Search

National audience

International audience

International audience; A major challenge in geomorphology is reconciling the disparity between runoff coefficients and erosion ratesfrom the field to the catchment scale. In the European loess belt, a decrease of runoff coefficients and erosion ratesoccurs with increasing spatial scales. Indeed, it is important to understand the scale dependency of run-off anderosion to manage the off-site impacts of accelerated soil erosion. Accordingly, a continuous simulation of the scaledependency of runoff and erosion, from the field scale to the catchment scale (100 – 1000 km2) was conducted withtheWater and Sediment (WaterSed) model for two catchments (Andelle-756 km2, and Austreberthe-214 km2) over12 years (>1000 events). Scale effects were evident with a 100-fold decrease in runoff coefficients and sedimentdelivery ratios between the field scale and the catchment scale. In spite of a low variability of the annual rainfall(19%), the inter-annual variability of the runoff volume (37%) and erosion rates (92%) at catchment outlets werehigh. The inter-annual variability of runoff and erosion was closely linked to the number of extreme events peryear and their distribution through the year, in particular during periods with highly crusted soil surface states.For these high magnitude events, a complex distributed modelling approach was not necessary as the ability ofthe soil surface and of the landscape to retain overland flows are largely exceeded. The seasonality of soil surfacecharacteristics also affected the scale dependency of runoff and erosion, from the field scale to the catchment scale.However, this is only observed up to a certain spatial extent, i.e. where hillslope erosion processes are governedby hortonian overland flow. When saturation flows are generated, topography and soil depth become the dominantfactors. Understanding runoff and sediment response at different scales should focus on the location and amountof runoff and sediment production within the catchment and the capacity of the downstream flow path to retainor transfer overland flow and sediment. Furthermore, this study demonstrates the need to implement model thatrepresent both hortonian and saturation flows when simulating erosion events at the catchment scale.

Agricultural runoff depends on land use and its spatial distribution within the watershed; with land use being dependent on the socio-economic context. By studying the Pays de Caux (France), we explored the impact of future context changes on this phenomenon through the environmental assessment of prospective scenarios at the watershed level. This approach involves spatializing narrative scenarios. We made choices during this step that affected runoff volumes at the watershed outlet, which policy makers should be aware of in order to facilitate the decision-making process for public policies.; Le ruissellement agricole dépend de l’utilisation des sols et de sa localisation au sein d’un bassin versant, l’utilisation des sols étant elle-même dépendante du contexte socio-économique. En prenant le cas du Pays de Caux, nous avons exploré les conséquences de futurs changements de contexte sur ce phénomène à travers l’évaluation environnementale de scénarios prospectifs à l’échelle du bassin versant. Cette démarche implique la spatialisation de scénarios narratifs. Lors de cette étape nous avons effectué des choix qui ont des conséquences sur les volumes ruisselés à l’exutoire du bassin versant dont les décideurs publics doivent avoir connaissance dans une optique d’aide à la décision publique.

Highly regioselective reductions of ct,13-unsaturated ketones to the corresponding allylic alcohols were performed in essentially quantitative yields in aqueous media containing either glycosidic surfactants or amphiphilic carbohydrates. Reductions of cyclohexanones and cyclohexenones lead under the same conditions, stereoselectively to reduced compounds bearing an equatorial alcohol function. Hydrophobic interactions between amphiphilic carbohydrates and lipophilic substrates were modelized and should account for the observed stereodifferentiation. Organic synthesis in aqueous media has attracted growing attention in the past few years.1 Unfortunately only a few organic compounds display sufficient solubility in water. The use of glyco-organic substrates, which contain a carbohydrate moiety enhancing water solubility and inducing chirality, was thus extensively studied. 1 However easy cleavage of the sugar moiety is a requisite for obtaining the final product. Alternatively, incorporation of the substrate and/or reagent molecules into micelles, microemulsions and various organized assemblies may enlarge the field of organic aqueous reactions. 2 Indeed, micellar aqueous solutions of surfactants proved recently to enhance both the rate and the enantioselectivity of asymmetric hydrogenations promoted by water-soluble rhodium catalysts based on carbohydrates. 20 In this paper, we would like to report on highly regio- and stereoselective reductions of a wide range of carbonyl compounds by sodium borohydride in aqueous solutions containing glycosidic amphiphiles. Our results will be compared with other findings based on the water structure strengthening effects exerted by sugars such as D-glucose. 3

