémiques qu'offrent les lacs est liée à la structure et au fonctionnement de leur écosystème. Protéger leur masse d'eau est devenu un objectif global qui requiert une meilleure compréhension de leur fonctionnement, un suivi et une évaluation de leur qualité. Expliquer les hétérogénéités spatio-temporelles des variables physico-chimiques et du phytoplancton est un problème récurrent rencontré en écologie et en hydrobiologie. Comprendre la dynamique de ces hétérogénéités est aussi un prérequis essentiel pour évaluer, protéger et restaurer objectivement les écosystèmes lacustres. En ce qui concerne la surveillance, les hétérogénéités spatio-temporelles introduisent des incertitudes sur la représentativité des mesures par rapport à l'entièreté de la masse d'eau qui est donc discutable et doit être vérifiée. En Europe, la directive cadre sur l'eau (DCE) initiée en 2000 définit un cadre pour la gestion et la protection des eaux. La classification des masses d'eau en fonction de leur état écologique est un point important dans l'implémentation de cette directive. Pour les lacs et les retenues, l'évaluation de cet état écologique est basée sur des paramètres biologiques, physico-chimiques et hydromorphologiques. Les indicateurs liés au phytoplancton et aux paramètres physico-chimiques sont calculés à partir de quatre prélèvements réalisés pendant la période d'activité biologique pour une année sur un plan de gestion de six ans. Dans ce contexte, la modélisation tridimensionnelle (3D) et la prise en compte des forçages qui conduisent aux hétérogénéités spatio-temporelles est une condition préalable nécessaire tant en limnologie appliquée que théorique. Cette thèse aborde la complexité du fonctionnement des lacs et la capacité des modèles 3D à reproduire leur fonctionnement. L'apport de la modélisation 3D est présenté i) pour la compréhension du fonctionnement de lacs de différentes tailles, ii) couplée aux observations satellitaires, pour l'étude de l'influence des forçages par le vent et de l'hydrodynamique sur l'abondance et la distribution spatiale de phytoplancton, iii) dans le cadre de la DCE, pour l'évaluation des incertitudes d'une évaluation de l'état écologique d'un plan d'eau. Pour cela, deux modèles 3D ont été créés et analysés, un pour le lac de Créteil (42~ha) et un autre pour le Léman (580km²). Celui du lac de Créteil a été validé à partir de données à hautes fréquences acquises en trois points du lac. Il reproduit correctement son hydrodynamique complexe, sa structure thermique, l'alternance entre les périodes de stratification et les épisodes de mélange, ainsi que les ondes internes. Le modèle du Léman a été validé en utilisant des données mensuelles et bimensuelles en deux stations de prélèvement du lac. Il reproduit aussi correctement son hydrodynamique et la variabilité saisonnière de paramètres physico-chimiques et biologiques. Les résultats des simulations mettent en avant les mécanismes physiques et hydrodynamiques responsables de l'apparition de sites où la biomasse de phytoplancton observée est plus élevée. Dans le cadre de la DCE, ces résultats montrent aussi une variabilité spatiale importante des sous-états écologiques basés sur les différents paramètres qui dépendent du choix des dates des campagnes de mesure et du point d'échantillonnage. Ces résultats ont aussi été utilisés pour estimer la représentativité d'une station de prélèvement. Les résultats de cette thèse i) confirment que le fonctionnement des plans d'eau de toute taille est complexe et que les processus physiques génèrent des hétérogénéités spatio-temporelles, ii) suggèrent que le vent et l'hydrodynamique influencent significativement l'abondance et la distribution spatiale du phytoplancton et que iii) ces hétérogénéités peuvent biaiser notre estimation du statut écologique des plans d'eau dans le cadre de la DCE

Since the early 90's, waste management has become a « resources » management whose recovery can substitute fossil natural resources. The waste processing required can lead to important logistics, which need to be planned so that the additional impacts associated with waste management operations do not offset the benefits arising from the exploitation of the resource. Moreover, waste is a dispersed resource, subject to a great spatial variability (e.g. waste production rate). This has implications on the recovery chains performance and, especially, on the transport-related activities. In order to consider this spatial heterogeneity in waste management planning, this thesis presents a territorial approach to waste recovery chain's design. It relies on the definition of recovery potentials indicators associated to the sources. The application of the approach to the Montreal case allowed finding the areas unfavourable to the management scenarios considered. Determining the causes of low performance allowed targeting the needs in terms of system's improvement and, especially, the areas where these changes needed to happen. Therefore the approach presented in this thesis is the first step towards a decision-making tool for a localized diversification of recovery chains. By including the interactions between the chain's different processes (collection/transport/treatment), it also provides a systemic framework for a better overall planning of waste management activities.; Depuis le début des années 90, la gestion des déchets est devenue une gestion de «ressources» dont la valorisation permet de substituer en partie le besoin en ressources naturelles fossiles. Cette valorisation s'accompagne d'une logistique qu'il est nécessaire de planifier sur le territoire afin que les impacts additionnels associés aux activités de gestion ne compensent pas les bénéfices issus de la transformation de la ressource. Par ailleurs, la ressource « déchets » est non uniformément répartie sur le territoire: les gisements ainsi dispersés et disparates ont des implications sur la performance des filières de traitement (leur efficience) et, notamment, sur celle des activités de transport. Afin de prendre en compte cette hétérogénéité spatiale dans l'élaboration et l'évaluation de scénarios de gestion, cette thèse propose une approche territoriale de conception de filières de traitement qui repose sur l'utilisation d'indicateurs de potentiel de valorisation associés aux gisements. Son application au cas d’étude montréalais a permis de cibler à la fois les besoins en termes d'amélioration du système de gestion et les zones territoriales où ces changements devaient apparaître. L'approche développée constitue un premier pas vers un outil d'aide à la décision pour une diversification localisée des filières de traitement. En tenant compte des interactions entre les différents processus des filières (collecte/transport/traitement), elle fournit également un cadre permettant une meilleure coordination globale des activités de gestion des déchets.

L’hétérogénéité spatiale d’un écosystème a été étudiée au sein de prairies pâturées, afin de déterminer l’impact d’une intensification des pratiques d’élevage sur la distribution spatiale de différentes variables liées d’une part aux propriétés physico-chimiques du sol et à celle de la végétation. Pour mener à bien cette étude, des mesures spatialisées ont été conduites sur deux parcelles de prairie permanente auvergnate située en moyenne montagne. Ces sites d’études sont en place depuis 2002, l’une des parcelles subit un traitement dit intensif (fort chargement animal, fertilisation), la seconde subit un traitement dit extensif (faible chargement animal, pas de fertilisation). Les résultats montrent que la distribution spatiale de certaines variables (hauteur d’herbe, composition floristique ou encore stock de carbone) est dépendante de l’intensité du pâturage. L’intensification conduit généralement à la diminution de la taille des patchs, voire à une perte de la dépendance spatiale et donc à une homogénéisation de l’écosystème. Cette étude a donc permis de mettre en avant l’impact d’une intensification des pratiques d’élevage mais également de mettre au points une méthode d’analyse de l’hétérogénéité spatiale en vue de la déployé dans le cadre d’un projet européen., Ecosystem’s spatial heterogeneity was studied in grazed grassland. With the aim of identify the effects of a livestock intensification on the spatial distribution of varied variables describing the soil’s physicochemical and vegetation properties. To perform this study, spatialize measurements were lead on two permanent grassland localized in Auvergne, a low mountain region. Those experimental sites are used since 2002, one of the grassland receives an intensive treatment (high stock rate, fertilization), and the second one endures an extensive treatment (low stock rate, no fertilization). Results show for some variables (plant height, floristic composition, carbon stocks) a spatial distribution dependent of the grazing intensity. Usually, the intensification leads to à decrease of the patch sizes. But can also go further with a loose of the spatial dependence and so bring to an ecosystem homogenization. This study permit to show us the effects of an intensification of livestock management on spatial heterogeneity but as well to develop a method of heterogeneity analysis in grassland with the purpose of use it as part of an European project.

