Les variations climatiques régionales observées et potentielles à l'échelle de 2 zones ateliers : Alpes et Armorique

par Benoît Perrimond

Thèse de doctorat en Sciences de la terre et de l'univers, et de l'environnement

Sous la direction de Sylvain Bigot et de Hervé Quenol.

Soutenue le 06-05-2015

à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale terre, univers, environnement (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (Grenoble) (laboratoire) et de Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (laboratoire) .

Le président du jury était Samuel Corgne.

Le jury était composé de Sylvain Bigot, Hervé Quenol, Laurent Borgniet.

Les rapporteurs étaient Dominique Dumas, Gérard Beltrando.


  • Résumé

    Les interactions climat-environnement sont susceptibles d’être profondément modifiées du fait du changement climatique observé au cours des dernières décennies, et de celui prévu pour le moyen terme. Dans cette thèse, deux Zones Ateliers du CNRS (ZA Alpes et ZA Armorique), espaces spécifiques pour l’analyse des relations Hommes-Milieux, sont privilégiées pour une étude d’impact des variations climatiques sur certains facteurs de l’environnement végétal. L’objectif de cette thèse est de déterminer la variabilité spatio-temporelle du climat et de la phénologie afin de pouvoir tester la reproductibilité de l’influence du premier facteur sur le second, en caractérisant certains comportements soumis aux principales contraintes climatiques.L’analyse de séries stationelles et des réanalyses issues de Météo-France s’effectue par le biais de méthodes statistiques pour isoler les principales tendances, ruptures et modes de variabilité spatio-temporelle observés sur deux variables climatiques (température et cumuls pluviométriques) sur la période contemporaine (1959-2009). Cette dernière permet de mettre en avant une rupture thermique significative pour l’année 1987 avec une augmentation (plus marquée en Armorique) de l’ordre de 1°C. Les précipitations montrent une modification de leur mode de variabilité interannuelle, avec un allongement des alternances de périodes sèches et humides passant de 6-8 ans après les années1990, contre 2-4 ans avant. Leurs influences sur la végétation sont suivies grâce à l’étude de la phénologie saisonnière de la principale formation végétale naturelle présente dans les deux ZA, soit les espaces forestiers caduques.Des données bioclimatiques issues de l’Observatoire des Saisons ainsi que des traitements analytiques à partir de données issues de la télédétection satellitaire (SPOT-VGT et MODIS) permettent de mieux définir la variabilité spatio-temporelle de la phénologie forestière alpine et armoricaine. Un essai de modélisation statistique des liens climat-phénologie est ensuite proposé par le biais d’un modèle degré-jour, calibré et validé avec l’aide des données insitutionnelles et issues de la télédétection. Le forçage final est réalisé avec des données de prévisions climatiques obtenues parle modèle ALADIN sur une période temporelle proche (2021-2050), montrant une certaine modification des paramètres climatiques, comme une augmentation de la température d’environ 1°C et une diminution des précipitation de l’ordre de 100 mm en Armorique. Les résultats provenant de la modélisation statistique permettent d’observer une avancée des stades de feuillaison pour les deux zones d’études en fonction de conditions bioclimatiques potentielles attendues dans les deux espaces d’étude. Néanmoins, ces résultats soulèvent aussi la question des rétroactions dynamiques entre la végétation et le climat, analyses non abordées dans cette thèse.

  • Titre traduit

    Observed and potential climatic regional variations of two Zones Ateliers : 'Alps' (Vercors and Oisans) and 'Pleine-Fougères' (Brittany).


  • Résumé

    Climate change occuring during last decade will deeply modify climate and environnemental interaction. Inthis PhD, two sites of European Lon-Term Ecosystem Research Network (French Alps and Britany), specializedin human/nature relationships and environnmental studies were selected for analyzing phenological impact withclimate change constraint. The aim of this work is to determine the spatio-temporal variability of climate andphenology over both sites and to predict the response of forestry phenology under climate change constraint.Meteorological spatio-temporal variability is explained from Météo-France time series analyses and also withclimate reanalysis on the 1959-2009 period. Temperature and precipitation appeared to be best climatologicalvariable to discrimine the impact on vegetation. Since 1987, a significant temperature increase of about 1°C appears(less in the Alps and more in Armorics). Precipitation temporal variability appeared to change near year 1990with a quasi-biennial periods before and with a 6-8 year period after 1990. Phenology is used to monitor naturalforestry dynamics and the feedback on climate on vegetation. Bioclimatics data from « Observatoire des Saisons »and determined from remote sensing data (SPOT-VGT and MODIS datasets) are used to follow spatio-temporalvariability of the phenology. Relationships between climate and phenology are determined by statistical modelisation(degree-day model). SAFRAN-France data and phenological remote sensing data are combined to calibrate and tovalidate of the model in present time. Climate forecast from ALADIN model are used to execute the model on afutur period (2021-2050) with an thermal increase condition of around 1°C and a diminution of precipitation inArmorics (100 mm). Degree-day model predict an advance of growth phase over both site according to climateforcing.


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