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- Other research product . 2019Open Access EnglishAuthors:Charlier, P.; Froesch, P.; Benmoussa, N.; Morin, S.; Augias, A.; Ubelmann, Y.; Weil, R.; Morin, S.; Straub, F.;Charlier, P.; Froesch, P.; Benmoussa, N.; Morin, S.; Augias, A.; Ubelmann, Y.; Weil, R.; Morin, S.; Straub, F.;
The supposed relics of "Mary-Magdalene" are preserved in Provence (France) in an ancient tradition. They consist of a dry skull and a lock of hair. For the first time, they were officially subjected to an extensive medico-surgical examination by photogrammetry, high-magnification binocular lenses, scanning electron microscope, and energy-dispersive X-ray elemental analysis, to propose a full computer-aided facial reconstruction. The preliminary results are presented here.
- Other research product . 2018Open Access FrenchAuthors:Hautdidier, B.;Hautdidier, B.;
On the basis of two animated maps, the paper aims to contribute to the thinking of the mapmaking practices that are based on the overlay of various stratas. The examples suggest that the added value of such multilayered cartographies (that we choose to call glacis) is to be found in two complementary directions : that of helping to grasp the complexity of processes and stakes by building a lavish - if not blurred - general picture ; that of highlighting detailed interactions by a focus on transitions. The second option implies the need for a greater attention to the narrative dimension of the animated layout, particularly if its structure follows a chronological logic. Building on the official cartographies of the designations of origin for vineyards in Médoc, the case study illustrates how glacis can help to enrich and balance the understanding of the processes of territorialization fostered by a dominant agricultural land use. Contributing to a critical 'metrology' of milieux and land uses, it showcases how overlays were instrumental in contesting a regulatory mapping of wetlands, but also how they are relevant for the reappraisal of a once-marginalised memory of industrial land uses. / Autour de deux propositions de cartes animées, cet article propose une réflexion sur les implications de pratiques cartographiques basées sur la superposition de strates. Les exemples suggèrent que la plus-value de tels « glacis » réside dans des efforts complémentaires : faire saisir la complexité de processus et d'enjeux en une vue d'ensemble foisonnante, voire floue ; montrer le détail des interactions par la mise en évidence de chaque transition. La deuxième option implique alors de garder une attention à la dimension narrative inhérente au dispositif animé, en particulier lorsqu'il a une forte logique temporelle. Partant de la mise en carte des appellations du Médoc, le cas d'étude illustre la façon dont des « glacis » peuvent enrichir et contrebalancer la compréhension des territorialisations d'une activité viticole dominante. Contribuant à une métrologie critique des milieux et usages, il montre comment la superposition a pu être une ressource dans la contestation d'une cartographie réglementaire des zones humides, tout comme elle permet la réévaluation de la place de l'activité industrielle, dont la mémoire avait été précédemment marginalisée.
- Other research product . 2017Open Access FrenchAuthors:Devreux, L.;Devreux, L.;
Biodiversity is threatened by several human uses, especially by landscape fragmentation, which is why it is interesting to understand how communities respond to these landscape changes. In the wake of these human pressures ecosystem responses can vary in space and time, keeping a trace of ancient events. Because of the response time of communities after a perturbation, the local composition of species can be more explained by ancient events than more recent ones. The aim of this study is to test the relative importance of landscape history, landscape at different spatial scales and environmental variables on macrophyte diversity and composition in the water bodies of the Aquitaine coast. We digitized the land use of 13 natural lake catchments in 1945, 1965, 1985 and 2000 and on 5 different spatial scales (100 m, 500 m, 1000m, 5000m and lake catchment) from aerial photography. This study allowed us, firstly, to evaluate the landscape dynamic over time. Globally, land use shows an increasing urbanisation and an increase in field surfaces where meadows surfaces had greatly regressed. Ancient landscape influence on macrophytes richness and species composition has been tested as well as actual land use, chemical composition of water (nutrient concentrations) and physical characteristics of water bodies (surface, perimeter, volume, residence time). Globally, macrophyte diversity (richness and composition) is more correlated with ancient land use than current. Species richness is especially explained by forests in 1945 (500m), urbanisation in 1985 (catchment scale), as well as nitrate concentration and lake volume. Composition is greatly influenced by ancient land use at intermediate spatial scales, physical variables of lakes and phosphorus concentration. However, no actual land use variables explained species composition. These results emphasize the importance of landscape history to species composition at different spatial scales. Lastly, they suggest a delayed response time of plant communities to human pressures. / La biodiversité est menacée par de nombreux usages anthropiques et notamment par la fragmentation du paysage, c'est pourquoi il est intéressant de comprendre comment les communautés répondent à ces changements paysagers. Face à ces pressions anthropiques, la réponse des écosystèmes peut varier dans l'espace et dans le temps, les écosystèmes pouvant garder une trace des évènements passés. A cause du temps de réponse des communautés suite à une perturbation, l'assemblage local des espèces peut être davantage expliqué par des évènements passés que présents. L'objectif de cette étude est donc de tester l'importance relative de l'histoire du paysage et du paysage à différentes emprises spatiales, et des facteurs environnementaux sur la diversité et la composition des communautés de macrophytes des plans d'eau littoraux aquitains. Nous avons étudié les bassins versants de 13 plans d'eau naturels, sur lesquels nous avons digitalisé l'occupation du sol en 1945, 1965, 1985 et 2000 et sur 5 emprises spatiales différentes (100m, 500m, 1000m, 5000m et bassin versant) à partir de photographies aériennes. Ce travail nous a permis, tout d'abord, d'évaluer la dynamique paysagère au cours du temps. Globalement, l'occupation du sol montre une urbanisation croissante et une augmentation de la surface agricole alors que les surfaces en prairies ont fortement régressées. L'influence de ce paysage ancien sur la richesse et la composition spécifique des macrophytes a ensuite été testée, ainsi que le paysage actuel, la composition chimique de l'eau (concentration des nutriments) et les caractéristiques physiques des plans d'eau (surface, périmètre, volume, temps de résidence). Globalement, la diversité des macrophytes (richesse et composition) est plus corrélée au paysage ancien que présent. La richesse spécifique est particulièrement expliquée par la surface forestière en 1945 (500 m), l'artificialisation des terres en 1985 (bassin versant), ainsi que par la concentration en nitrates et au volume. La composition est fortement influencée par l'occupation du sol passée à une échelle spatiale intermédiaire, les caractéristiques physiques des lacs et les concentrations en phosphore. En revanche, aucune variable paysagère actuelle semble explicative de la composition spécifique. Ces résultats soulignent l'importance de l'histoire du paysage sur les assemblages d'espèces et à différentes emprises spatiales. Enfin, ils suggèrent la présence de délais de réponse des communautés végétales face aux pressions anthropiques.