National audience; Detention basins are valuable facilities for urban stormwater management from the standpoint of both flood control and mitigating particulate pollutants by means of settling processes. Trapped sediments represent specific waste. The amount and the characterization of these accumulated sediments are also a very important issue for practitioners because these solids have to be frequently removed and managed as waste. A physical and chemical characteristics (metals, PAHs, pesticides) and ecotoxicological evaluation of these contaminated sediments have been carried out in the framework of CABRRES French programme. Sediments accumulated over about 6 months and 6 years in retention/detention basin located in the east of Lyon, France, were sampled at five different points. These preliminary results show: spatial variability for Cd, Pb, Zn and Σ16 PAHs, with the higher contamination at one point; and an ecotoxicological risk for accumulated sediments over about 6 years. These preliminary results may contribute to improve the management of detention basins in term of maintenance frequency and appropriate ways to recycle sediments.; Les bassins de retenue-décantation sont très souvent utilisés pour la gestion des eaux pluviales dans les villes. Ils permettent de diminuer les risques d’inondations et de réduire les rejets de polluants parti culaires dans les milieux récepteurs (sol/nappe). Leur fonctionnement sur le long terme pose cependant le problème de la gestion des sédiments accumulés en leur sein. Afin de suivre leurs transformations (physique, chimique, écotoxicologique), une caractérisation physicochimique – éléments traces métalliques, hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), pesticides – ainsi qu’une évaluation écotoxicologique ont été réalisées sur les sédiments accumulés dans un bassin de rétention de grande taille localisé dans l’est lyonnais (France). Cinq points ont été échantillonnés sur deux périodes d’accumulation des sédiments à la suite du curage du bassin (6 mois et 6 ans). Les résultats de cette étude préliminaire ont mis en évidence : une hétérogénéité spatiale en matière de contamination pour Cd, Pb, Zn et Σ16HAPs, avec des teneurs en polluants élevées en un point particulier; et un risque écotoxique pour les sédiments accumulés depuis 6 ans. Ces résultats préliminaires donnent des orientations en matière de fréquence de curage de ces bassins et de choix de filières de traitement et de valorisation des sédiments.

Heterotrophic microorganisms control soil organic matter (SOM) decomposition and may thus have a key importance in climate regulation. Heterogeneous abiotic conditions in soil microenvironments are thought to affect soil decomposers activity by controlling nutrient accessibility through solute transport (diffusion, advection) and sorption processes. Microhabitat – or pore – scale thus appears relevant to study biodegradation processes, but is also challenging to investigate by experimental means.A discrete model was created to explore the effect of abiotic conditions in soil microenvironments on biodegradation kinetics. It results from the coupling of a zero-dimensional soil carbon model and a lattice Boltzmann model (TRT-LBM [Ginzburg, 2005]). It simulates diffusion and biodegradation at the pore scale, as affected by explicitly described structural factors, such as the 3D pore architecture (approximated by discrete images), water distribution under unsaturated conditions and the spatial arrangement of substrates and decomposers – viewed here as immobile bacteria. The model was tested in a range of scenarios depicting contrasted abiotic conditions. The variability in biodegradation kinetics was analyzed to infer the contributions of physical factors. This source of variability was compared to uncertainties associated to biological metabolism description. Finally, experiments manipulating structural factors were performed to confront observed and simulated trends.; L’activité des microorganismes hétérotrophes contrôle la vitesse de décomposition de la matière organique du sol (MOS) et pourrait donc être déterminante dans la régulation du climat. La forte hétérogénéité spatiale des conditions abiotiques dans le sol est supposée influencer cette activité, en régulant notamment l’accessibilité des nutriments aux décomposeurs via des processus de transport (diffusion, convection) et de rétention (adsorption). L’échelle des microhabitats – soit celle des pores – apparaît donc pertinente pour étudier les processus de biodégradation dans le sol. Elle reste cependant inhabituelle à cause de difficultés expérimentales qui lui sont associées.Un modèle spatialisé a été construit pour explorer les effets de conditions abiotiques hétérogènes dans les microenvironnements du sol sur la cinétique de biodégradation de substrats carbonés par des microorganismes – représentées ici par des bactéries immobiles. Il résulte du couplage entre un modèle de Boltzmann sur réseau (TRT-LBM [Ginzburg, 2005]) et un modèle biogéochimique de carbone. Il calcule des processus de transport – diffusion – et de biodégradation à l’échelle des pores, dans des milieux hétérogènes dont certaines propriétés structurales sont explicitement décrites, telles que l’architecture de la porosité (implémentée sous la forme d’images discrètes), la distribution de l’eau à saturation partielle et l’arrangement spatial des substrats et des décomposeurs – représentés ici par des bactéries immobiles. L’influence de ces différents facteurs a été évaluée en analysant la variabilité de la cinétique de biodégradation pour une gamme de scénarios décrivant des conditions abiotiques contrastées. Cette source de variabilité a pu être comparée aux incertitudes relevant de la description du métabolisme microbien. Enfin, des expérimentations manipulant la structure de milieux hétérogènes ont été réalisées pour confronter tendances simulées et observées.

National audience

Heterotrophic microorganisms control soil organic matter (SOM) decomposition and may thus have a key importance in climate regulation. Heterogeneous abiotic conditions in soil microenvironments are thought to affect soil decomposers activity by controlling nutrient accessibility through solute transport (diffusion, advection) and sorption processes. Microhabitat – or pore – scale thus appears relevant to study biodegradation processes, but is also challenging to investigate by experimental means.A discrete model was created to explore the effect of abiotic conditions in soil microenvironments on biodegradation kinetics. It results from the coupling of a zero-dimensional soil carbon model and a lattice Boltzmann model (TRT-LBM [Ginzburg, 2005]). It simulates diffusion and biodegradation at the pore scale, as affected by explicitly described structural factors, such as the 3D pore architecture (approximated by discrete images), water distribution under unsaturated conditions and the spatial arrangement of substrates and decomposers – viewed here as immobile bacteria. The model was tested in a range of scenarios depicting contrasted abiotic conditions. The variability in biodegradation kinetics was analyzed to infer the contributions of physical factors. This source of variability was compared to uncertainties associated to biological metabolism description. Finally, experiments manipulating structural factors were performed to confront observed and simulated trends., L’activité des microorganismes hétérotrophes contrôle la vitesse de décomposition de la matière organique du sol (MOS) et pourrait donc être déterminante dans la régulation du climat. La forte hétérogénéité spatiale des conditions abiotiques dans le sol est supposée influencer cette activité, en régulant notamment l’accessibilité des nutriments aux décomposeurs via des processus de transport (diffusion, convection) et de rétention (adsorption). L’échelle des microhabitats – soit celle des pores – apparaît donc pertinente pour étudier les processus de biodégradation dans le sol. Elle reste cependant inhabituelle à cause de difficultés expérimentales qui lui sont associées.Un modèle spatialisé a été construit pour explorer les effets de conditions abiotiques hétérogènes dans les microenvironnements du sol sur la cinétique de biodégradation de substrats carbonés par des microorganismes – représentées ici par des bactéries immobiles. Il résulte du couplage entre un modèle de Boltzmann sur réseau (TRT-LBM [Ginzburg, 2005]) et un modèle biogéochimique de carbone. Il calcule des processus de transport – diffusion – et de biodégradation à l’échelle des pores, dans des milieux hétérogènes dont certaines propriétés structurales sont explicitement décrites, telles que l’architecture de la porosité (implémentée sous la forme d’images discrètes), la distribution de l’eau à saturation partielle et l’arrangement spatial des substrats et des décomposeurs – représentés ici par des bactéries immobiles. L’influence de ces différents facteurs a été évaluée en analysant la variabilité de la cinétique de biodégradation pour une gamme de scénarios décrivant des conditions abiotiques contrastées. Cette source de variabilité a pu être comparée aux incertitudes relevant de la description du métabolisme microbien. Enfin, des expérimentations manipulant la structure de milieux hétérogènes ont été réalisées pour confronter tendances simulées et observées.

