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Thèse en géographie, soutenue le 11 février 2025 par Ingrid Maria Jahrl , rattachée à l’Institut de géographie et durabilité (IGD) de la FGSE.

 Ce travail examine la gestion politique de l’agriculture urbaine dans les villes suisses, dans un contexte de durabilité urbaine et d’utilisation multifonctionnelle des sols. L’étude se concentre sur les villes de Zurich, Lausanne et Berne. À travers des entretiens, des ateliers et une analyse détaillée de documents politiques, elle explore le rôle des jardins urbains dans des villes de plus en plus denses et la manière dont ils peuvent contribuer à la durabilité. 

Avec la densification croissante des villes, la concurrence pour les espaces disponibles s’intensifie, soulevant des questions importantes sur la gestion et la répartition des espaces verts. La recherche montre que les jardins urbains deviennent des espaces multifonctionnels qui non seulement apportent des avantages écologiques, mais favorisent également la participation des publics. Ils sont devenus des symboles de l’engagement citoyen et reflètent un changement de politique qui met l’accent sur l’intérêt collectif. De plus en plus de villes misent sur les jardins communautaires comme solutions flexibles et efficientes pour légitimer le maintien d’espaces verts, dans le cadre du « modèle de la ville compacte », là où l’espace est limité. Cependant, la thèse met en garde contre le risque que ces jardins soient instrumentalisés comme de simples outils d’aménagement du territoire sans favoriser une véritable transformation urbaine portée par la communauté. 

Dans ce contexte, il est essentiel de comprendre le rôle donné aux différents types de jardins dans les stratégies de durabilité, car cela influence directement la manière dont ils sont gérés. L’un des apports majeurs de cette thèse est l’élaboration d’un nouvel outil d’analyse des mécanismes de gestion des jardins. Les administrations municipales jouent un rôle clé en fournissant des terrains, des ressources et un cadre réglementaire pour intégrer ces jardins dans la l’aménagement urbain. La recherche montre que des jardins urbains étroitement liés aux objectifs de durabilité tendent à recevoir un soutien politique plus fort. Cependant, plus ces jardins sont intégrés dans les politiques de la ville, plus ils risquent d’être contrôlés de manière centralisée, ce qui pourrait freiner le développement d’initiatives citoyennes. 

En conclusion, la thèse souligne la nécessité de méthodes de gestion et d’aménagement flexibles et adaptées au contexte local. Bien que les jardins communautaires urbains soient de plus en plus perçus comme des moyens d’atteindre des objectifs politiques et écologiques, une durabilité à long terme nécessite un équilibre subtil entre soutien politique et initiatives des habitants.

Thèse en sciences de l’environnement, soutenue le 20 décembre 2024 par Floriane Tisserand, rattachée à l’Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) de la FGSE.

Ces dernières années, la présence de nouveaux types de polluants dans l’environnement, notamment dans l’eau, les sols et même la nourriture, suscite de plus en plus d’inquiétudes. Ces polluants proviennent de diverses sources, comme les médicaments, les produits de soins personnels, les produits chimiques industriels mais aussi l’agriculture, l’élevage et les décharges contribuent également à cette pollution par le ruissellement, le drainage et l’infiltration dans le sol. Bien que les pesticides soient utiles pour protéger les cultures, ils représentent un risque pour l’environnement car ils peuvent se retrouver dans les cours d’eau et affecter directement la faune et la flore aquatiques. Cette pollution perturbe les écosystèmes aquatiques et menace la biodiversité des eaux douces.

Cette étude se concentre sur les effets transmis d’une génération à une autre d’un pesticide neurotoxique appelé diazinon sur Daphnia magna. Cet organisme est un petit crustacé d’eau douce souvent utilisé pour évaluer la toxicité dans les milieux aquatiques et représentant des macroinvertébrés. A l’échelle de l’organismes, les différentes expositions des daphnies à cet insecticide montrent que, sur le court terme (48h), une exposition à des concentrations élevées de diazinon entraîne des problèmes de locomotion, tandis que sur le long terme (21 jours) à des concentrations plus faibles, cela n’affecte que leur capacité à se reproduire.

Pour mieux comprendre le processus de toxicité du diazinon chez la daphnie, un changement d’échelle a été nécessaire. Ainsi, en étudiant les effets à l’échelle moléculaire, soient les mécanismes sous-jacents à l’intérieur de nos cellules et notamment épigénétique (changements qui affectent la façon dont les gènes s’expriment sans altérer la séquence ADN) ; cette étude montre que le diazinon provoque des modifications qui sont transmises aux générations suivantes. Et que de nouvelles modifications sont générés dans la génération suivante avec une augmentation de la réponse en fonction du temps d’exposition parentale. Afin d’obtenir la confirmation que les modifications épigénétiques aient un impact sur l’organisme ; l’analyse de l’expression des gènes est une étape cruciale dans l’établissement d’un lien fonctionnel entre les modifications épigénétiques et les résultats biologiques observés. Cette étape a permis de mettre en évidence un réel impact du diazinon sur la Daphnia magna en affectant leur croissance, leur reproduction ainsi que leurs fonctions neuronales.

