Dendro-isotopie (δ¹⁸O) de la charpente de Notre-Dame de Paris : Impact de la carbonisation et reconstruction de l'Anomalie Climatique Médiévale dans le Bassin Parisien

par Diane Duboisgueheneuc

Thèse soutenue publiquement le 27 novembre 2024 au Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE), Gif-sur-Yvette

Directrice de thèse : Valérie DAUX (UVSQ, LSCE)

Co-directrice de thèse : Alexa DUFRAISSE (CNRS, AASPE)

Co-encadrant de thèse : Frédéric DELARUE (CNRS, METIS)

Co-encadrante de thèse : Thanh-Thuy NGUYEN TU (Sorbonne Université, METIS)

Édifiée il y a 800 ans, la cathédrale de Notre-Dame de Paris (NDP) a été gravement endommagée par un incendie le 15 avril 2019. Les bois de sa charpente, en partie carbonisés et non réemployables, sont désormais à la disposition des chercheurs. Ces bois offrent de précieuses informations sur l'époque médiévale, notamment sur l'Anomalie Climatique Médiévale (ACM, X^e-XIII^e siècles), décrite comme une période climatiquement clémente. Le climat de cette époque n’est pourtant pas uniforme, ni dans le temps, ni dans l’espace. Pour en donner une image juste, il est nécessaire de le documenter dans les régions sous-représentées dans les synthèses, telles que les régions tempérées de basse altitude. Cette thèse a pour objectif de réaliser une telle reconstruction climatique dans le Bassin parisien (BP) au cours de l’ACM, en utilisant la composition isotopique de l’oxygène (δ¹⁸O) de la cellulose des cernes de bois médiévaux de la cathédrale Notre-Dame de Paris (NDP) et d’autres monuments contemporains. Des expériences de carbonisation ont été réalisées pour évaluer les modifications du δ¹⁸O du bois de chêne lors d’un incendie, tel que celui subi par NDP. Ces expériences ont révélé que le δ¹⁸O diminuait de façon drastique (jusqu’à –30 ‰ à 900°C) lors de la dégradation thermique des composés du bois. Nos travaux ont aussi souligné que l’hétérogénéité des mesures entre les réplicas (jusqu’à 3,6 ‰ à 600°C) ne permet pas d’utiliser le δ¹⁸O comme proxy pour des reconstructions climatiques. Cependant, des résultats préliminaires montrent que la cellulose résiduelle conserve son signal isotopique d’origine pour des températures de chauffage inférieures à 300°C. Un corpus de 34 chênes de charpente provenant de différents édifices médiévaux du BP, et couvrant une partie de l’ACM (1046-1240 AD), a livré une histoire climatique cohérente à l’échelle régionale, qui se décompose en deux phases articulées autour de 1129. La première se caractérise par des étés frais et humides, en contraste avec la perception traditionnelle d'une période favorable, et la suivante par une évolution progressive vers des étés plus chauds et secs. Des événements extrêmes chauds, au début du XIII^e siècle, ponctuent cette évolution relativement lente.

Consultation de la thèse : https://theses.fr/2024UPASJ028

Changement climatique et reproduction des plantes pérennes : le rôle clé de la phénologie florale

par Léa Keurinck

Thèse soutenue publiquement le 19 décembre 2024 à l’Université Claude Bernard Lyon, Villeurbanne

Directeur de thèse : Samuel Venner (UCBL, LBBE)

Co-directeur de thèse : Jean Lobry (UCBL, LBBE)