Ionizing radiation due to medical or accidental exposure to high doses is an established risk factor for leukemia in humans. However, the evidence of a risk associated with exposure to ionizing radiation at lower levels usually encountered in the environment remains to be demonstrated. Our work aims to evaluate the hypothesis of the existence of an association between natural background ionizing radiation and the risk of childhood leukemia (CL) using observations made in France.Leukemia cases included in this study are all the CL recorded in the National Registry of Childhood Hematological Malignancies, an exhaustive repository of all cases of patients younger than 15 years old in France over the studied period.First step was the study of the spatial distribution of the incidence of CL at the level of the 1,916 Living Zone (LZ) defined by INSEE. Cluster detection methods have been used on 7,675 cases of CL diagnosed during the period 1990-2006 to identify areas potentially associated with a higher risk of acute childhood leukemia. The study did not show any spatial heterogeneity of incidence of CL during the period at LZ level. However, some spatial clusters were highlighted in specific places and times. Although the levels of significance of these clusters do not strongly support the existence of risk factors, localized clusters can show a slight impact of risk factors shared across LZ, including contextual environmental exposures.To test the hypothesis of the existence of an association between environmental exposure to ionizing radiation of natural origin and incidence of childhood leukemia, an incidence study based on 9,056 cases of CL for the period 1990-2009 was conducted. This study was complemented by a record-based cases-controls study based on the 2,763 cases of CL recorded over the 2002-2007 period and a control set of 30,000 subjects constituting a representative sample of the contemporary French pediatric population. In this approach, localizations of cases and controls and exposure identifications were geocoded and compared to the status cases vs control population.Data of exposure to natural background radiation were produced by the IRSN (Institute for Radiological Protection and Nuclear Safety). Mapping of the “potential radon exhalation emitted by the ground” and a national sampling of 10,843 measurement points located in dwellings were used to estimate residential exposure to radon at a level of granularity of cities and houses. Exposure to terrestrial gamma and cosmic rays was estimated by zone d’emploi based on a set of more than 28,000 environmental measurements in approximately 1,000 sites covering whole France, and by the IRSN national campaign data. Our study did not show any association of childhood leukemia with exposures to natural background radiation estimated nor at diagnosis nor cumulatively during childhood. However it had a good power to highlight the risks expected from current models of risk (UNSCEAR) built from studies on the observed high doses risks. If this work does not support the hypothesis that there is an association between exposure to ionizing radiation from natural sources observed and the incidence of childhood leukemia which may be directly observable at the epidemiologic level, this question remains important enough and not investigated enough to merit further complementary studies in countries where it has not been investigated., Les rayonnements ionisants sont un facteur de risque reconnu pour les leucémies chez l'homme pour des fortes doses d'exposition médicale ou accidentelle. En revanche, l'hypothèse de l'existence d'un risque associé aux rayonnements ionisants à des niveaux d’exposition inférieurs, habituellement rencontrés dans l'environnement et de manière continue reste à démontrer. Notre travail propose d’évaluer l’hypothèse de l’existence d’une association entre les expositions environnementales aux radiations ionisantes d’origine naturelle et le risque de leucémie de l’enfant (LA) en utilisant des observations réalisées en France métropolitaine.Les cas de leucémie inclus dans ce travail sont toutes les LA du Registre National des Hémopathies malignes de l’Enfant, qui enregistre l'ensemble des cas de moins de 15 ans diagnostiqués en France métropolitaine, sur la période étudiée.Un premier travail a consisté à étudier la répartition spatiale de l’incidence des leucémies de l’enfant au niveau des 1 916 bassins de vie (BV) définis par l’INSEE. Des méthodes de détection de cluster ont été appliquées sur les 7 675 cas de leucémies de l'enfant diagnostiqués entre 1990 et 2006 afin d’identifier les zones potentiellement associées à un plus fort risque de leucémies aiguës de l’enfant. Cette étude n'a pas mis en évidence d’hétérogénéité spatiale des taux d'incidence des LA de l'enfant au cours de la période 1990-2006 au niveau des BV. Cependant, quelques clusters spatiaux ont été identifiés dans des lieux et périodes spécifiques. Bien que les niveaux de significativité de ces clusters ne soutiennent pas fortement l'existence de facteurs de risque localisés, les clusters peuvent montrer un léger impact de facteurs de risque partagés à l'échelle des BV.Pour tester l’hypothèse de l’existence d’une association entre l’exposition aux radiations ionisantes d’origine naturelle et l’incidence des leucémies de l’enfant, une étude d’incidence basée sur les 9 056 cas de LA de la période 1990-2009 a été réalisée. Cette étude a été complétée par une étude cas-témoins en population fondée sur les 2 763 cas de LA enregistrés sur la période 2002-2007 et un ensemble témoin de 30 000 sujets constituant un échantillon contemporain représentatif de la population pédiatrique française. Dans cette approche, la géolocalisation des adresses des cas et des témoins ainsi que celle des sources d'exposition et leur caractérisation permet de définir les critères de l'intensité d'exposition aux facteurs d'intérêt et de les mettre en relation avec le statut cas vs témoins des sujets.Les données concernant l'exposition à la radioactivité d’origine naturelle ont été produites par l'IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire). Une cartographie du potentiel d’exhalation du radon émis par le sol et un échantillon national de 10 843 points de mesures localisés dans des habitations ont permis d’estimer l’exposition résidentielle au radon au niveau de la commune et du domicile. L’exposition aux rayonnements gamma telluriques et cosmiques a été estimée par zone d’emploi à partir d’un ensemble de 28 000 mesures issues de la campagne nationale IRSN et de mesures réalisées dans approximativement 1 000 sites couvrant la France entière, dans un but de surveillance de la radioactivité ambiante.Notre étude n’a pas montré d’association entre les leucémies de l’enfant et l’exposition aux radiations ionisantes d’origine naturelle estimée au diagnostic et de façon cumulée pendant l’enfance. Elle avait une bonne puissance pour mettre en évidence les risques attendus d’après les modèles de risque actuels (UNSCEAR) issus des études sur les risques observés à forte dose. Cette question reste néanmoins suffisamment importante et peu explorée pour mériter des études complémentaires dans d’autres pays.

Pour la bio-remédiation de ressources en eau (bassins, lacs..) qui nécessitent d’être traitées par une unité externe de purification à l’aide de bioprocédés, l’invention consiste à mettre en place un réseau « intelligent » de pompes qui s’adaptent au cours du temps à l’hydrodynamique et à la pollution du milieu. L’objectif est d’optimiser la durée du traitement et/ou la qualité de la remédiation.

National audience; Although there is much debate about the relevance of mixed or uneven-aged forests to resilience (1) and to the productivity of ecosystems in a context of global climate change, there are still no recommendations as to the various dimensions of heterogeneity to be monitored and the associated indices to describe and quantify them. In this article, the authors present the main dimensions of heterogeneity that should be considered, on the scale of a stand, for the purposes of experimental study of relations between heterogeneity, dynamics and function of stands: species diversity, diversity of tree size and age, heterogeneity of their spatial distribution and finally, site-factor heterogeneity. They provide a brief overview of the indices conventionally used to characterize those dimensions. The indices are then examined with a view to conducting experiments in established stands where certain dimensions of heterogeneity are to be controlled, monitored or simply followed over time. (1) The capacity of an ecosystem […] to return to its original state by means of various processes of slow dynamics, after being totally or partially destroyed by a natural hazard or by a disruption. (Bastien et Gauberville, 2011, translation from French); Alors que les débats sur l’intérêt des forêts mélangées ou irrégulières pour la résilience (1) et la productivité des écosystèmes dans le contexte des changements globaux sont prégnants, il n’existe toujours pas de préconisations sur les différentes dimensions d’hétérogénéité à étudier et sur les indices associés pour les décrire, les quantifier. Dans cet article, nous présentons les principales dimensions d’hétérogénéité qu’il convient de prendre en compte, à l’échelle du peuplement, pour l’étude expérimentale des relations entre hétérogénéité, dynamique et fonctionnement des peuplements, à savoir: la diversité des espèces, la diversité des tailles et des âges des arbres, l’hétérogénéité de leur répartition spatiale et enfin l’hétérogénéité des facteurs stationnels. Nous donnons un bref aperçu des indices classiquement utilisés pour caractériser ces dimensions. Ces indices sont ensuite examinés dans le cadre d’expérimentations menées dans des peuplements constitués où l’on souhaite manipuler, contrôler, ou simplement suivre certaines dimensions d’hétérogénéité au cours du temps. (1) Capacité que possède un écosystème […] à retrouver son état d’origine, par différents processus de dynamique progressive, après sa destruction totale ou partielle par un aléa naturel ou une perturbation (Bastien et Gauberville, 2011).