En résumé, cette recherche met en évidence l’importance des mécanismes sous-jacent dans nos cellules pour comprendre comment des polluants comme le diazinon peuvent avoir des effets durables sur les écosystèmes aquatiques et la biodiversité, même au-delà d’une exposition directe et à faible concentration. Ces résultats soulignent la nécessité de mieux comprendre et contrôler l’impact des contaminants émergents sur l’environnement.

Thèse en sciences de la Terre, soutenue le 6 décembre 2024 par Bastien Ruols, rattaché à l’Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE.

La cryosphère, qui comprend toutes les parties glacées de notre planète, joue un rôle crucial dans la régulation du climat terrestre, ce qui a des répercussions importantes sur les écosystèmes et les sociétés humaines. Le recul des glaciers et l’effondrement des plateformes de glace, par exemple, contribuent à l’élévation du niveau de la mer et menacent des centaines de millions d’êtres humains sur Terre. C’est pourquoi il est important d’étudier la cryosphère et ses changements, pour mieux les comprendre et les modéliser dans le but de prévoir les impacts climatiques futurs et d’élaborer des stratégies d’atténuation efficaces. Et pour les modéliser, nous avons besoin de grandes quantités de données récoltées sur le terrain.

La géophysique, en particulier les géoradars, sont utilisés en glaciologie depuis des décennies. Un géoradar, c’est un instrument qui émet des ondes électromagnétiques. Émises à la surface d’un glacier, ces ondes vont se propager dans la glace, jusqu’à rencontrer une interface entre deux milieux, par exemple entre la glace et la base rocheuse. À ce moment-là, elles sont réfléchies vers la surface, où nous les collectons en retour. À partir du temps de propagation entre leur émission et leur réception, il est possible de déduire la distance qu’elles ont parcourues, et donc à fortiori, l’épaisseur de glace. De plus, ces ondes sont aussi réfléchies par les rivières sous-glaciaires et autres cavités d’air, que nous sommes alors en mesure d’étudier et de localiser précisément.

Cette technologie géoradar est utilisée en glaciologie depuis des décennies. Cependant, les méthodes d’acquisition habituelles ne sont pas optimales. À la surface du glacier, en motoneige, à pied, ou en skis, elles sont laborieuses, inefficaces, et peuvent même être dangereuses dans certains cas. Dans les airs, sous un avion ou un hélicoptère, la qualité et la résolution des résultats sont limitées. Le développement d’un système d’acquisition innovant, limitant ces désavantages, paraissait donc nécessaire.

Dans le cadre de cette thèse, nous présentons le développement d’un système drone-géoradar répondant à cette problématique. Nous avons optimisé chaque composant du système ainsi que la méthode d’acquisition de données sur le terrain. Nous sommes maintenant capables de créer des modèles 3D à haute-résolution et haute-densité des glaciers que nous étudions, de manière efficace, et en toute sécurité. C’est ce que nous avons fait sur le glacier d’Otemma, en Suisse, où nous avons acquis un ensemble de données 3D sans précédent, comportant plus de 112 km de données sur une aire d’environ 350 m x 500 m.

De plus, il est possible de répéter ces acquisitions dans le temps, dans le but de comparer ces acquisitions 3D successives, et d’étudier les évolutions temporelles des glaciers en question. C’est ce que nous avons fait cette fois sur le glacier du Rhône, en Suisse, où le système a été utilisé au-dessus d’une zone d’effondrement à quatre reprises entre juillet et octobre 2022. Le but de cette étude : mieux comprendre ces mécanismes d’effondrement, qui sont voués à se multiplier et s’intensifier dans les années à venir.

Finalement, le système drone-géoradar a aussi été déployé dans le Haut-Arctic canadien, sur deux structures glaciaires très spécifiques que sont le dôme et la plate-forme de glace de l’île de Ward Hunt. Cette expédition a prouvé que le système pouvait aussi être utilisé au sein d’un environnement polaire exigeant. Les résultats portent notamment sur les structures internes et sous-glaciaires du dôme et de la plate-forme de glace, ainsi que sur leur caractérisation physique.