Expertise collective sur l'estuaire de Seine GIP Seine Aval

1H NMR spectroscopy assignments have been obtained for starch acetates using COSY and HOHAHA experiments by comparison with the spectra of amylose triacetate and of peracetylated malto-oligosaccharides (maltotriose, maltotetraose, maltoheptaose). These assignments are valuable for the location and evaluation of the substitution pattern in modified starches. The bulk of the 1H NMR spectra of highly acetylated starch strongly resembles the spectrum of amylose triacetate in which all protons are identified and display distinct chemical shifts. The resolving power of the HOHAHA experiment allowed the distinction of minor spin systems. Beside these strong signals pertaining to an average 2.3.6-tri-O-acetyl-alpha-(1-->4) linked D-glucopyranose unit in an infinite chain, the combination of COSY and HOHAHA experiments allowed the identification of these systems to the terminal, n-1, n-2, and to partially acetylated glucopyranosyl units. As an example, two different preparations of starch acetates with degrees of substitution 2.74 and 2.63 were examined. In one case, NMR demonstrates that the defects of acetylation are random on the polymeric chain (with corresponding signals for unacylated secondary hydroxyl positions at delta 3.61 and 3.40) while in another case, these signals are not detectable, probably due to the presence of clusters of non-acetylated residue forming solid-like zones.

7 p, 2 fig. données biostratigraphiques (foraminifères); International audience; Dans le cadre d'une synthèse régionale des altérites de craies à silex du NW du Bassin de Paris, des coupes ont été levées sur les plateaux et interfluves. Des silex, prélevés dans les résidus à silex qui recouvrent les craies et dans des paléo-résidus à silex remaniés à la base des dépôts thanétiens, ont livré une microfaune du Maastrichtien supérieur. Ceci confirme la présence jusqu'ici douteuse de craies à silex du Maastrichtien supérieur dans le Bassin de Paris et l'occultation postérieure de ces dépôts par altération météorique.

International audience

International audience; Coastal environment with high interaction between nature and societies (land-sea interface) are subject to multi-hazards interaction such as landslides, flood or cliff retreat. These territories are characterized by numerous Element at Risk (EaR) located in valley bottoms, front sea, at the outlets of small dry-watershed or on landslide areas. The aim is to quantify the potential consequences of EaR by integrating multiple hazards interaction at various scale analyses. The experimental study site is located in the margin of the Parisian Basin. It is characterized by alternating sequences of plateaus and valleys between Houlgate and Honfleur (Normandy—France). To identify and quantify these EaR, three scales analyses have been used from medium scale (1:50,000 – 1:25,000), to local scale (1:10,000 – 1:2,000) by using multi-criteria approach. To quantify the EaR, we adopted three steps approach: 1) Definition of an initial index value of EaR according to the rank order weighting without considering the hazards (proximity, location, etc.). This initial value is attributed at three different scales. (a) At medium scale, a global value of EaR is defined by integrating all components of the study site (such as built-up areas, agricultural areas, etc.). (b) At medium scale, the infrastructure value (buildings, roads and lifelines) is defined from physical injuries and both functional and structural components. (c) At local scale, the index value is defined according to the variations of intrinsic structural component of building. 2) Considering environment constraint (hazard location) to define a second index value to EaR. It means that we consider the location of EaR in relation to flood, landslide area or both areas. This new value is computed to the initial index value (step 1) to take into consideration these different hazards. Consequently, it is necessary to firstly define boundaries of the hazard (flood envelope, landslide limits) by GIS-approach. These boundaries are defined according to multiple criteria such as distance to the river, low-lying areas or morphology (alluvial plain) for flood area. Potential landslide areas are defined according to parameters as slope degree, curvature, aspect and historical density of landslides. Multi-hazards areas are the conjunction of both flood and landslide areas (including cliff retreat). 3) The initial value of EaRs is combined with hazards and multi-hazards index value by fuzzy logic system. A series of conditions defined by different operators (such as Max, Min, And, Or, etc.) take into consideration the evolution initial value (step 1) of EaR according to the type of hazard (step 2). Two main results emerged from this study. In first, we have quantified potential consequences at three different spatial scale analyses (from medium to local scale analysis) without considering hazards. This provides a first information of sensitive EaRs on the territory even in case of alteration of hazard areas (climate change). However, this first information should be completed with multi-hazards integration in order to highlighted potential consequences to different hazards. Consequently, this multiple scale analysis by integrating consequences to multiple hazard provide a better assessment of EaRs for the purpose of improve the disaster risk reduction.