Prise en compte de l’hétérogénéité des sols à l’échelle des habitats microbiens pour modéliser la biodégradation des substrats carbonés dans les sols. 11. Journées d'Etude des Sols

The purpose of this thesis is the mathematical and numerical study of a system of several species competing for a single resource in a heterogeneous environment. When the environment is homogeneous, it is known that such a system, called chemostat system, satisfies the so-called competitive exclusion principle: no more than one species can survive. We propose two spatially structured models and study the role of spatial heterogeneity in the coexistence phenomena. The first model is a system of matrix equations, the second one is a reaction-diffusion system. Our first contribution is to show that the solutions of the reaction-diffusion system are uniformly bounded in time and space in L infinity norm. Next, we study the case of small migration rate in the discrete model and show that the coexistence of several species is possible. Lastly, in the case of high migration rates, we use the center manifold theorem to show in each of the two models that the principle of competitive exclusion holds. Then, we construct stationary coexistence solutions for two species using a method of global bifurcations. This construction leads to the identification of a coexistence domain in the parameter space. In the final chapters, we illustrate and extend numerically the previous results. In particular, we show how the coexistence domain depends on the migration rate and on the spatial heterogeneity., L'objet de cette thèse est l'étude mathématique et numérique d'un système de compétition de plusieurs espèces pour une ressource dans un milieu hétérogène. Lorsque le milieu est homogène, il est connu qu'un tel système, appelé système de chemostat, vérifie le principe d'exclusion compétitive : au plus une espèce peut survivre. Nous proposons deux modèles spatialement structurés et étudions le rôle de l'hétérogénéité spatiale dans les phénomènes de coexistence. Le premier modèle est un système d'équations matricielles et le second un système de réaction-diffusion. Notre première contribution est de montrer que les solutions du système de réaction-diffusion sont uniformément bornées en temps et en espace en norme L infini. Nous étudions ensuite le cas des petits taux de migration dans le modèle discret et montrons que la coexistence est possible. Dans le cas des grands taux de migration, nous montrons à l'aide du théorème de la variété centrale que pour chacun des deux modèles, le principe d'exclusion compétitive est vérifié. Nous construisons finalement des solutions stationnaires de coexistence pour deux espèces à l'aide d'une méthode de bifurcations globales. Cette construction nous amène à définir la notion de domaine de coexistence dans l'espace des paramètres. Dans les derniers chapitres, nous illustrons et étendons numériquement les résultats précédents. Nous montrons en particulier comment le domaine de coexistence dépend du taux de migration et de l'hétérogénéité spatiale.

National audience; Les études internationales sur les effets de la superposition montrent un effet systématique d'inflation de la dépense publique induit par la complémentarité des biens publics locaux offerts. En introduisant des différences spatiales dans les comportements de demande de bien public, on montre ici que, dans le cas français, cet effet n'apparaît qu'en Île-de-France, le reste du territoire étant caractérisé par une indépendance des biens publics des villes et des départements.

National audience

Les prairies ont un rôle tampon vis-à-vis de la qualité des eaux, c'est-à-dire un rôle dans la régulation des pollutions diffuses. Elles favorisent l'infiltration du fait de leur fort recouvrement végétal du sol et chevelu racinaire. Elles jouent donc un rôle sur le partage entre infiltration et ruissellement et sur l'infiltration des eaux ruisselantes venant de l'amont. Elles sont souvent sources de faibles émissions polluantes et ont par conséquent un effet de dilution des pollutions diffuses. Ces rôles touchent les polluants liés au ruissellement de surface, c'est-à-dire le phosphore, les pesticides, les matières en suspension, les bactéries, mais aussi les polluants liés au transfert de subsurface. Elles sont donc préconisées en aval des zones sources de ruissellement et d'érosion, sur les zones fragiles (zones de pentes longues et/ou fortes) et le long du réseau hydrographique pour assurer leur protection. Ce rôle tampon des prairies est renforcé par le fait que les bords de prairies ont souvent un rôle tampon qui s'ajoute. Ainsi les haies, fréquentes en bords de prairie, favorisent l'infiltration, redirigent les écoulements de surface et créent une rupture entre la nappe superficielle de versant et la zone humide riparienne. Ce rôle de "puits" est souvent mis en avant. Nous insistons ici sur deux situations de mauvaise gestion des prairies qui peuvent, à l'inverse, transformer les prairies en sources de pollution diffuse : i) des états physiques, chimiques et biologiques dégradés de la surface du sol peuvent contribuer à la pollution diffuse du phosphore et aux pollutions bactériologiques ; ii) la détérioration des ripisylves et des berges peut être source de flux de matières en suspension et de sédiments dans le cours d'eau., The characteristics of grasslands (plant cover of the soil, developed root systems, permanence of the cover) gives them a buffer role as regards the quality of water, which can be reinforced by their location (limitation of run-offs) and by the effects of their own borders, especially if these are constituted by hedgerows. They often act as weak sources for the polluting substances linked to surface run-off (phosphorus, pesticides, matter in suspension, bacteria) and to sub-surface transfer; they therefore play a part in the dilution and regulation of the diffuse pollutions. Sometimes however, in the case of bad pasture management and bad livestock management, they can themselves become sources of diffuse pollution (phosphorus, bacteriological pollutions, flows of matter in suspension and of sediments into the rivers...).