- Other research product . 2017Open Access EnglishAuthors:Berges, L.; Feiss, T.; Avon, C.; Martin, H.; Rochel, X.; Dauffy-Richard, E.; Cordonnier, T.; Dupouey, J.L.;Berges, L.; Feiss, T.; Avon, C.; Martin, H.; Rochel, X.; Dauffy-Richard, E.; Cordonnier, T.; Dupouey, J.L.;
Questions: How did past land use and conifer plantation affect understorey plant communities? What plant traits explain understorey vegetation response to agricultural past land use and coniferous plantation? Location: Forest of Orléans (50 000 ha), Loiret, north-central France. Methods: Canopy cover, herb layer composition, litter and soil properties were measured in 80 100 m2 plots sampled in plantations of Pinus sylvestris or P. nigra vs natural regenerations of Quercus petraea and Q. robur along a gradient of forest continuity (using historical maps and aerial photos from 1840, 1949 and 2006). We related 15 plant traits to past land use and tree species using RLQ and fourth-corner analyses. Results: The magnitude of past land use effect largely exceeded that of coniferous plantation. Post-agricultural forests, even 150 yr after afforestation, differed from ancient forests in soil properties (thinner humus layer, higher P content, higher pH and lower C/N ratio) and plant traits. Ancient forests hosted more forest core species, stress-tolerant, competitive species and bryophytes, but fewer ruderals, annuals/biennials, shrubs and trees and nutrient-demanding species, and had lower SLA and higher LDMC. Conifer plantations had a thicker humus layer, lower pH and higher C/N ratio than deciduous forests, and hosted more light-demanding species but less forest core species. Importantly, differences in soil and plant traits between conifer plantations and naturally regenerated deciduous stands were discernible in both recent and ancient forests, indicating that tree species lastingly influence ecosystem functioning. Conclusions: Past land use and coniferous plantation resulted in different understorey plant communities and traits under pine plantations and naturally regenerated oak stands. These differences were driven through soil acidification, litter decomposition rate, light conditions, canopy development, soil disturbance, stand management and dispersal and recruitment limitations. Coniferous plantations slowed down the recovery of post-agricultural forests to ancient deciduous forest conditions. Applying natural regeneration and favouring native deciduous tree species thus helps recreate or maintain ancient forest plant communities.
- Other research product . 2017Open Access EnglishAuthors:Mateo, M.; Lambert, P.; Tétard, S.; Drouineau, H.;Mateo, M.; Lambert, P.; Tétard, S.; Drouineau, H.;
Temperate eels are three panmictic catadromous species with a long period of oceanic passive larval drift and large distribution areas in contrasting environments. Spatial patterns of life history traits have been observed, and are correlated with environmental gradients, and may arise from both adaptive phenotypic plasticity and genetic polymorphism. This raises the question of the effect of spatially heterogeneous anthropogenic pressures on these populations. In this context, we used Geneveel, an individual-based optimization model that includes both phenotypic plasticity and genetic polymorphism, to explore the effects of different kinds of anthropogenic pressures: glass eel and silver eel fisheries, obstacles to upstream migration, and turbine mortality. More specifically, we analyzed the effects of these pressures on five output variables: the number of escapees, the proportion of females, the proportion of slow growers, the mean length-at-silvering and the resulting egg production. Our results suggest that phenotypic plasticity could act as a compensatory mechanism that mitigates the effects of some pressures (glass eel fishery and obstacles to upstream migration) and could be a source of resilience for the population, while other pressures did not show any compensatory effect (silver eel fishery and turbine mortality). Therefore, global impacts are very hard to assess, and the pressure that kills the most individuals does not necessarily have the biggest impact on the spawning biomass.