Intertidal flats provide essential services including protection against storm surges and coastal flooding.These environments are characterized by a continuous redistribution of sediments and topographic changes.They are under increasing pressure due to anthropogenic activities and sea level rise. The continuous monitoring of their topography is fundamental for hydrodynamic and morphodynamic modeling of coastal systems. Intertidal flats are among the most logistically challenging coastal landforms for ground-based and airborne-based topography monitoring. Spaceborne-based monitoring is the only viable and the mostcost-effective approach capable of providing regularly intertidal topography maps. Recent developments in radar (altimetry and Synthetic Aperture Radar (SAR)) and optical technologies, bring new types of data and enhanced capacities for monitoring intertidal environments. This PhD dissertation investigates the use of spaceborne-based methods for monitoring the topography in intertidal areas using radar altimetry, SAR, and multispectral satellite observations. The main objective is to explore, develop, or enhance methods dedicated for intertidal topography mapping. Being a part of the preparation phase of the future SWOT (Surface Water and Ocean Topography) radar altimetry mission, first mission to operate in wide-swath SAR interferometrymode, this PhD dissertation also investigates the capability of SWOT to map intertidal topography. Methodologies developed or/and used in this thesis were applied to two intertidal environments located on the French Coast: The Arcachon Bay and the Bay of Veys. We showed, for the first time, that recent advancements in technologies enabled satellite radar altimetry to extract intertidal topography profiles along the altimeters ground tracks. Second, we introduced an improved and quasi-automatic approach for the use of the waterline method (most common method for intertidal topography mapping) to derive intertidalDigital Elevation Models (DEMs). The changes include faster, more efficient and quasi-automatic detection and post-processing of waterlines. We also brought to light the ability of SWOT to generate highly accurate intertidal DEMs using the waterline method. The methodologies used here allow the generation of intertidal topography measurements regularly, that with careful usage, can be used for detecting topographic changes in intertidal environments. We showed that the two study areas eroded during 2016-2018, losing 1,12 × 106 m3 and 0,70 × 106 m3 for the Arcachon Bay and the Bay of Veys respectively. Updated DEMs provide useful and needed information for several scientific applications (e.g., sediment balance, hydrodynamic modelling), but also for authorities and stakeholders for coastal management and implementation of ecosystem protectionpolicies.; En lien avec les activités humaines et l’élévation du niveau de la mer dans le cadre du changement climatique, les zones intertidales sont soumises à de fortes pressions. La topographie de ces environnements est ainsi en évolution permanente. Le suivi de la topographie est fondamental pour la modélisation hydrodynamique et morphodynamique des systèmes côtiers. Ce suivi fait face à des importantes difficultés, surtout sur le plan logistique, vu la localisation des zones intertidales entre les limites des plus hautes et des plus basses marées. La télédétection spatiale est une des meilleures approches pour assurer des mesures topographiques intertidales à jour dans l’espace et dans le temps. Cette thèse porte ainsi sur l’utilisation de la télédétection spatiale pour le suivi de la topographie des zones intertidales par des capteurs radar (altimétrie et Radar àSynthèse d’Ouverture (RSO)) et multispectrales. L’objectif principal est d’explorer, de développer ou d’améliorer des méthodes dédiées à la cartographie de la topographie intertidale, et d’étudier également la capacité de la future mission SWOT (Surface Water and Ocean Topography; première mission altimétrique à fournir des élévations au sein d’une fauchée au moyen de la technique d’interférométrie SAR (RSO)) à cartographier la topographie de ces zones. Les méthodologies développées et utilisées dans cette thèse ont été appliquées à deux baies intertidales situées sur la façade Atlantique de la côte française : Le Bassin d’Arcachon et la Baie des Veys. Nous avons d’abord montré que les améliorations techniques des nouvelles missionssatellitaires permettaient, pour la première fois, à l’altimétrie satellitaire de fournir des profils topographiques intertidaux le long des traces des altimètres. Deuxièmement, nous avons introduit une approche améliorée de la méthode de la ligne d’eau (méthode la plus courante pour la cartographie de la topographie intertidale) qui sert à générer des Modèles Numériques d’Élévation (MNEs) intertidaux à l’aide des images satellitaires (RSO et multispectrales). Grâce à cette nouvelle approche, la détection des lignes d’eau et leurs post-traitements sont maintenant plus rapides, plus efficaces et quasi-automatiques. Nous avons également mis en évidence la capacité de SWOT à générer des MNEs intertidaux précis en utilisant la méthode de la ligne d’eau. Les méthodologies développées et utilisées au cours de cette thèse sont capables de mesurer régulièrement latopographie dans les zones intertidales et permettre la détection des changements topographiques dans ces environnements et proposer des bilans morpho-sédimentaires. Ainsi, les deux zones intertidales étudiées sont en érosion sur la période de 2016 à 2018 avec des pertes en volume de 1,12 × 106 m3 et 0,70 × 106 m3 pour le bassin d’Arcachon et la baie des Veys respectivement. Ces informations sont utiles et nécessaires pour plusieurs applications scientifiques (par exemple, le bilan sédimentaire, la modélisation hydrodynamique), mais aussi pour les autorités et les acteurs du littoral dans le but de la mise en oeuvre des politiques d’utilisation et de protection de ces environnements.