Diplôme : Dr. d'Universite; Les incendies de forêts se propagent au sein d’un combustible dont les caractéristiques physiques affectent le comportement, au même titre que les conditions atmosphériques et topographiques. Après une présentation des caractéristiques de la propagation d’un feu et des différents modèles de propagation, nous étudions le comportement du feu dans des combustibles homogènes en fonction de leurs caractéristiques physiques avec le modèle FIRETEC. Cette étude met en évidence un impact significatif de la fraction volumique (qui exprime la densité du combustible) sur la vitesse de propagation et l’intensité du feu. La vitesse de propagation décroît avec la fraction volumique ; cette tendance est validée par quelques données expérimentales de feux de litières. Par ailleurs, le comportement du feu peut passer de « wind-driven » à « plume dominated » selon la fraction volumique. En présence de canopée, cette dernière pilote également le seuil de propagation entre « torching » et « crowning ». Son fort impact sur le comportement justifie la pertinence de notre interrogation concernant l’effet de l’hétérogénéité spatiale du combustible, qui se traduit par des variations spatiales de la fraction volumique. Nous proposons ensuite une approche originale, inspirée de la bibliographie sur le rayonnement solaire dans les canopées, pour aborder les problèmes d’homogénéisation du combustible dans le calcul du transfert radiatif. Elle souligne l’influence de certaines caractéristiques du combustible (coefficient d’absorption local) et de l’hétérogénéité spatiale (recouvrement, taille des hétérogénéités) sur l’échauffement radiatif qui pilote une partie du comportement du feu. Lors de la propagation, les végétations les plus hétérogènes induisent une diminution de l’irradiance moyenne du combustible par rapport aux combustibles hétérogènes. Une distribution insuffisamment détaillée de la structure spatiale tend donc à augmenter la vitesse de propagation. Dans les canopées, une description de l’enveloppe des houppiers et la définition d’un coefficient d’agrégation à l’échelle de la pousse s’avèrent suffisantes pour une évaluation précise du transfert radiatif. Concernant les strates arbustives, une formule permet d’évaluer l’importance des effets attendus de l’hétérogénéité. Lorsque ceux-ci sont importants, une méthode d’homogénéisation est proposée. Dans un troisième temps, le calcul des écoulements en présence de canopée est abordé sous la forme d’une résolution explicite de la turbulence (large eddy simulation). Un travail de validation du modèle est proposé, sur la base de données expérimentales recueillies dans la littérature. Ces résultats illustrent l’influence significative de grandes coupures de combustible sur la nature des écoulements. Une investigation systématique des effets de l’hétérogénéité de la végétation sur l’écoulement est ensuite conduite. Pour une biomasse donnée, les résultats obtenus mettent en évidence que l’hétérogénéité du combustible induit une augmentation de la vitesse de l’écoulement moyen par rapport aux configurations homogènes. Les effets obtenus sont d’autant plus importants que le recouvrement et la taille des hétérogénéités sont élevés et que les agrégats de végétation sont denses. Une description à l’échelle des houppiers s’avère suffisante pour reproduire les écoulements au sein des canopées ; elle n’est nécessaire que lorsque le recouvrement est inférieur à 50 %. Enfin, nous étudions les effets de l’hétérogénéité de manière globale à l’échelle du paysage. Elle intégre l’ensemble des caractéristiques sur lesquelles l’hétérogénéité du combustible peut agir, y compris la source de chaleur. Elle confirme qu’une homogénéisation du combustible est à proscrire dans le cas des faibles recouvrements, alors que celle-ci ne pose pas de problème dans le cas de recouvrements élevés. Cependant, on observe une différence de comportement selon le type d’écosystème envisagé : dans le pin Maritime, l’homogénéisation se traduit par une augmentation de l’intensité et des dégâts, alors que c’est le contraire pour le pin d’Alep, qui est moins dense. Le recouvrement apparaît comme une grandeur cruciale pour la description du combustible à l’échelle de la parcelle. En effet, si une réduction du recouvrement de 75 à 50 % ne modifie pas significativement le comportement du feu, une réduction à 25 %, voire même à 0 % (suppression de la strate arborée) réduit très significativement les intensités prédites. Par ailleurs, la sévérité du feu diminue de manière importante lorsque l’on réduit le recouvrement. Cependant, les diminutions d’intensité et de sévérité s’accompagnent d’une inclinaison progressive du panache, qui induit des températures plus élevées en avant du front, qui peuvent être préjudiciables à la lutte. L’augmentation de la taille des hétérogénéités et des distances entre les agrégats induit une diminution de la sévérité du feu dans le cas de l’écosystème à pin maritime. D’autres résultats suggèrent que cette diminution pourrait être plus significative pour des recouvrements voisins de 50 %. Le travail s’achève sur une courte synthèse des différents enseignements de notre travail présentant une utilité pour le gestionnaire. Elle inclut les études appliquées réalisées, qui mettent en évidence l’applicabilité des modèles physiques. Quelques préconisations quant aux échelles appropriées à la description du combustible sont fournies, selon le type de modèle. Certains résultats concernant les écoulements sur les coupures sont appliqués à la pratique du brûlage dirigé. Le document s’achève sur quelques recommandations quant à la réalisation des coupures de combustible

National audience; L'objectif de ce chapitre est de s'interroger aujourd'hui sur le présent et l'avenir d'une ressource renouvelable et pourtant non durable si l'on en juge par les projections dramatiques qui annoncent la disparition des forêts tropicales dans les décennies qui viennent et la perte de multiples ressources liées aux forêts « primaires » peu ou faiblement anthropisées à travers le monde. Quelles perspectives pour les ressources forestières offre le vocable "développement durable"...?

Hydrodynamic and sedimentary processes are studied in the English Channel, particularly in the southern Dover Straits, and in the Sea of Iroise and the bay of Douarnenez, with emphasis on the effects of spatial heterogeneity of bottom sediments, surface gravity waves via their interaction with current in the bottom boundary layer and wind. The heterogeneity of bottom sediments is ensured through the use of a new spatial interpolation procedure of granulometric distribution. The methodological approach combines and compares field measurements with numerical modelling. Modelling that couples 3D circulation model (COHERENS) and wave propagation model (SWAN), incorporates a set of non-cohesive polydispersive sediment transport equations, a bottom boundary layer wave-current interaction model and various parameterisations of bottom ripples (geometry, friction coefficient), and optimized computation of the near-bed deposition rate. Comparison of results with measurements in the Dover Straits highlights the interaction between the nearshore silty fine sands and the spatio-temporal variability of hydrodynamics under conditions of tide alone and in wind-generated surface gravity waves superimposed on tide. Modelling is then applied to the eastern and central English Channel. In the bay of Douarnenez, the local analysis aims at the modelling of respective effects of tidal currents alone, stormy waves superimposed on tidal currents and wind. Finally, a theoretical study of headland-associated sand bank is performed.; Les processus hydrodynamiques et sédimentaires subtidaux sont étudiés en Manche au niveau du détroit du Pas-de-Calais et de son littoral méridional, et de la Mer d'Iroise et de la Baie de Douarnenez, à travers diverses modalités d'influence de l'hétérogénéité spatiale des sédiments de fond, de la houle via son interaction avec le courant en couche limite de fond et du vent. Une procédure nouvelle d'interpolation spatiale des distributions granulométriques permet de respecter l'hétérogénéité du substrat. L'approche méthodologique combine et confronte mesures de terrain et modélisation numérique. La modélisation, couplant des codes de circulation 3D (COHERENS) et de propagation de houle (SWAN), incorpore des modules de transport sédimentaire non-cohésif multiclasse, un module spécifique d'interaction houle-courant et diverses paramétrisations liées aux rides sableuses de fond (géométrie, coefficient de frottement), ainsi qu'un calcul optimisé du dépôt à l'interface eau-sédiment. La comparaison des prédictions numériques aux mesures recueillies le long du littoral méridional du détroit du Pas-de-Calais montre les interactions entre la bande littorale de sables fins envasés et la variabilité spatio-temporelle de l'hydrodynamique en conditions de courant de marée seul et superposé à une houle de Nord. La modélisation est ensuite appliquée à l'ensemble de la Manche orientale et centrale. En Baie de Douarnenez, l'analyse locale débouche sur une modélisation des influences respectives des courants de marée seuls, d'une houle de tempête superposée aux courants de marée et du vent. Enfin, une étude théorique des effets d'un cap sur la formation des bancs en drapeau est présentée.