- Other research product . 2017Open Access EnglishAuthors:Caillouet, L.; Vidal, J.P.; Sauquet, E.; Devers, A.; Graff, B.;Caillouet, L.; Vidal, J.P.; Sauquet, E.; Devers, A.; Graff, B.;
The length of streamflow observations is generally limited to the last 50 years even in data-rich countries like France. It therefore offers too small a sample of extreme low-flow events to properly explore the long-term evolution of their characteristics and associated impacts. To overcome this limit, this work first presents a daily 140-year ensemble reconstructed streamflow dataset for a reference network of near-natural catchments in France. This dataset, called SCOPE Hydro (Spatially COherent Probabilistic Extended Hydrological dataset), is based on (1) a probabilistic precipitation, temperature, and reference evapotranspiration downscaling of the Twentieth Century Reanalysis over France, called SCOPE Climate, and (2) continuous hydrological modelling using SCOPE Climate as forcings over the whole period. This work then introduces tools for defining spatio-temporal extreme low-flow events. Extreme low-flow events are first locally defined through the sequent peak algorithm using a novel combination of a fixed threshold and a daily variable threshold. A dedicated spatial matching procedure is then established to identify spatio-temporal events across France. This procedure is furthermore adapted to the SCOPE Hydro 25-member ensemble to characterize in a probabilistic way unrecorded historical events at the national scale. Extreme low-flow events are described and compared in a spatially and temporally homogeneous way over 140 years on a large set of catchments. Results highlight well-known recent events like 1976 or 1989-1990, but also older and relatively forgotten ones like the 1878 and 1893 events. These results contribute to improving our knowledge of historical events and provide a selection of benchmark events for climate change adaptation purposes. Moreover, this study allows for further detailed analyses of the effect of climate variability and anthropogenic climate change on low-flow hydrology at the scale of France.
- Other research product . 2016Open Access FrenchAuthors:Caillouet, L.;Caillouet, L.;
Extreme low-flow events have significant consequences on numerous socio-economic fields. Hydroclimate projections for the 21st century suggest an increase in low-flow severity and frequency. Nevertheless, projected events as well as recent observed events can hardly be put into a sufficiently long historical perspective due to the lack of hydrometeorological data before the 1970s. This work proposes to improve the knowledge on past extreme low-flow events having affected France since the end of the 19th century thanks to a hydrometeorological reconstruction. It also provides a new methodological framework to study these extreme events. Information on the atmospheric synoptic situation since the end of the 19th century have recently been released to the scientific community through extended global reanalyses like the Twentieth Century Reanalysis (20CR). This work introduces the SCOPE method (Spatially COherent Probabilistic Extension method) that provides local meteorological reconstructions on the entire France derived from the 20CR reanalysis. SCOPE produces a 25-member ensemble of spatially coherent meteorological series of daily precipitation, temperature and evapotranspiration over the 1871-2012 period and on a 64 km² grid covering France. This dataset, called SCOPE Climate, is then used as forcings to run continuous hydrological simulations over more than 600 near-natural French catchments leading to a 25-member ensemble of daily streamflow time series -- called SCOPE Hydro -- between 1871 and 2012. SCOPE Climate and SCOPE Hydro show a relatively high skill during validation experiments against independent data. Spatio-temporal extreme low-flow events are finally identified and characterised from SCOPE Hydro reconstructed series. The events are first locally identified based on deficit characteristics under a novel combination of a fixed threshold and a daily variable threshold. A spatial matching procedure at the scale of France is developed in order to spatially assemble local extreme events into the same spatio-temporal event. After these steps, an event can either be studied at the local or national scale through its spatial extent, duration or severity characteristics. This work identified past and little known exceptional extreme events (1878, 1893, 1942-1949) or recent but poorly documented events (1972, 1978, 1985) besides well-known events (1921, 1976, 1989-1990, 2011). The evolution of these events since 1871 shows that a greater proportion of the French territory is affected by extreme low-flow events since the 1940s. A good coherence is found between reconstructed events and documentary sources on historical droughts. This work contributes to timely scientific issues, especially within the context of climate change and its hydrological impacts. This work proposes two innovative methods on multivariate statistical downscaling and spatio-temporal identification of extreme low-flow events. It also produced two reference hydroclimatic datasets that may be used in any study requiring long hydrometeorological series. / Les étiages extrêmes entraînent souvent des conséquences importantes sur de multiples secteurs socio-économiques. Les récentes études liées au changement climatique semblent indiquer que ces événements risquent de devenir plus sévères et plus fréquents au cours des prochaines décennies. Malheureusement, le peu de données hydrométéorologiques disponibles avant les années 1970 à l'échelle de la France ne permet pas de remettre dans un contexte historique les derniers événements observés ni ceux projetés par les études d'impact du changement climatique. Ces travaux de thèse s'attachent ainsi à améliorer l'état des connaissances sur les étiages extrêmes historiques ayant touché le territoire français depuis la fin du XIXe siècle grâce à une reconstruction hydrométéorologique. Ils proposent aussi un nouveau cadre méthodologique pour l'étude de ces extrêmes à l'échelle nationale. Des informations sur la situation synoptique atmosphérique depuis la fin du XIXe siècle ont récemment été mises à disposition de la communauté via des réanalyses globales étendues comme la Twentieth Century Reanalysis (20CR). Ces travaux introduisent