The works presented in this thesis explore the non-linearity and non-stationarity aspects of the hydroclimate system in France and the Euro-Atlantique area. In part I, «Spatio-temporal scales of hydroclimate variability in France», classifications of precipitation, temperature and discharge time series of 152 watersheds were established, based on non-linear and non-stationary characteristics. In particular, we based our classifications on spectral contents and cross-scale, phase-phase, phase-amplitude interactions. Results show clear homogeneous regions for each variable, but with complex spectral content and cross-scale interactions. Part II, « Spatiotemporal of local and large-scale climate variability», we studied how the watershed modulation altered the spectral correlation between local climate (precipitation, temperature) and discharge. We then studied the large-scale atmospheric patterns linked to discharge, with a combined spatial and temporal spectral analysis. Results show than temperature is the main driver of discharge at the annual scale, but precipitation is the main driver for other time scales. The large scale atmospheric patterns linked to discharge were shown to be time scale dependent and heavily modulated from West to east, with interacting atmospheric components shifting the main time scales of spectral correlation with discharge. Finally, Part III « North Atlantic atmospheric circulation dynamics», introduces a new conjecture linking the geometrical theory of the extremal length (a conformal invariant) and conservative atomspheric systems, such as the North Atlantic atmospheric circulation. We have shown that the time invariance of the extremal length implies conservation in mechanical energy within the atmospheric system, and that the increase/decrease of invariance induces mechanical energy losses/gains. The application of the theory to the North Atlantic atmospheric circulation, shows that depending on the time scale, the dynamics are vastly different, ranging for asymptotically stable to unstable, and that the atmospheric circulation for the last 40 years has seen large changes in its dynamics. Through this thesis, we showed the importance of time scale dependence, interactions between them, and more generally, of non-linearity and non-stationarity. We encourage hydrologist and climate scientists to adopt a combined physics-statistical approach in order to better grasp the complexity of hydroclimate systems., Dans ce manuscrit, nous avons exploré la non-linéarité et la non stationnarité de la variabilité hydroclimatique en France et dans la zone Euro-Atlantique. Dans la partie I « Échelles spatiotemporelles de la variabilité hydroclimatique en France », nous avons réalisé les classifications spatiales de précipitations, températures et débits de 152 bassins versants, basées sur les caractéristiques spectrales non-stationnaires de ces variables, puis étudier comment ces caractéristiques spectrales interagissaient entre elles. Nous avons montré que les régions de variabilité hydroclimatique homogène étaient spatialement continues, et de superficie très différentes. Les interactions spectrales dans chaque région homogène sont très complexes, et deux régions aux propriétés spectrales similaires, peuvent être le siège de différentes interactions. Dans la Partie II « Échelles spatiotemporelles de la variabilité hydroclimatique large échelle », nous avons tout d’abord exploré la modulation exprimée sur les entrées de précipitation et température par les caractéristiques du bassin versant. Nous avons montré que la température montre un lien direct avec les débits à l’échelle annuelle, tandis que la précipitation est directement liée aux débits pour les échelles saisonnières, 2-4 et 5-8 ans. Ensuite, nous avons étudié la variabilité climatique large échelle liée aux précipitations et débits, via l’analyse composite et de corrélation spectrale de champs de géopotentiels à 500hPa. Les régimes de géopotentiels liés aux précipitations et débits sont différents en fonction des échelles de temps considérées, et en fonction de la zone considérées, les corrélations se font à différentes échelles, montrant la non-linéarité des liens entres climat large échelle et hydroclimat local. Enfin, dans la Partie III « Dynamique de la circulation atmosphérique Nord Atlantique, et variabilité hydroclimatique », nous avons exploré les propriétés dynamiques d’un objet géométrique, invariant conforme, la longueur extrémale. Nous avons montré qu’une longueur extrémale de dérivée nulle implique une dynamique constante, c’est-à-dire, une dynamique dont les équations de mouvement respectent certaines lois de conservation. L’application de ces résultats théoriques sur la variabilité atmosphérique dans la zone Nord Atlantique montre que la dynamique des géopotentiels peut changer et que les régimes de temps, extrapolés statistiquement, ne sont pas représentatifs d’une seule dynamique. L’ensemble des dynamiques possibles, ainsi que leur stabilité et stationnarité, dépend de l’échelle temporelle considérée.À travers les résultats présentés dans ce manuscrit, nous avons montré l’importance de prendre en compte la non-linéarité (i.e. les interactions entre les composants du système climatique qui peuvent donner lieu à des comportements complexes) et la non-stationnarité (i.e. les changements brusques de dynamiques dus aux changements de paramètres de contrôle) de la variabilité hydroclimatique. A minima, la prise en compte des différences de dynamiques en fonction des échelles de temps est cruciale. Idéalement, la prise en compte simultanée des variabilités spatiales, temporelles et dynamiques devrait être encouragée.