This thesis has for object the evolution of the economic optimum in the electric industry under spatial equity constraint that present a strong spatial heterogeneity of its supply conditions. One analyses the evolution of the rural electrification regime in France both in terms of economic and social efficiency. We examine the rationality of extending the sectoral optimization under equity constraint to the rationalization of electricity end-uses in the the heterogeneous space of rural electricity supply. To this question are given two responses. The firsts pertains to modify the incentives in the institutional regime of rural electrification so the MDE may be integrated in the strategies of rural electrification syndicates. One inspire from incentives mechanisms of the anglo-saxon DSM practice. The second is statistical zoning method of demand and distribution grid whose object is to localize action basins for large scale MDE projects., Cette thèse a pour objet l'évolution de l'optimum économique sous contrainte d'équité territoriale de l'industrie électrique, industrie de réseau fixe présentant une hétérogénéité spatiale forte de ses conditions d'offre. Cette problématique porte sur l'analyse de l'évolution du régime de l'électrification rurale en France en termes d'efficacité économique et sociale. Il s'agit de prolonger une longue tradition de recherche du CIRED initiée au début des années 1980 par Louis Puiseux, dont les principaux développements ont été la thèse de Colombier (1992) puis l'évaluation des écarts entre coûts de développement des réseaux ruraux et tarifs par De Gouvello (1996). Ce programme de recherche met en lumière les contradictions entre équité redistributive et équité territoriale, c'est-à-dire entre les visions aspatiales de l'économie théorique (Ponsard, 1988) et les dynamiques territoriales de développement, notamment en mettant l'accent sur les médiations institutionnelles.Notre question de départ porte donc sur la rationalité de l'élargissement de la démarche de l'optimisation sectorielle sous contrainte d'équité à la rationalisation des usages de l'électricité dans l'espace hétérogène de la fourniture d'électricité en zones rurales. La dérive des besoins de renforcement de réseaux ruraux a conduit ainsi à partir de 1995 le régulateur à encourager les collectivités qui sont les propriétaires et investisseurs en réseaux ruraux à rechercher des alternatives moins coûteuses du côté de la demande pour deux raisons économiques. D'abord les réseaux basse tension ruraux sont généralement très longs et comptent peu de clients desservis, par conséquent, l'optimisation des usages chez les clients peut s'avérer beaucoup moins coûteuse que le simple renforcement du réseau. Ensuite cette optimisation permet de rétablir l'équité de la qualité de fourniture entre les clients par le biais de la baisse des besoins d'investissement mais aussi par la réduction du temps d'attente pour les plus défavorisés, autrement dit, les clients situés sur les réseaux les plus coûteux à renforcer.Cette question conduit à analyser d'abord historiquement les institutions de l'électrification rurale dans le contexte évolutif de consolidation de l'industrie électrique en régime de monopole public pour repérer les structures d'intérêts inhérentes à cette organisation qui conduisent à une inefficience sociale à la fois en termes d'efficacité économique et en termes d'équité. Ce qui mène à un double questionnement : - comment compléter les institutions de l'électrification rurale pour modifier les incitations des propriétaires de réseaux ruraux à investir au-delà du compteur chez l'usager ?- comment, dans une situation de forte hétérogénéité spatiale des fonctions locales d'offre et de demande d'électricité dans l'espace rural, repérer les points de réseaux en sous-optimalité économique ?Dans un chapitre liminaire nous définirons précisément l'objet de la thèse à partir du repérage des difficultés d'application de l'innovation réglementaire que constitue la MDE dans la distribution d'électricité en zones rurales. Ce repérage s'effectue par l'analyse de l'organisation de la distribution rurale et de la place du régime d'électrification dont on peut déduire les intérêts des agents économique et des acteurs politiques qui constituent les barrières à cette innovation réglementaire.Dans la première partie on caractérise dans le premier chapitre la trajectoire institutionnelle de l'électrification rurale à partir du projet initial de solidarité nationale sous l'effet de la dynamique des consommations rurales puis de la diffusion des usages thermiques de l'électricité sur les réseaux ruraux induit par des stratégies de développement commercial totalement extérieures au dispositif de solidarité nationale. L'introduction de la MDE s'inscrit dans une mouvement de correction et d'adaptation de ce régime.Dans la seconde partie d'analyse économique normative, le constat précédent conduit à identifier les défauts d'incitation à la MDE qui sont sous-jacents aux institutions de l'électrification rurale et à la structuration de ses acteurs pour repérer comment contourner cet obstacle. Ce constat conduit aussi à imaginer une méthode de calcul économique permettant de prendre en compte les paramètres d'hétérogénéité spatiale de la demande et des coûts de réseau en développement pour répondre à l'évolution de la fonction de demande spatialisée.Au premier niveau d'analyse, on procède dans le quatrième chapitre à une analyse microéconomique du comportement des différents types d'acteurs de l'électrification rurale en partant de leur fonction : régulateur, propriétaire-investisseur ou exploitant, du type de choix qui relève de leurs fonctions et de leurs contraintes pour analyser la structure d'incitations à l'investissement en réseau et à la MDE. On insiste plus particulièrement sur la nature d'acteur politique de l'agent investisseur que sont les collectivités locales, nature qui éloigne du comportement de l'agent économique rationnel. On examine en particulier la relation d'asymétrie d'information entre propriétaires-investisseurs et le régulateur qui répartit les aides à l'investissement. Cette asymétrie porte sur les coûts ex-ante et ex-post des projets. Dans la relation principal-agent, la structure informationnelle est compliquée dans le cas réel par l'imperfection même de l'information que détiennent les agents sur leurs projets. Ces défauts de la structure informationnelle expliquent la dérive du régime d'électrification rurale et les défauts d'allocation des ressources.A ce même niveau d'analyse, on propose dans le cinquième chapitre des correctifs afin d'améliorer l'allocation des ressources du régime d'électrification rurale. On identifie des règles visant à inciter à la MDE les propriétaires investisseurs en recherche récurrente de subventions. Nous utilisons une méthode de calcul du surplus social des actions de MDE et d'identification de sa répartition en termes d'avantages-coûts entre les différents agents parties prenantes : les consommateurs, les propriétaires investisseurs et l'exploitant vendeur d'électricité (ici EDF). L'idée est de sortir du seul mode d'évaluation en cours qui ne regarde que l'avantage net pour les collectivités qui investissent alors que les autres agents bénéficient des actions de MDE. Ceci conduit à définir un mode de réallocation d'une partie des externalités positives des actions de MDE sur l'agent investisseur. On teste ainsi le principe de versements incitatifs à la MDE sous la forme de dotations supplémentaires sous réserve de certification des gains en investissement dégagés par les collectivités.Au second niveau d'analyse normative, dans le sixième chapitre, on se confronte à l'obstacle de l'hétérogénéité des actions de MDE dans le but d'éviter le coût administratif très élevé d'une multitude d'actions dispersées spatialement pour définir une méthode d'évaluation des potentiels de MDE par repérage des configurations les plus intéressantes. Le fondement de cette approche propose de dépasser le caractère aspatial de l'analyse économique (Ponsard, 1986, 1988) par le biais d'une articulation entre deux catégories d'hétérogénéités spatiales : d'une part celle du réseau électrique (Juricic, 1975) et d'autre part celle des déterminants de la demande. Nous supposons que les lieux sont porteurs de sens sur le plan économique, au travers des caractéristiques du réseau et de la demande, ce qui nous conduit à construire un zonage géographique comme moyen de faire apparaître simultanément les attributs économiques pertinents associés aux lieux (Beguin et Thisse, 1979).L'objectif de cette méthode est de permettre de concevoir des projets de MDE d'ampleur significative à l'échelle d'un département. Il s'agit donc d'une méthodologie de recherche des potentiels économiques de MDE qui repose sur une approche d'analyse statistique spatialisée dont le but est de produire un zonage de l'espace pertinent sur le plan des projets de MDE. Le zonage est ensuite mobilisé pour proposer des paniers d'actions et sélectionner des zones d'intervention de MDE dont le montant des économies d'investissement en renforcement de réseaux est calculé.

http://www.regionetdeveloppement.u-3mrs.fr/; National audience; L'objectif de cet article est d'analyser les inégalités régionales dans l'Union Européenne élargie à l'aide de l'Analyse Exploratoire des Données Spatiales appliquée aux PIB par tête des 258 régions de l'Europe des 27 sur la période 1995-2000. Les résultats montrent l'existence d'une forte autocorrélation spatiale globale et locale ainsi qu'une forte hétérogénéité dans la distribution des richesses. Ils montrent également un changement de polarisation, puisque l'élargissement conduit à un schéma de polarisation Nord-Ouest - Est à la place du schéma Nord-Sud traditionnellement mis en évidence dans la littérature. Finalement, cette analyse nous permet d'explorer les conséquences de l'élargissement sur la politique régionale européenne