La reproduction de nombreuses espèces d’arbres forestiers est caractérisée par le masting, une production de graines fortement variable d’une année à l’autre au niveau individuel et synchronisée au sein d'une population. Cette dynamique de fructification fluctuante a des effets en cascade importants sur la dynamique et la régénération des écosystèmes forestiers. Dans le cas des chênes tempérés (Quercus robur et Q. petraea), la disponibilité annuelle en pollen pour la reproduction (ou la limitation pollinique) joue un rôle clé dans la production de graines. Celle-ci résulte à la fois de l’investissement dans la floraison, à l'échelle de la population, et des conditions météorologiques dans lesquelles se font la maturation et la diffusion du pollen. La phénologie pollinique, c'est-à-dire le moment du développement et de l’émission de pollen, entretient ainsi une relation étroite avec la dynamique des fructifications en contrôlant en grande partie le niveau de limitation pollinique. Pourtant, les mécanismes qui régissent la phénologie pollinique n’ont pas été étudiés, ce qui empêche de prédire l'impact du changement climatique sur celle-ci, et conséquemment sur les patrons de reproduction des chênes et la régénération des chênaies. Cette thèse a pour objectif de combler ce manque en établissant le lien entre la phénologie pollinique et le masting des chênes tempérés. Pour cela, j’ai cherché à identifier les déterminants de leur phénologie pollinique, à caractériser les liens avec la limitation pollinique et à investiguer les influences observées et attendues du changement climatique. J’ai en particulier croisé un jeu de données polliniques conséquent (rassemblant des données collectées par le Réseau National de Surveillance Aérobiologique sur un large réseau déployé dans 79 sites à travers la France métropolitaine depuis 1989 pour l’enregistrement quotidien de la quantité de pollen aéroportée) avec un jeu de données météorologique (SAFRAN), en mobilisant des modèles statistiques et mécanistes. Mon travail montre que (i) dans les conditions climatiques actuelles, le forçage (le cumul de chaleur en fin d’hiver et début de printemps) explique une grande partie (79 %) de la variabilité de la phénologie pollinique, ce qui en fait un mécanisme prioritaire à considérer pour proposer des projections réalistes sur le devenir du masting des chênes tempérés, (ii) les conditions météorologiques autour de la phénologie pollinique déterminent largement le niveau de limitation pollinique, (iii) il existe une forte hétérogénéité spatiale en France dans la trajectoire de la limitation pollinique face au changement climatique depuis 1960, (iv) la trajectoire climatique récente a conduit à une avancée de la phénologie pollinique et à une diminution de la limitation pollinique, dont la diversité entre sites reste à expliquer. Mon travail illustre ainsi l’importance d’intégrer la phénologie florale aux travaux concernant le devenir de la reproduction des plantes pérennes dans le contexte du changement climatique.

Valuation of Ecosystem Services in Protected Natural Areas in Serbia: Applying Non-Market Methods for Valuation

par Nikola B. Jovanic

Thèse soutenue publiquement le 17 décembre 2024 au Campus AgroParisTech de Nancy, Nancy

Directeur de thèse : Serge Garcia (DR, INRAE, BETA)

Co-directeur de thèse : Jens Abildtrup (CR, INRAE, BETA)

La valorisation des services écosystémiques (SE) aide à évaluer les valeurs économiques marchandes et non marchandes, influençant les décisions en montrant les coûts et bénéfices sociaux fournis par les écosystèmes. Cela peut mener à une gestion durable des ressources naturelles. Les Aires Protégées (AP) visent à conserver la biodiversité, mais un financement durable est essentiel. Cette thèse applique trois méthodes pour valoriser les SE dans les AP serbes. Le premier chapitre modélise la gestion des AP comme une production conjointe (biodiversité, loisirs, bois) à l’aide de l’analyse des fonctions de coût de 57 AP serbes. Le deuxième chapitre utilise une Expérience de Choix Discret (ECD) pour comprendre les préférences du public sur la gestion des AP, y compris le rewilding et l’utilisation du bois, en estimant leur volonté de payer (WTP) pour des améliorations. Le troisième chapitre utilise la Méthode des Coûts de Déplacement pour estimer la valeur récréative des AP. La comparaison montre que la demande dépasse l’offre, soulignant une opportunité d'améliorer le financement.