Cette thèse présente donc un système d’acquisitions de données géoradar innovant basé sur un drone, ainsi que les analyses scientifiques des premiers résultats. Ce système ouvre de nombreuses et vastes opportunités d’acquisitions futures, qui pourraient grandement améliorer nos connaissances globales de la cryosphère.

Thèse en sciences de l’environnement, soutenue le 16 décembre 2024 par Christophe Gilliand, rattaché à l’Institut de géographie et durabilité (IGD) de la FGSE.

À l’origine de la réflexion proposée dans cette thèse se trouve un double constat. D’une part, l’existence d’une crise environnementale globalisée, engageant la responsabilité humaine, fait désormais l’objet d’un consensus scientifique indiscutable et relève du savoir populaire. D’autre part pourtant, les timides mesures mises en œuvre pour y faire face semblent indiquer que nous ne parvenons pas pleinement à saisir l’urgence, comme si la nature constituait un ailleurs situé par-delà notre champ de considération morale. Dans une perspective technique et économique, les principes habituellement mobilisés pour motiver un changement dans nos comportements vis-à-vis de notre environnement sont ceux de « gestion rationnelle » des « ressources naturelles » et des « services écosystémiques », ou encore, de « responsabilité envers les générations futures ». Alors même que nous nous savons compris dans l’histoire de l’évolution, notre appartenance propre à la nature semble être largement occultée. Ainsi, pour remonter aux racines de la crise environnementale et de nos difficultés à y faire face, sans doute importe-t-il de questionner l’anthropocentrisme qui structure notre rapport au monde. C’est-à-dire, le système de valeurs et de représentations qui place l’humain en son centre orbital.

Cette thèse, inscrite dans le champ de recherche de l’écophénoménologie, se propose précisément de contribuer à cette réflexion par l’exploration de l’expérience vécue de la nature. Autrement dit, l’expérience sensible et immédiate d’un monde vivant, un monde plus qu’humain partagé par une multitude de formes de vie. Structurée en deux parties, notre recherche vise d’abord à clarifier ce qui fait la spécificité et la pertinence de la méthode phénoménologique relativement à la question de l’anthropocentrisme. Nous soulignons qu’avant d’être un concept ou un objet de discours, la « nature » se donne comme un phénomène concret, palpable, adressé à nos sens. Comme nous le suggérons, cette façon de l’appréhender à partir d’une perspective en première personne s’avère particulièrement féconde pour la philosophie environnementale. Elle conduit à la reconnaissance intime de notre entremêlement dans la trame du vivant.

Dans la seconde partie, il s’agit dès lors de plonger dans la perspective incarnée et foncièrement relationnelle de l’écophénoménologie. Notre mode d’être fondamental, proposons-nous de le comprendre, est celui de la participation. Avant d’être des observateurs détachés du monde et des êtres qui le peuplent, nous sommes pris avec eux dans l’aventure de l’existence. L’ensemble de notre propos s’articule autour de cette expérience de participation dont nous nous attelons à élucider la signification et les conséquences philosophiques. Comme nous le pensons, elle nous ramène à notre condition de vivant et donne chair à l’idée d’un « soi écologique ». Plus encore, elle s’invite au cœur de la quête de la vie bonne et offre un fondement sensible à l’engagement éthique et politique. En définitive, soutenons-nous, la clé de la « transition écologique » est à rechercher d’abord dans la qualité de notre présence au monde.

Thèse en sciences de l’environnement, soutenue le 2 décembre 2024 par Florian Barras, rattaché à l’Institut de géographie et durabilité (IGD) de la FGSE.

Même si la durabilité est très importante pour les banques aujourd’hui, le secteur bancaire moderne ne réussit pas à atteindre ses objectifs sociaux et environnementaux. Le mouvement de la décroissance, qui prône une transformation radicale de la société pour favoriser la justice sociale et la protection de l’environnement, critique ces défaillances. Cependant, il n’a pas encore proposé de modèle bancaire pour y remédier. Cette recherche vise donc à définir les principes d’un système bancaire qui correspond aux valeurs de la décroissance.

L’étude se penche sur les banques éthiques en Europe, en examinant leurs valeurs comme la justice sociale, la protection de l’environnement et la démocratie. Trois objectifs sont poursuivis :

• réinterpréter l’histoire des banques éthiques à la lumière des évolutions modernes,
• évaluer leur discours actuel par rapport à leurs valeurs morales et culturelles,
• les comparer aux valeurs de productivisme et d’individualisme de l’imaginaire contemporain de la modernité.