Biophysical variable estimates from remote sensing data characterize plant canopy structure and functioning. The monitoring of earth surface dynamic processes at global scale requires high temporal frequency remote sensing observations which are provided up to now thanks to coarse spatial resolution sensors. At these scales, both the spatial heterogeneity of the observed scenes and the non linearity of the relationships between the biophysical variable of interest and the radiometric data, generate a bias in the variable estimation. This work aims at reducing the biophysical variable estimation uncertainty due to scaling effects. Spatial heterogeneity is characterized by the variogram of high spatial resolution remote sensing data (NDVI, NIR, RED). The analysis is performed for different landscapes. Typical length scales as measured by the range of the variogram is between 50m and 800m. Then, a method is developed to reduce scaling effects in the estimates of the biophysical variable. It accounts for spatial heterogeneity within coarse resolution pixel and the degree of non linearity of the relationship between remote sensed data and biophysical variable. Results show good performance for coarse resolution sensors. Based on the characterization of heterogeneity over a large range of landscapes (18), the optimal resolution, i.e the resolution that would minimize the artefacts due to spatial heterogeneity, is estimated at 30m.; La télédétection permet d'estimer les variables biophysiques révélatrices de l'état et du fonctionnement du couvert végétal. A l'heure actuelle, la répétitivité temporelle nécessaire pour caractériser le fonctionnement des couverts végétaux n'est assurée que par des capteurs à large champ observant la surface à des résolutions spatiales hectométrique ou kilométrique. Toutefois, l'hétérogénéité spatiale intra-pixellaire constitue une source d'incertitude significative lorsque les relations entre les variables biophysiques et les variables radiométriques mesurées par télédétection sont non linéaires. L'hétérogénéité du pixel moyenne résolution est caractérisée à partir du variogramme d'images de variables radiométriques (NDVI, PIR, ROUGE) issues d'un capteur à haute résolution spatiale. L'analyse de différents paysages montre que les échelles de variation expliquant la plus grande part de variabilité de la couverture végétale ont une gamme de valeur comprise entre 60m et 800m. D'autre part, un modèle a été construit pour corriger l'erreur d'estimation des variables biophysiques induite par l'hétérogénéité spatiale du pixel moyenne résolution. L'erreur d'estimation s'exprime de façon multiplicative en fonction du degré d'hétérogénéité et du degré de non linéarité de la relation entre la variable radiométrique et la variable biophysique. La correction est satisfaisante, en particulier à 1000m de résolution. A partir de la caractérisation de l'hétérogénéité spatiale de dix-huit paysages, la résolution spatiale optimale qui permet de capturer le maximum de variabilité de la couverture végétale du paysage pour minimiser l'erreur d'estimation a été estimée à 30m.

The aim of this paper is to study the regional inequalities in the enlarged European Union using Exploratory Spatial Data Analysis applied to per capita GDP for 258 regions of EU27 over the period 1995-2000. Strong evidence in favor of global and local autocorrelation as well as spatial heterogeneity is found for the wealth distribution. We also show that the enlargement process leads to a new North-West - East polarization scheme instead of the previous results obtained in the literature highlighting a North-South polarization scheme. Implications for regional development and cohesion policies are finally explored., (FRE) L’objectif de cet article est d’analyser les inégalités régionales dans l'Union Européenne élargie à l’aide de l’Analyse Exploratoire des Données Spatiales appliquée aux PIB par tête des 258 régions de l’Europe des 27 sur la période 1995-2000. Les résultats montrent l’existence d’une forte autocorrélation spatiale globale et locale ainsi qu’une forte hétérogénéité dans la distribution des richesses. Ils montrent également un changement depolarisation, puisque l’élargissement conduit à un schéma de polarisation Nord-Ouest - Est à la place du schéma Nord-Sud traditionnellement mis en évidence dans la littérature. Finalement, cette analyse nous permet d’explorer les conséquences de l’élargissement sur la politique régionale européenne. (ENG) The aim of this paper is to study the regional inequalities in the enlarged European Union using Exploratory Spatial Data Analysis applied to per capita GDP for 258 regions of EU27 over the period 1995-2000. Strong evidence in favor of global and local autocorrelation as well as spatial heterogeneity is found for the wealth distribution. We also show that theenlargement process leads to a new North-West - East polarization scheme instead of the previous results obtained in the literature highlighting a North-South polarization scheme. Implications for regional development and cohesion policies are finally explored.

L’hétérogénéité spatiale d’une population est engendrée à courte échelle par la portée limitée des interactions sociales et de la mobilité, à laquelle se superpose à plus longue échelle la fragmentation de l’habitat. Des facteurs intrinsèques (stochasticité démographique) et extrinsèques (fluctuations environnementales) génèrent alors de la variabilité spatio-temporelle à ces deux échelles. Cette thèse illustre certaines conséquences proximales et ultimes de cette hétérogénéité sur la dispersion et les interactions sociales. A l’échelle du voisinage social, la stochasticité démographique permet d’ouvrir l’espace nécessaire à l’expansion d’une population altruiste favorisée par la sélection de parentèle. La variation génétique et démographique qui en résulte rend aussi possible l’évolution de certaines stratégies de dispersion : évitement des interactions avec la mère, de la consanguinité, ou de la compétition pour les ressources, et préférence pour les habitats denses. Elle accroît la valeur sélective de la dispersion par la colonisation de nouveaux habitats. Interactions sociales et dispersion se retrouvent alors associées dans un processus éco-évolutif qui résume les tensions entre coopération et compétition locale.

National audience; Nous cherchons à caractériser l’hétérogénéité spatiale d’une parcelle en terme d’état du couvert végétal : niveau de développement, état hydrique et surtout état azoté… Pour cela un suivi temporel du comportement radiométrique d’une parcelle de blé a été effectué grâce à différents capteurs dans le domaine optique. Ces mesures ont pour but l’estimation de variables biophysiques telles que la surface foliaire et le contenu en chlorophylle des feuilles à des résolutions spatiales de l’ordre du mètre ou de la dizaine de mètres. Les estimations peuvent ensuite être utilisées dans des méthodes d’aide à la décision utilisant soit des indicateurs (cf.Houlès et al.), soit des modèles de culture (cf. Guérif et al).

L'évolution du contexte socio-économique (recherche de qualité tant des produits que du milieu) conduit à la diversification des conduites de pâturage, qu'il s'agisse des prairies naturelles ou des prairies semées. Les études sur le fonctionnement des peuplements permettent de fournir des connaissances pour concevoir et évaluer de telles règles de conduite. Dans une première partie, nous traitons de l'effet du pâturage sur les couverts de graminées et les mélanges semés. Tout d'abord, nous montrons quel est l'effet de la structure du couvert sur la croissance et la qualité de l'herbe offerte. L'indice foliaire résiduel après pâturage et la longueur de la gaine des graminées sont les deux variables de structure les plus importantes. De la première dépend la vitesse de croissance (interception du rayonnement), mais aussi la vitesse de sénescence (quantité de matériel sénescent passant en litière). La longueur de la gaine conditionne la longueur des limbes ainsi que leur digestibilité. En conclusion de cette section, nous insistons sur le fait que gérer un pâturage revient à choisir un compromis entre une hauteur élevée qui maximise l'ingestion à court terme et une hauteur faible qui améliore la digestibilité, mais qui risque de pénaliser la croissance. Nous signalons aussi l'importance des interdépendances des défoliations au cours du temps, dans la mesure où la défoliation doit, outre l'alimentation, préparer la ressource prairiale pour une utilisation ultérieure. Dans une deuxième section, nous traitons du rôle de la plasticité phénotypique et de l'évolution génotypique dans l'adaptation à la défoliation. La plasticité phénotypique des graminées fourragères est à la fois morphogénétique et physiologique. Elle est réversible, mais elle présente cependant des limites pouvant varier selon les espèces. La forte variabilité génétique qui existe au sein des populations naturelles ou des variétés de graminées fourragères offre une prise à la sélection naturelle. Les individus les mieux adaptés dominent les individus les moins bien adaptés. La contribution des différents génotypes composant la population ou la variété va donc dépendre de l'environnement. Lorsque cette domination s'accompagne d'une mortalité de certains génotypes, la structure génotypique de la population évolue de manière irréversible. Nous montrons l'intérêt de ces connaissances pour augmenter la variabilité génétique par semis ou sur semis. Dans une deuxième partie, nous traitons de l'effet de la défoliation en interaction avec la nutrition minérale sur la biodiversité des prairies naturelles et semi-naturelles. Les études empiriques de végétation prairiale montrent que la diversité spécifique au sein dune communauté augmente lorsque la disponibilité en minéraux diminue. Elle diminue en situation de "surpâturage" (stratégie d'évitement ou de tolérance des espèces) ou de "sous pâturage" prononcé (envahissement par des espèces indésirables). Pour disposer de modèles prédictifs d'évolution de la végétation prairiale, on propose une approche fonctionnelle reposant sur des regroupements d'espèces présentant des traits biologiques communs leur permettant d'accomplir des fonctions spécifiques de façon similaire. Nous montrons que cette approche permet de rendre compte des effets du régime de défoliation et de la disponibilité en éléments minéraux sur la distribution des espèces (évolution des types fonctionnels) et sur les caractéristiques agronomiques des communautés., The results from studies on the workings of plant populations help to conceive and to assess management rules adapted to the various types of grazing practices met with nowadays. Sward structure influences both the growth and the quality of the available herbage. On the residual leaf index after grazing depend not only the growth rate (interception of the radiation), but also the rate of senescence (amount of senescent matter getting into the litter). Sheath length influences both blade length and blade digestibility. The grazing management consists in finding a compromise between a large height bringing about a maximum ingestion in the short term, and a small height which improves the digestibility but may endanger subsequent growth. The phenotypic plasticity of the forage grasses is both morphogenetical and physiological. It is reversible, but with limits, which may vary according to species. There is a strong genetic variability within natural populations and within cultivars ; the fittest individuals dominate those legs well adapted (who may even disappear altogether) to an extent that depends on the environment. Defoliation interacts with mineral nutrition on the bio-diversity of the natural and semi-naturaI pastures. The diversity of species increases when the availability of mineral nutrients decreases ; it decreases when there is over-grazing (intended for the avoidance or toleration of certain species) or marked undergrazing (encroachment by undesirable species). With a functional approach based on the grouping of species sharing common biological features, it is possible to set up predictive models for the evolution of the sward population.