la méthode SCOPE (Spatially COherent Probabilistic Extension method) qui permet de reconstruire la météorologie locale sur l'ensemble de la France à partir de la réanalyse 20CR. Elle produit un ensemble de 25 chroniques météorologiques spatialement homogènes de précipitations, température et évapotranspiration sur la période 1871-2012 et sur une grille de 64 km² recouvrant la France. Ces séries constituent le jeu de données SCOPE Climate, qui est ensuite utilisé comme forçage d'un modèle hydrologique sur un large échantillon de plus de 600 bassins versants français faiblement anthropisés. Un ensemble de 25 reconstructions de débits journaliers, appelé SCOPE Hydro, est ainsi produit entre 1871 et 2012 sur ces bassins. SCOPE Climate et SCOPE Hydro montrent tous deux de bonnes performances en comparaison de données indépendantes de leur construction. Les événements spatio-temporels d'étiage extrême sont finalement identifiés et caractérisés à partir des chroniques de débit de SCOPE Hydro. Ces événements sont tout d'abord définis localement comme une période où le débit se trouve en-dessous d'un seuil mixte, combinaison d'un seuil fixe et d'un seuil variable avec la saison. Un regroupement spatial des événements locaux au sein du même événement spatio-temporel d'étiage extrême est ensuite effectué à l'échelle de la France, suivant une méthode spécialement mise au point dans le cadre de ces travaux. A l'issue de ces étapes, un événement peut être étudié localement ou à l'échelle nationale, grâce à des caractéristiques d'étendue, de durée ou de sévérité. Cette méthodologie permet d'identifier des événements exceptionnels d'étiage extrême anciens et peu connus (1878, 1893, 1942-1949), ou relativement récents mais peu référencés (1972, 1978, 1985), en plus de ceux bien documentés (1921, 1976, 1989-1990, 2011). L'étude de l'évolution de ces événements sur 140 ans montre une plus grande proportion du territoire français touchée par des étiages extrêmes après les années 1940. Une comparaison des événements reconstruits à des sources documentaires faisant mention des sécheresses passées montre une bonne cohérence entre reconstructions et réalité. Ce travail de thèse contribue aux questions scientifiques d'actualité, notamment la variabilité climatique ainsi que le changement climatique et leurs conséquences hydrologiques. Ces travaux proposent deux méthodes innovantes sur la descente d'échelle statistique multivariée et l'identification spatio-temporelle des événements d'étiage extrême. Ils ont par ailleurs produit deux jeux de données hydroclimatiques ensemblistes de référence utilisables pour tout type d'étude climatique et hydrologique requérant une profondeur historique importante.
- Other research product . 2016Open Access FrenchAuthors:Touze Foltz, N.;Touze Foltz, N.;
/ Ces cinquante dernières années, les géosynthétiques ont été utilisés avec succès dans le monde entier dans différents domaines du génie civil. Ce sont de nos jours des matériaux de construction bien acceptés. Le recours aux géosynthétiques offre en effet d'excellentes alternatives techniques économiques, respectant l'environnement et permettant des économies d'énergie aux solutions de construction conventionnelles. Retour ici sur un long parcours de recherche, d'applications industrielles, de normalisation et de coopération.
- Other research product . 2016Open Access EnglishAuthors:Bergès, L.; Avon, C.; Arnaudet, L.; Archaux, F.; Chauchard, S.; Dupouey, J.L.; Arnaudet, L.;Bergès, L.; Avon, C.; Arnaudet, L.; Archaux, F.; Chauchard, S.; Dupouey, J.L.; Arnaudet, L.;
Aim. To disentangle whether long-range periphery-to-core gradient of forest understory plants could be attributed to past forest landscape and/or to current environmental filtering processes. We investigated (i) whether species response to past land use (ancient vs. recent forest) was consistent with species response to distance to present forest edge (core vs. periphery) (ii) what life-history traits explained plant response to distance to present edge and past land use (iii) whether distance to past forest edge explained current species distribution better than distance to present forest edge. Location. Temperate forests in the northern half of France (80,000 km²). Methods. Local climate, soil and stand characteristics, past land use, and present and past landscape metrics were collected on 11,936 plots using National Forest Inventory data and historical maps from 1831. Logistic regressions were applied to determine the response patterns of 181 species to present and past landscape, while controlling for local habitat quality (soil, climate and stand). Results. Species response to distance to present edge very well matched response to past land use. Plant traits related to colonisation capacity explained species response to present edge and past land use. The spatial distribution of 42 species was better explained by distance to forest edge in 1831, 37 species were better explained by distance to present edge and 24 species were better explained by distance to present edge and past land use. Main conclusions. Two mechanisms were responsible for the long-range periphery-to-core gradient: (i) past landscape and colonisation processes and (ii) present edge-related mechanisms. This suggests that plant community differences between periphery and core zones are thus related to dispersal limitation and not only to environmental filters. Our results underline the need to combine landscape ecology and history and have important implications for forest plant dynamics and conservation in the context of climate change.
- Other research product . 2015Open Access FrenchAuthors:Le Gros, C.; Sauquet, E.; Leblois, E.; Achard, A.L.;Le Gros, C.; Sauquet, E.; Leblois, E.; Achard, A.L.;
/ La Société Hydrotechnique de France a publié entre 1939 et 1969 une série d'annuaires hydrologiques incluant, entre autres, des observations de débits sur un ensemble de stations hydrométriques françaises et des contributions techniques ouvertes sur des sujets relatifs à l'hydrologie. Longtemps disponible sur support papier uniquement, le contenu de ces annuaires a été numérisé afin d'être porté à la connaissance de la communauté hydrologique. Les objectifs de ce rapport sont de partager l'expérience d'extraction des séries numériques et d'identifier les données complémentaires qui pourraient venir enrichir les connaissances apportées par la banque HYDRO.