The works presented in this thesis explore the non-linearity and non-stationarity aspects of the hydroclimate system in France and the Euro-Atlantique area. In part I, «Spatio-temporal scales of hydroclimate variability in France», classifications of precipitation, temperature and discharge time series of 152 watersheds were established, based on non-linear and non-stationary characteristics. In particular, we based our classifications on spectral contents and cross-scale, phase-phase, phase-amplitude interactions. Results show clear homogeneous regions for each variable, but with complex spectral content and cross-scale interactions. Part II, « Spatiotemporal of local and large-scale climate variability», we studied how the watershed modulation altered the spectral correlation between local climate (precipitation, temperature) and discharge. We then studied the large-scale atmospheric patterns linked to discharge, with a combined spatial and temporal spectral analysis. Results show than temperature is the main driver of discharge at the annual scale, but precipitation is the main driver for other time scales. The large scale atmospheric patterns linked to discharge were shown to be time scale dependent and heavily modulated from West to east, with interacting atmospheric components shifting the main time scales of spectral correlation with discharge. Finally, Part III « North Atlantic atmospheric circulation dynamics», introduces a new conjecture linking the geometrical theory of the extremal length (a conformal invariant) and conservative atomspheric systems, such as the North Atlantic atmospheric circulation. We have shown that the time invariance of the extremal length implies conservation in mechanical energy within the atmospheric system, and that the increase/decrease of invariance induces mechanical energy losses/gains. The application of the theory to the North Atlantic atmospheric circulation, shows that depending on the time scale, the dynamics are vastly different, ranging for asymptotically stable to unstable, and that the atmospheric circulation for the last 40 years has seen large changes in its dynamics. Through this thesis, we showed the importance of time scale dependence, interactions between them, and more generally, of non-linearity and non-stationarity. We encourage hydrologist and climate scientists to adopt a combined physics-statistical approach in order to better grasp the complexity of hydroclimate systems.; Dans ce manuscrit, nous avons exploré la non-linéarité et la non stationnarité de la variabilité hydroclimatique en France et dans la zone Euro-Atlantique. Dans la partie I « Échelles spatiotemporelles de la variabilité hydroclimatique en France », nous avons réalisé les classifications spatiales de précipitations, températures et débits de 152 bassins versants, basées sur les caractéristiques spectrales non-stationnaires de ces variables, puis étudier comment ces caractéristiques spectrales interagissaient entre elles. Nous avons montré que les régions de variabilité hydroclimatique homogène étaient spatialement continues, et de superficie très différentes. Les interactions spectrales dans chaque région homogène sont très complexes, et deux régions aux propriétés spectrales similaires, peuvent être le siège de différentes interactions. Dans la Partie II « Échelles spatiotemporelles de la variabilité hydroclimatique large échelle », nous avons tout d’abord exploré la modulation exprimée sur les entrées de précipitation et température par les caractéristiques du bassin versant. Nous avons montré que la température montre un lien direct avec les débits à l’échelle annuelle, tandis que la précipitation est directement liée aux débits pour les échelles saisonnières, 2-4 et 5-8 ans. Ensuite, nous avons étudié la variabilité climatique large échelle liée aux précipitations et débits, via l’analyse composite et de corrélation spectrale de champs de géopotentiels à 500hPa. Les régimes de géopotentiels liés aux précipitations et débits sont différents en fonction des échelles de temps considérées, et en fonction de la zone considérées, les corrélations se font à différentes échelles, montrant la non-linéarité des liens entres climat large échelle et hydroclimat local. Enfin, dans la Partie III « Dynamique de la circulation atmosphérique Nord Atlantique, et variabilité hydroclimatique », nous avons exploré les propriétés dynamiques d’un objet géométrique, invariant conforme, la longueur extrémale. Nous avons montré qu’une longueur extrémale de dérivée nulle implique une dynamique constante, c’est-à-dire, une dynamique dont les équations de mouvement respectent certaines lois de conservation. L’application de ces résultats théoriques sur la variabilité atmosphérique dans la zone Nord Atlantique montre que la dynamique des géopotentiels peut changer et que les régimes de temps, extrapolés statistiquement, ne sont pas représentatifs d’une seule dynamique. L’ensemble des dynamiques possibles, ainsi que leur stabilité et stationnarité, dépend de l’échelle temporelle considérée.À travers les résultats présentés dans ce manuscrit, nous avons montré l’importance de prendre en compte la non-linéarité (i.e. les interactions entre les composants du système climatique qui peuvent donner lieu à des comportements complexes) et la non-stationnarité (i.e. les changements brusques de dynamiques dus aux changements de paramètres de contrôle) de la variabilité hydroclimatique. A minima, la prise en compte des différences de dynamiques en fonction des échelles de temps est cruciale. Idéalement, la prise en compte simultanée des variabilités spatiales, temporelles et dynamiques devrait être encouragée.