The growth of roe deer populations in mountain is parallel to the expansion of forests, due to land abandonment. The management of precious deciduous woods, which grow naturally on our study area (Maurienne valley, France), have been planned, so the development of this cervid populations could become a problem. The effect of different parameters, specially spatial heterogeneity, on rubbing marks distribution in the landscape is pointed out. The results show important seasonal variations in rubbing activity of males ; in the same way, differences are pointed out in using various landscape structure types and various characteristic areas. The role of heterogeneity could not have been studied in an efficient way because of the analysis scale which was not precise enough. Lastly, our methodology, which uses a multi-scale analysis of influent factors, seems particularly judicious according to our problematic, so we consider it is interesting to be developed., Le développement des populations de chevreuil en montagne est parallèle au retour de la forêt là où la déprise agricole sévit. Or, cette augmentation des effectifs de chevreuils peut se révéler problématique dans l’hypothèse d’une valorisation sylvicole des boisement spontanés où dominent les essences précieuses. L’effet de divers paramètres descriptifs du paysage sur la répartition des frottis imputables aux brocards est étudié en Moyenne-Maurienne. Les variations saisonnières de l’activité de frottage et l’impact de divers types de structures paysagères sur plusieurs secteurs caractéristiques sont mis en évidence. L’analyse du rôle de l’hétérogénéité spatiale par le biais de fenêtres de taille croissante révèle qu’au delà d’une certaine distance (quelques mètres), l’hétérogénéité du couvert végétal ne modifie plus l’activité de frottage de ce mammifère. Ainsi, l’analyse de l’influence de la structure du paysage à plusieurs niveaux de perception nous permet de déterminer à quelle échelle le chevreuil est le plus sensible à son environnement., Chenavier Ludovic, Brun Jean-Jacques, Delcros Philippe, Grossi Jean-luc. Effets de la structure du paysage sur l’activité de frottage du chevreuil (analyse de la répartition des frottis). In: Ecologia mediterranea, tome 23 n°1-2, 1997. pp. 55-68.

A structural analysis was carried out from a systematic sample of 3.12 ha and five 2 400 to 4 000 m2 plots, chosen to represent the main structural patterns of the stand. It brought to the fore that variations of the spatial (vertical and horizontal) and floristic structures depend in part on the topographic situation within the plot, as well as on the local history of the stand. Detailed analysis of spatial patterns of trees and spatial (point) processes able to reproduce these patterns, shown that it is necessary to consider alternative mechanisms to the gap regeneration in forest dynamics, particularly for places undisturbed by tree falls since a quite long time. These mechanisms, called substitution processes, imply small openings created by the death of standing trees and involve pre-existent trees instead of the germination of seeds. According to the topographic situation, in steep or gentle slopes, two forms of the process are distinguished. All the results indicate that an accurate model of the functioning of tropical forests can only be achieved by taking into consideration the spatial and temporal heterogeneity of the dynamic processes.; Une typologie des structures est réalisée à partir d'un échantillon systématique de 3,12 ha et de cinq placeaux de 2 400 à 4 000 m2, représentant les principaux types d'organisation du peuplement. Cette analyse met en évidence des variations des structures spatiales (verticales et horizontales) et des structures floristiques, qui dépendent pour partie de la situation topographique au sein du dispositif, mais également de l'histoire locale du peuplement. L'analyse détaillée des modèles de répartition spatiale des individus et des processus (ponctuels) spatiaux qui permettent d'en rendre compte, montre qu'il convient alors d'envisager, pour les situations exemptes de perturbations majeures depuis longtemps, des mécanismes dynamiques alternatifs à la régénération dans les chablis. Il s'agit de phénomènes de substitution au sens large, qui ne font pas intervenir le potentiel germinatif ; le comblement de trouées de petite dimension, occasionnées par la mort sur pied d'un (ou de quelques) individu(s) de la voûte, est réalisé par les individus prééxistants. Les modalités de la substitution diffèrent en fonction de la situation topographique, en versants ou sur les crêtes. L'ensemble des résultats indique, que seule la prise en compte de l'hétérogénéité spatio-temporelle des mécanismes de renouvellement permettra de concevoir un modèle fiable de la dynamique de fonctionnement des forêts tropicales.

A structural analysis was carried out from a systematic sample of 3.12 ha and five 2 400 to 4 000 m2 plots, chosen to represent the main structural patterns of the stand. It brought to the fore that variations of the spatial (vertical and horizontal) and floristic structures depend in part on the topographic situation within the plot, as well as on the local history of the stand. Detailed analysis of spatial patterns of trees and spatial (point) processes able to reproduce these patterns, shown that it is necessary to consider alternative mechanisms to the gap regeneration in forest dynamics, particularly for places undisturbed by tree falls since a quite long time. These mechanisms, called substitution processes, imply small openings created by the death of standing trees and involve pre-existent trees instead of the germination of seeds. According to the topographic situation, in steep or gentle slopes, two forms of the process are distinguished. All the results indicate that an accurate model of the functioning of tropical forests can only be achieved by taking into consideration the spatial and temporal heterogeneity of the dynamic processes.; Une typologie des structures est réalisée à partir d'un échantillon systématique de 3,12 ha et de cinq placeaux de 2 400 à 4 000 m2, représentant les principaux types d'organisation du peuplement. Cette analyse met en évidence des variations des structures spatiales (verticales et horizontales) et des structures floristiques, qui dépendent pour partie de la situation topographique au sein du dispositif, mais également de l'histoire locale du peuplement. L'analyse détaillée des modèles de répartition spatiale des individus et des processus (ponctuels) spatiaux qui permettent d'en rendre compte, montre qu'il convient alors d'envisager, pour les situations exemptes de perturbations majeures depuis longtemps, des mécanismes dynamiques alternatifs à la régénération dans les chablis. Il s'agit de phénomènes de substitution au sens large, qui ne font pas intervenir le potentiel germinatif ; le comblement de trouées de petite dimension, occasionnées par la mort sur pied d'un (ou de quelques) individu(s) de la voûte, est réalisé par les individus prééxistants. Les modalités de la substitution diffèrent en fonction de la situation topographique, en versants ou sur les crêtes. L'ensemble des résultats indique, que seule la prise en compte de l'hétérogénéité spatio-temporelle des mécanismes de renouvellement permettra de concevoir un modèle fiable de la dynamique de fonctionnement des forêts tropicales.