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- Other research product . 2019Open Access EnglishAuthors:Charlier, P.; Froesch, P.; Benmoussa, N.; Morin, S.; Augias, A.; Ubelmann, Y.; Weil, R.; Morin, S.; Straub, F.;Charlier, P.; Froesch, P.; Benmoussa, N.; Morin, S.; Augias, A.; Ubelmann, Y.; Weil, R.; Morin, S.; Straub, F.;
The supposed relics of "Mary-Magdalene" are preserved in Provence (France) in an ancient tradition. They consist of a dry skull and a lock of hair. For the first time, they were officially subjected to an extensive medico-surgical examination by photogrammetry, high-magnification binocular lenses, scanning electron microscope, and energy-dispersive X-ray elemental analysis, to propose a full computer-aided facial reconstruction. The preliminary results are presented here.
- Other research product . 2018Open Access FrenchAuthors:Hautdidier, B.;Hautdidier, B.;
On the basis of two animated maps, the paper aims to contribute to the thinking of the mapmaking practices that are based on the overlay of various stratas. The examples suggest that the added value of such multilayered cartographies (that we choose to call glacis) is to be found in two complementary directions : that of helping to grasp the complexity of processes and stakes by building a lavish - if not blurred - general picture ; that of highlighting detailed interactions by a focus on transitions. The second option implies the need for a greater attention to the narrative dimension of the animated layout, particularly if its structure follows a chronological logic. Building on the official cartographies of the designations of origin for vineyards in Médoc, the case study illustrates how glacis can help to enrich and balance the understanding of the processes of territorialization fostered by a dominant agricultural land use. Contributing to a critical 'metrology' of milieux and land uses, it showcases how overlays were instrumental in contesting a regulatory mapping of wetlands, but also how they are relevant for the reappraisal of a once-marginalised memory of industrial land uses. / Autour de deux propositions de cartes animées, cet article propose une réflexion sur les implications de pratiques cartographiques basées sur la superposition de strates. Les exemples suggèrent que la plus-value de tels « glacis » réside dans des efforts complémentaires : faire saisir la complexité de processus et d'enjeux en une vue d'ensemble foisonnante, voire floue ; montrer le détail des interactions par la mise en évidence de chaque transition. La deuxième option implique alors de garder une attention à la dimension narrative inhérente au dispositif animé, en particulier lorsqu'il a une forte logique temporelle. Partant de la mise en carte des appellations du Médoc, le cas d'étude illustre la façon dont des « glacis » peuvent enrichir et contrebalancer la compréhension des territorialisations d'une activité viticole dominante. Contribuant à une métrologie critique des milieux et usages, il montre comment la superposition a pu être une ressource dans la contestation d'une cartographie réglementaire des zones humides, tout comme elle permet la réévaluation de la place de l'activité industrielle, dont la mémoire avait été précédemment marginalisée.
- Other research product . 2017Open Access FrenchAuthors:Devreux, L.;Devreux, L.;
Biodiversity is threatened by several human uses, especially by landscape fragmentation, which is why it is interesting to understand how communities respond to these landscape changes. In the wake of these human pressures ecosystem responses can vary in space and time, keeping a trace of ancient events. Because of the response time of communities after a perturbation, the local composition of species can be more explained by ancient events than more recent ones. The aim of this study is to test the relative importance of landscape history, landscape at different spatial scales and environmental variables on macrophyte diversity and composition in the water bodies of the Aquitaine coast. We digitized the land use of 13 natural lake catchments in 1945, 1965, 1985 and 2000 and on 5 different spatial scales (100 m, 500 m, 1000m, 5000m and lake catchment) from aerial photography. This study allowed us, firstly, to evaluate the landscape dynamic over time. Globally, land use shows an increasing urbanisation and an increase in field surfaces where meadows surfaces had greatly regressed. Ancient landscape influence on macrophytes richness and species composition has been tested as well as actual land use, chemical composition of water (nutrient concentrations) and physical characteristics of water bodies (surface, perimeter, volume, residence time). Globally, macrophyte diversity (richness and composition) is more correlated with ancient land use than current. Species richness is especially explained by forests in 1945 (500m), urbanisation in 1985 (catchment scale), as well as nitrate concentration and lake volume. Composition is greatly influenced by ancient land use at intermediate spatial scales, physical variables of lakes and phosphorus concentration. However, no actual land use variables explained species composition. These results emphasize the importance of landscape history to species composition at different spatial scales. Lastly, they suggest a delayed response time of plant communities to human pressures. / La biodiversité est menacée par de nombreux usages anthropiques et notamment par la fragmentation du paysage, c'est pourquoi il est intéressant de comprendre comment les communautés répondent à ces changements paysagers. Face à ces pressions anthropiques, la réponse des écosystèmes peut varier dans l'espace et dans le temps, les écosystèmes pouvant garder une trace des évènements passés. A cause du temps de réponse des communautés suite à une perturbation, l'assemblage local des espèces peut être davantage expliqué par des évènements passés que présents. L'objectif de cette étude est donc de tester l'importance relative de l'histoire du paysage et du paysage à différentes emprises spatiales, et des facteurs environnementaux sur la diversité et la composition des communautés de macrophytes des plans d'eau littoraux aquitains. Nous avons étudié les bassins versants de 13 plans d'eau naturels, sur lesquels nous avons digitalisé l'occupation du sol en 1945, 1965, 1985 et 2000 et sur 5 emprises spatiales différentes (100m, 500m, 1000m, 5000m et bassin versant) à partir de photographies aériennes. Ce travail nous a permis, tout d'abord, d'évaluer la dynamique paysagère au cours du temps. Globalement, l'occupation du sol montre une urbanisation croissante et une augmentation de la surface agricole alors que les surfaces en prairies ont fortement régressées. L'influence de ce paysage ancien sur la richesse et la composition spécifique des macrophytes a ensuite été testée, ainsi que le paysage actuel, la composition chimique de l'eau (concentration des nutriments) et les caractéristiques physiques des plans d'eau (surface, périmètre, volume, temps de résidence). Globalement, la diversité des macrophytes (richesse et composition) est plus corrélée au paysage ancien que présent. La richesse spécifique est particulièrement expliquée par la surface forestière en 1945 (500 m), l'artificialisation des terres en 1985 (bassin versant), ainsi que par la concentration en nitrates et au volume. La composition est fortement influencée par l'occupation du sol passée à une échelle spatiale intermédiaire, les caractéristiques physiques des lacs et les concentrations en phosphore. En revanche, aucune variable paysagère actuelle semble explicative de la composition spécifique. Ces résultats soulignent l'importance de l'histoire du paysage sur les assemblages d'espèces et à différentes emprises spatiales. Enfin, ils suggèrent la présence de délais de réponse des communautés végétales face aux pressions anthropiques.