The coastal environment in Normandy is conducive to a convergence of multiple hazards (erosion, marine submersion, flooding by overflowing streams or upwelling of a water table, turbid flooding by runoff, coastal or continental slope movement). Because of their interface positions, important regressive dynamics go between the marine and continental processes. This interaction will occur within the slopes and valleys where coastal populations and their activities have tended to become more densified since the 19th century. In this context, it is necessary to adopt a multi-hazard and multi-risk approach considering the spatial or temporal confluence of several hazards and their possible cascading effects and to assess the multi-sector impacts generated. by these vagaries.As part of this thesis, as well as in the ANR RICOCHET program, three study sites were selected at the outlet of the coastal rivers: from Auberville to Pennedepie, from Quiberville to Dieppe and from Criel-sur-Mer to Ault due to significant issues and strong interactions between hydrological and gravitational phenomena. Two main objectives have been carried out: (1) an methodological development on analyses of potential consequences by considering all the elements at risk within a study territory through a multiscaling approach; (2) an analysis of hydrological concomitances through a both statistical and spatial approach.; Les environnements côtiers en Normandie sont propices à de multiples aléas (érosion, submersion marine, inondation par débordement de cours d’eau ou remontée de nappe, crue turbide par ruissellement, mouvement de versant côtier ou continental). Des interactions entre aléas vont se produire au sein des versants et des vallées où les populations côtières et leurs activités tendent à se densifier depuis le XIXe siècle. Dans ce contexte, il s’avère nécessaire, d’adopter une démarche multi-aléas et multirisques tenant compte de la concomitance spatiale ou temporelle de plusieurs aléas et de leurs possibles effets en cascades et d’évaluer les impacts multisectoriels engendrés par ces aléas.Dans le cadre de cette thèse, ainsi que dans le programme ANR RICOCHET, trois sites d’étude ont été sélectionnés à l’embouchure des rivières littorales : de Auberville à Pennedepie, de Quiberville à Dieppe et de Criel-sur-Mer à Ault en raison d’importants enjeux socio-économiques et de fortes interactions entre les phénomènes hydrologiques et gravitaires. Deux principaux objectifs ont été menés à bien : (1) un développement méthodologique sur les analyses des conséquences potentielles en considérant les éléments exposés au sein d’un territoire d’étude à travers une approche multiscalaire ; (2) la mise en évidence et la quantification des effets des concomitances hydrologiques (lame d’eau et extension spatiale) liés aux blocages des écoulements fluviaux par la mer dans les embouchures à partir d’une analyse spatiale et d’une modélisation hydraulique sous HEC RAS.

Over time, lakes trap sedimentary particles that form sedimentary reserves. Tracing the origin of those particles with a precise stratigraphic resolution, involves reconstituting one or more paleo environmental information thus allowing the identification of past environmental changes. Decrypting that information requires a sedimentary carrot analysis technic to identify their high resolution composition indicators. Hyperspectral imagery remains one of the rare technics capable of showing those indicators in a two dimensional form so as to characterize the variations in the composition of the sediment as well as the finer stratigraphic structures. In comparison to the methods used routinely, hyperspectral imagery is a highresolution (nanometers resolution) technic that does not destroy the core of the sediment and is time efficient (1 hour per meter of sediment). In this thesis, the potential of the high resolution imagery is highlighted through the study of several case studies. The aim is to reconstitute environmental changes based on the origin of high resolution sedimentary organic matter (OM) quickly whilst preserving their history. Several hyperspectral indicators have been developed on two carefully chosen study sites to understand the origins of those OM. Those sites were chosen based on their potential sedimentary organic signature. In a Mediterranean environment, detrital OM inputs in the Bresson lake give a history of the various forest fires whereas the organic carbon variations in a series of reserve sediments, reconstruct the fluctuations of glacier erosion in an artic lake. In both cases, the OM of detrital origin is traced for the first time through a non-destructive method. Tracing OM issued from Primary aquatic production is improved with a new spectroscopic index. These indicators are validated by the methods routinely used (HPLC and RE6) then are calibrated by these technics in order to rebuilt high resolution COT concentrations. Hyperspectral imagery allows to trace the sedimentary composition and to see geo chemical variations in order to quantify the origin of organic inputs. Those results seem promising and bring essential foundations to develop the routine use of this new technic in order to reconstitute accurately past environmental changes., Les lacs piègent des particules sédimentaires au fil du temps de manière à former des archives sédimentaires. Tracer l’origine des particules archivées avec une résolution stratigraphique particulièrement détaillée conduit à reconstituer une ou des informations paléoenvironnementales permettant d’identifier les changements environnementaux passés. Afin de décrypter ces informations, les techniques d’analyse des carottes sédimentaires nécessitent d’identifier des marqueurs de leur composition à haute résolution. L’imagerie l’hyperspectrale demeure une des rares techniques capables de représenter ces marqueurs en deux dimensions pour caractériser les variations de la composition du sédiment et les structures stratigraphiques les plus fines. Dans ce mémoire, le potentiel de l’imagerie est mis en valeur à travers l’étude de plusieurs cas. L’objectif est de reconstituer des changements environnementaux à partir de l’origine des matières organiques (MO) sédimentaires à hauterésolution rapidement et sans destruction des archives. Plusieurs marqueurs hyperspectraux permettant de comprendre l’origine des MO sont développés sur deux sites d’étude choisis pour leur potentielle signature organique sédimentaire. Dans un environnement méditerranéen, les apports en MO détritique dans les sédiments du lac Bresson tracent les épisodes d'incendie du couvert forestier alors que les variations de carbone organique total (COT) dans une série d’archives sédimentaires reconstruisent les fluctuations de l’érosion glaciaire dans un lac arctique. Dans ces deux cas, la MO d’origine détritique est tracée pour la première fois par une méthode non-destructive et le traçage de la MO issue de la productivitéprimaire aquatique (plus classique) est amélioré par un nouvel indice spectroscopique. Ces marqueurs sont validés par des méthodes utilisées en routine (HPLC, comptage des particules de charbon, pyrolyse Rock-Eval 6) puis calibrés par ces techniques pour reconstruire des concentrations en COT à haute résolution. L’imagerie hyperspectrale permet donc de tracer lacomposition sédimentaire, voire des variations géochimiques, pour quantifier l'origine des apports organiques. Ces résultats apparaissent comme prometteurs et fournissent les bases essentielles pour développer l'utilisation en routine de cette nouvelle technique afin de reconstituer finement les changements environnementaux passés.

Since the end of the Pleistocene, the variations of environmental and anthropic conditions influenced the morpho-sedimentary dynamics of North-Western european catchments. The small hydrosystem are very sensitive to these evolutions, recorded in sedimentary archives. Our approach confronts geoscience, archaeology and geomorphological data, in order to apprehend the interrelationships between Human activity, climate and environment during the Holocene in Normandy. By studying the sedimentary archives from three settlements, from the plateau to the valleys, our aim is to discriminate climato-anthropic forcing for each episode of erosion and sedimentation. The three sites, located in small catchments, give pedo-sedimentary references for each geosystemic unit. The study a loessic plateau shows an intense erosion of Holocene luvisol since the end of La Tene period. The colluvial deposits, accumulated in a dry valley show the continuity of detrital sedimentation, and the intensification of erosional processes during modern times. At the bottom of a slope, the study of Brionne’s sedimentary archives reveals the Late Glacial sequence and the tufa diagenesis at the early Holocene. The Holocene sequence on a small coastal valley, la Scie, allows to reconstruct its diachronical evolution, the morphosedimentary dynamics and the landcape evolution. The diachronical evolution of these three sites shows the synchronicity of events, even if some ones appear to be local. These data enter in the well-documented context of the Paris Basin. Comparing those sequences has revealed the spatial and chronological complexity of the landscape responses to the human and climate forcing.; Depuis la fin du Pléistocène, l’évolution des conditions environnementales et les pratiques anthropiques ont influencé les dynamiques morpho-sédimentaires des bassins versants du Nord-Ouest européen. Les petits hydrosystèmes sont particulièrement sensibles à ces évolutions qui s’expriment dans les archives sédimentaires. La démarche adoptée confronte les données des géosciences, de l’archéologie et de la géomorphologie, pour appréhender les interrelations Homme/climat/environnement durant l’Holocène en Normandie. En étudiant les archives pédo-sédimentaires de trois sites archéologiques des plateaux aux fonds de vallée, l’objectif est de discriminer les forçages climato-anthropiques pour chaque épisode d’érosion/sédimentation. L’étude des plateaux normands à Villers-Ecalles dévoile une intense troncature érosive des luvisols holocènes à la fin de La Tène. Les colluvions stockées en fond de vallon soulignent la continuité des dépôts et l’intensification de l’érosion à l’époque moderne. Les archives sédimentaires de Brionne, en pied de versant, ont révélé la séquence Tardiglaciaire et la diagenèse tufacée du début de l’Holocène. La séquence holocène d’une vallée littorale, la Scie, permet de reconstituer son évolution diachronique, les dynamiques morpho-sédimentaires et l’évolution du couvert végétal. L’étude des sites met en évidence la synchronicité de certains événements, malgré des épisodes parfois locaux. Les schémas d’évolution s’inscrivent dans le contexte bien documenté du Bassin parisien. La comparaison des séquences témoigne de la complexité des réponses aux interactions Homme/milieu et d’une mosaïque de pression anthropique différentielle pendant l’Holocène.