- Other research product . 2017Open Access EnglishAuthors:Berges, L.; Feiss, T.; Avon, C.; Martin, H.; Rochel, X.; Dauffy-Richard, E.; Cordonnier, T.; Dupouey, J.L.;Berges, L.; Feiss, T.; Avon, C.; Martin, H.; Rochel, X.; Dauffy-Richard, E.; Cordonnier, T.; Dupouey, J.L.;
Questions: How did past land use and conifer plantation affect understorey plant communities? What plant traits explain understorey vegetation response to agricultural past land use and coniferous plantation? Location: Forest of Orléans (50 000 ha), Loiret, north-central France. Methods: Canopy cover, herb layer composition, litter and soil properties were measured in 80 100 m2 plots sampled in plantations of Pinus sylvestris or P. nigra vs natural regenerations of Quercus petraea and Q. robur along a gradient of forest continuity (using historical maps and aerial photos from 1840, 1949 and 2006). We related 15 plant traits to past land use and tree species using RLQ and fourth-corner analyses. Results: The magnitude of past land use effect largely exceeded that of coniferous plantation. Post-agricultural forests, even 150 yr after afforestation, differed from ancient forests in soil properties (thinner humus layer, higher P content, higher pH and lower C/N ratio) and plant traits. Ancient forests hosted more forest core species, stress-tolerant, competitive species and bryophytes, but fewer ruderals, annuals/biennials, shrubs and trees and nutrient-demanding species, and had lower SLA and higher LDMC. Conifer plantations had a thicker humus layer, lower pH and higher C/N ratio than deciduous forests, and hosted more light-demanding species but less forest core species. Importantly, differences in soil and plant traits between conifer plantations and naturally regenerated deciduous stands were discernible in both recent and ancient forests, indicating that tree species lastingly influence ecosystem functioning. Conclusions: Past land use and coniferous plantation resulted in different understorey plant communities and traits under pine plantations and naturally regenerated oak stands. These differences were driven through soil acidification, litter decomposition rate, light conditions, canopy development, soil disturbance, stand management and dispersal and recruitment limitations. Coniferous plantations slowed down the recovery of post-agricultural forests to ancient deciduous forest conditions. Applying natural regeneration and favouring native deciduous tree species thus helps recreate or maintain ancient forest plant communities.
- Other research product . 2017Open Access EnglishAuthors:Mateo, M.; Lambert, P.; Tétard, S.; Drouineau, H.;Mateo, M.; Lambert, P.; Tétard, S.; Drouineau, H.;
Temperate eels are three panmictic catadromous species with a long period of oceanic passive larval drift and large distribution areas in contrasting environments. Spatial patterns of life history traits have been observed, and are correlated with environmental gradients, and may arise from both adaptive phenotypic plasticity and genetic polymorphism. This raises the question of the effect of spatially heterogeneous anthropogenic pressures on these populations. In this context, we used Geneveel, an individual-based optimization model that includes both phenotypic plasticity and genetic polymorphism, to explore the effects of different kinds of anthropogenic pressures: glass eel and silver eel fisheries, obstacles to upstream migration, and turbine mortality. More specifically, we analyzed the effects of these pressures on five output variables: the number of escapees, the proportion of females, the proportion of slow growers, the mean length-at-silvering and the resulting egg production. Our results suggest that phenotypic plasticity could act as a compensatory mechanism that mitigates the effects of some pressures (glass eel fishery and obstacles to upstream migration) and could be a source of resilience for the population, while other pressures did not show any compensatory effect (silver eel fishery and turbine mortality). Therefore, global impacts are very hard to assess, and the pressure that kills the most individuals does not necessarily have the biggest impact on the spawning biomass.