This work is to characterize the temporal and spatial variability of hydroclimatic time series (rainfall, flow) at three large basins in Morocco; (basins of the Sebou and Moulouya Tensift) and look links between the hydrologic variability and climate fluctuation materialized by various climate indices, NAO, SOI, WMOI. The approach to study is based on statistical analysis of time series, related to time and space dimensions.The great watershed of continental scale as Tensift, Sebou and Moulouya in Mediterranean climate under oceanic influence, integrate over large areas the hydrological response to climate and environmental changes (climate fluctuations, precipitation, flows) not only to large spatial and temporal scales, but also to changes in the physical environment anthropogenic (land use changes, developments ...), which sometimes makes difficult to identify the links between hydrological variability and climate variability. The main objective of this work is to determine and quantify the relationships between hydrological variability and climate fluctuations (regionalised precipitation, climate change indexes) across each studied basin and its main sub-basins, via using spectral analysis methods adapted to the study of non-stationary processes (continuous wavelet analysis, coherence analysis wavelet). Many modes of variability are identified from the station analysis (rainfall and flow rates), the annual cycle to 16-22 years, this analysis will be complemented by a grid analysis, the data come from a (SIEREM) file covering the period from 1940 to 1999, which will allow a better understanding of the spatial variability of signals set highlighted. Which is identified frequencies the 1 year 8-16 years, distinguished different time periods at each basin, three main discontinuities identified in 1970, 1980 and 2000. The contribution of climatic indices is important enough it is between 55% and 80%.; Ce travail consiste à caractériser la variabilité temporelle et spatiale des séries chronologiques de paramètres hydroclimatiques (pluies, débits) au niveau de trois grand bassins au Maroc ; (bassins de la Moulouya, du Sebou et du Tensift) et à chercher les liens entre cette variabilité hydrologique et les fluctuations climatiques matérialisées par différents indices climatiques, NAO, SOI, WMOI. L’approche d’étude est basée le traitement statistique des séries temporelles, liée aux dimensions temps et espace.Les grands bassins versants d'échelle continentale comme le Tensift, le Sebou et la Moulouya en climat méditerranéen sous influence océanique, intègrent sur des grandes surfaces la réponse hydrologique aux changements climatiques et environnementaux (fluctuations du climat, précipitations, débits) à de larges échelles spatiales et temporelles, mais également les modifications du milieu physique d’origine anthropique (changements d’occupation des sols, aménagements…), ce qui rend parfois difficile l’identification des liens entre la variabilité hydrologique et la variabilité climatique. Les principaux objectifs de ce travail sont de déterminer et de quantifier les relations entre la variabilité hydroclimatique et les fluctuations du climat à l’échelle de chaque bassin étudié et de ses principaux sous-bassins, via l'utilisation de méthodes d’analyses spectrales adaptées à l’étude des processus non stationnaires (analyse en ondelettes continues, analyse de la cohérence par ondelettes). Plusieurs modes de variabilités sont identifiés à partir de l’analyse par station (pluies et débits), du cycle annuel au mode 16-22 ans, cette analyse sera complétée par une analyse par maille, dont les données sont issues d’un fichier (SIEREM) couvrant la période 1940-1999, où on identifie des fréquences de 1an au 8-16 ans, distinguées sur des périodes différentes au niveau de chaque bassin, permettant ainsi une décomposition de la variabilité spatiale des signaux mis en évidence. Trois principales discontinuités sont identifiées en 1970, 1980 et 2000. La contribution des indices climatiques est assez importante elle est entre 55% et 80%.