- Other research product . 2017Open Access EnglishAuthors:Caillouet, L.; Vidal, J.P.; Sauquet, E.; Devers, A.; Graff, B.;Caillouet, L.; Vidal, J.P.; Sauquet, E.; Devers, A.; Graff, B.;
The length of streamflow observations is generally limited to the last 50 years even in data-rich countries like France. It therefore offers too small a sample of extreme low-flow events to properly explore the long-term evolution of their characteristics and associated impacts. To overcome this limit, this work first presents a daily 140-year ensemble reconstructed streamflow dataset for a reference network of near-natural catchments in France. This dataset, called SCOPE Hydro (Spatially COherent Probabilistic Extended Hydrological dataset), is based on (1) a probabilistic precipitation, temperature, and reference evapotranspiration downscaling of the Twentieth Century Reanalysis over France, called SCOPE Climate, and (2) continuous hydrological modelling using SCOPE Climate as forcings over the whole period. This work then introduces tools for defining spatio-temporal extreme low-flow events. Extreme low-flow events are first locally defined through the sequent peak algorithm using a novel combination of a fixed threshold and a daily variable threshold. A dedicated spatial matching procedure is then established to identify spatio-temporal events across France. This procedure is furthermore adapted to the SCOPE Hydro 25-member ensemble to characterize in a probabilistic way unrecorded historical events at the national scale. Extreme low-flow events are described and compared in a spatially and temporally homogeneous way over 140 years on a large set of catchments. Results highlight well-known recent events like 1976 or 1989-1990, but also older and relatively forgotten ones like the 1878 and 1893 events. These results contribute to improving our knowledge of historical events and provide a selection of benchmark events for climate change adaptation purposes. Moreover, this study allows for further detailed analyses of the effect of climate variability and anthropogenic climate change on low-flow hydrology at the scale of France.
- Other research product . 2016Open Access FrenchAuthors:Caillouet, L.;Caillouet, L.;
Extreme low-flow events have significant consequences on numerous socio-economic fields. Hydroclimate projections for the 21st century suggest an increase in low-flow severity and frequency. Nevertheless, projected events as well as recent observed events can hardly be put into a sufficiently long historical perspective due to the lack of hydrometeorological data before the 1970s. This work proposes to improve the knowledge on past extreme low-flow events having affected France since the end of the 19th century thanks to a hydrometeorological reconstruction. It also provides a new methodological framework to study these extreme events. Information on the atmospheric synoptic situation since the end of the 19th century have recently been released to the scientific community through extended global reanalyses like the Twentieth Century Reanalysis (20CR). This work introduces the SCOPE method (Spatially COherent Probabilistic Extension method) that provides local meteorological reconstructions on the entire France derived from the 20CR reanalysis. SCOPE produces a 25-member ensemble of spatially coherent meteorological series of daily precipitation, temperature and evapotranspiration over the 1871-2012 period and on a 64 km² grid covering France. This dataset, called SCOPE Climate, is then used as forcings to run continuous hydrological simulations over more than 600 near-natural French catchments leading to a 25-member ensemble of daily streamflow time series -- called SCOPE Hydro -- between 1871 and 2012. SCOPE Climate and SCOPE Hydro show a relatively high skill during validation experiments against independent data. Spatio-temporal extreme low-flow events are finally identified and characterised from SCOPE Hydro reconstructed series. The events are first locally identified based on deficit characteristics under a novel combination of a fixed threshold and a daily variable threshold. A spatial matching procedure at the scale of France is developed in order to spatially assemble local extreme events into the same spatio-temporal event. After these steps, an event can either be studied at the local or national scale through its spatial extent, duration or severity characteristics. This work identified past and little known exceptional extreme events (1878, 1893, 1942-1949) or recent but poorly documented events (1972, 1978, 1985) besides well-known events (1921, 1976, 1989-1990, 2011). The evolution of these events since 1871 shows that a greater proportion of the French territory is affected by extreme low-flow events since the 1940s. A good coherence is found between reconstructed events and documentary sources on historical droughts. This work contributes to timely scientific issues, especially within the context of climate change and its hydrological impacts. This work proposes two innovative methods on multivariate statistical downscaling and spatio-temporal identification of extreme low-flow events. It also produced two reference hydroclimatic datasets that may be used in any study requiring long hydrometeorological series. / Les étiages extrêmes entraînent souvent des conséquences importantes sur de multiples secteurs socio-économiques. Les récentes études liées au changement climatique semblent indiquer que ces événements risquent de devenir plus sévères et plus fréquents au cours des prochaines décennies. Malheureusement, le peu de données hydrométéorologiques disponibles avant les années 1970 à l'échelle de la France ne permet pas de remettre dans un contexte historique les derniers événements observés ni ceux projetés par les études d'impact du changement climatique. Ces travaux de thèse s'attachent ainsi à améliorer l'état des connaissances sur les étiages extrêmes historiques ayant touché le territoire français depuis la fin du XIXe siècle grâce à une reconstruction hydrométéorologique. Ils proposent aussi un nouveau cadre méthodologique pour l'étude de ces extrêmes à l'échelle nationale. Des informations sur la situation synoptique atmosphérique depuis la fin du XIXe siècle ont récemment été mises à disposition de la communauté via des réanalyses globales étendues comme la Twentieth Century Reanalysis (20CR). Ces travaux introduisent la méthode SCOPE (Spatially COherent Probabilistic Extension method) qui permet de reconstruire la météorologie locale sur l'ensemble de la France à partir de la réanalyse 20CR. Elle produit un ensemble de 25 chroniques météorologiques spatialement homogènes de précipitations, température et évapotranspiration sur la période 1871-2012 et sur une grille de 64 km² recouvrant la France. Ces séries constituent le jeu de données SCOPE Climate, qui est ensuite utilisé comme forçage d'un modèle hydrologique sur un large échantillon de plus de 600 bassins versants français faiblement anthropisés. Un ensemble de 25 reconstructions de débits journaliers, appelé SCOPE Hydro, est ainsi produit entre 1871 et 2012 sur ces bassins. SCOPE Climate et SCOPE Hydro montrent tous deux de bonnes performances en comparaison de données indépendantes de leur construction. Les événements spatio-temporels d'étiage extrême sont finalement identifiés et caractérisés à partir des chroniques de débit de SCOPE Hydro. Ces événements sont tout d'abord définis localement comme une période où le débit se trouve en-dessous d'un seuil mixte, combinaison d'un seuil fixe et d'un seuil variable avec la saison. Un regroupement spatial des événements locaux au sein du même événement spatio-temporel d'étiage extrême est ensuite effectué à l'échelle de la France, suivant une méthode spécialement mise au point dans le cadre de ces travaux. A l'issue de ces étapes, un événement peut être étudié localement ou à l'échelle nationale, grâce à des caractéristiques d'étendue, de durée ou de sévérité. Cette méthodologie permet d'identifier des événements exceptionnels d'étiage extrême anciens et peu connus (1878, 1893, 1942-1949), ou relativement récents mais peu référencés (1972, 1978, 1985), en plus de ceux bien documentés (1921, 1976, 1989-1990, 2011). L'étude de l'évolution de ces événements sur 140 ans montre une plus grande proportion du territoire français touchée par des étiages extrêmes après les années 1940. Une comparaison des événements reconstruits à des sources documentaires faisant mention des sécheresses passées montre une bonne cohérence entre reconstructions et réalité. Ce travail de thèse contribue aux questions scientifiques d'actualité, notamment la variabilité climatique ainsi que le changement climatique et leurs conséquences hydrologiques. Ces travaux proposent deux méthodes innovantes sur la descente d'échelle statistique multivariée et l'identification spatio-temporelle des événements d'étiage extrême. Ils ont par ailleurs produit deux jeux de données hydroclimatiques ensemblistes de référence utilisables pour tout type d'étude climatique et hydrologique requérant une profondeur historique importante.
- Other research product . 2016Open Access FrenchAuthors:Touze Foltz, N.;Touze Foltz, N.;
/ Ces cinquante dernières années, les géosynthétiques ont été utilisés avec succès dans le monde entier dans différents domaines du génie civil. Ce sont de nos jours des matériaux de construction bien acceptés. Le recours aux géosynthétiques offre en effet d'excellentes alternatives techniques économiques, respectant l'environnement et permettant des économies d'énergie aux solutions de construction conventionnelles. Retour ici sur un long parcours de recherche, d'applications industrielles, de normalisation et de coopération.
- Other research product . 2016Open Access EnglishAuthors:Bergès, L.; Avon, C.; Arnaudet, L.; Archaux, F.; Chauchard, S.; Dupouey, J.L.; Arnaudet, L.;Bergès, L.; Avon, C.; Arnaudet, L.; Archaux, F.; Chauchard, S.; Dupouey, J.L.; Arnaudet, L.;
Aim. To disentangle whether long-range periphery-to-core gradient of forest understory plants could be attributed to past forest landscape and/or to current environmental filtering processes. We investigated (i) whether species response to past land use (ancient vs. recent forest) was consistent with species response to distance to present forest edge (core vs. periphery) (ii) what life-history traits explained plant response to distance to present edge and past land use (iii) whether distance to past forest edge explained current species distribution better than distance to present forest edge. Location. Temperate forests in the northern half of France (80,000 km²). Methods. Local climate, soil and stand characteristics, past land use, and present and past landscape metrics were collected on 11,936 plots using National Forest Inventory data and historical maps from 1831. Logistic regressions were applied to determine the response patterns of 181 species to present and past landscape, while controlling for local habitat quality (soil, climate and stand). Results. Species response to distance to present edge very well matched response to past land use. Plant traits related to colonisation capacity explained species response to present edge and past land use. The spatial distribution of 42 species was better explained by distance to forest edge in 1831, 37 species were better explained by distance to present edge and 24 species were better explained by distance to present edge and past land use. Main conclusions. Two mechanisms were responsible for the long-range periphery-to-core gradient: (i) past landscape and colonisation processes and (ii) present edge-related mechanisms. This suggests that plant community differences between periphery and core zones are thus related to dispersal limitation and not only to environmental filters. Our results underline the need to combine landscape ecology and history and have important implications for forest plant dynamics and conservation in the context of climate change.
- Other research product . 2015Open Access FrenchAuthors:Le Gros, C.; Sauquet, E.; Leblois, E.; Achard, A.L.;Le Gros, C.; Sauquet, E.; Leblois, E.; Achard, A.L.;
/ La Société Hydrotechnique de France a publié entre 1939 et 1969 une série d'annuaires hydrologiques incluant, entre autres, des observations de débits sur un ensemble de stations hydrométriques françaises et des contributions techniques ouvertes sur des sujets relatifs à l'hydrologie. Longtemps disponible sur support papier uniquement, le contenu de ces annuaires a été numérisé afin d'être porté à la connaissance de la communauté hydrologique. Les objectifs de ce rapport sont de partager l'expérience d'extraction des séries numériques et d'identifier les données complémentaires qui pourraient venir enrichir les connaissances apportées par la banque HYDRO.