Pour cela, une méthode qualitative a été utilisée, avec une analyse des données recueillies auprès de 19 banques éthiques dans six pays européens. Les résultats montrent que ces banques, malgré leurs valeurs morales différentes, rencontrent des difficultés pour maintenir une cohérence morale face à des pressions économiques et réglementaires. Néanmoins, elles continuent d’appliquer des pratiques favorisant la solidarité et les objectifs moraux. L’étude souligne la viabilité de réduire la productivité au profit valeurs morales et de relations collectives, qui, en retour, renforce la résilience et réduit les risques.

À partir de ces observations, la recherche propose quatre grands principes pour un modèle bancaire en accord avec la décroissance : la solidarité comme valeur centrale, un cadre moral clair et transparent, une approche de slow banking basée sur la modération et la suffisance, une structure démocratique permettant la participation.

En promouvant des valeurs altruistes et en favorisant une prise de décision collective qui reflète des objectifs durables et démocratiques, ces principes répondent aux critiques du système bancaire actuel formulées par la littérature sur la décroissance.

Thèse en sciences de l’environnement, soutenue le 6 décembre 2024 par Anna Katharina Keil, rattachée à l’Institut de géographie et durabilité (IGD) de la FGSE.

La crise climatique ainsi que d’autres défis écologiques, notamment la crise de la biodiversité, sont étroitement liés à l’activité économique. Après la Seconde Guerre mondiale, une « grande accélération » s’est produite : l’économie mondiale, l’utilisation des ressources et les émissions de gaz à effet de serre (GES) (entre autres impacts sur le système terrestre) ont augmenté à une échelle sans précédent. En conséquence, la résolution des crises écologiques nécessite une restructuration fondamentale de l’économie. En même temps, cette restructuration ne doit pas opposer les préoccupations écologiques aux questions sociales. Notamment, la réduction des émissions de GES conformément à la limite de réchauffement préférable de 1,5°C convenue dans l’Accord de Paris, appelle à une transformation socio-écologique des industries à forte intensité de GES ainsi qu’à l’adaptation de modèles de consommation plus durables.

L’industrie automobile allemande est un secteur qui illustre les défis concrets d’une telle transformation. Cette industrie, et ses fournisseurs, bien que très polluante, est au coeur de l’économie allemande et connue pour ses emplois stables et bien rémunérés. Simultanément, les institutions représentant les intérêts des travailleur·euse·x·s, prépondérantes dans ce secteur, s’engagent en faveur d’une « transition juste » (just transition en anglais). Enfin, la voiture est au coeur de l’imaginaire du pays comme nation automobile, même si l’automobilité est gourmande en ressources et devrait être largement remplacée par les transports publics et la mobilité active (marche, vélo, etc.). Ma recherche porte sur ces défis entremêlés. J’analyse :

1. la dynamique de transition industrielle dans l’industrie automobile allemande du point de vue de la durabilité sociale et écologique,
2. les imaginaires de la bonne vie et du bon travail de la main-d’oeuvre organisée, et
3. les stratégies syndicales en réponse au changement induit par le passage aux voitures électriques chez un fournisseur.

Je constate que (1) la dynamique d’innovation actuelle dans l’industrie automobile allemande n’indique pas une évolution vers des produits socialement et écologiquement durables, tandis que (2) les récits des syndicats sur la bonne vie et le bon travail n’offrent pas une vision se prêtant à une organisation proactive des travailleur·euse·x·s. En outre, (3) les stratégies des syndicats se déploient dans le contexte institutionnel et politique spécifique des relations industrielles allemandes, ce qui constitue un obstacle aux stratégies qui engagent directement des questions de production.

J’utilise le terme de logiques capitalistes pour décrire la manière dont les principes économiques et les relations sociétales sont liés et imprègnent les dynamiques de transition. Enfin, je propose des pistes pour une organisation syndicale transformatrice dans le secteur et les récits correspondants.

Thèse en géographie, soutenue le 22 novembre 2024 par Jonathan Bussard, rattaché à l’Institut de géographie et durabilité (IGD) de la FGSE.

En 1784, l’éruption du Laki a épargné par miracle le village de Kirkjubæjarklaustur : l’immense coulée de lave s’est arrêtée juste devant l’église ! Plus de deux siècles plus tard, les traces de cet événement qui a marqué l’histoire de l’Islande sont encore bien visibles dans le paysage. « L’éruption a tellement affecté cette région, on le voit partout autour de nous, on le voit dans ces champs de lave, explique la maire de Skaftárhreppur. Je pense que c’est très important de les protéger, pour qu’on puisse encore en raconter l’histoire ! ».

Dans les Alpes suisses, l’histoire s’accélère. Les moraines grisâtres qui dominent le grand glacier d’Aletsch indiquent sa position en 1850. Il faut à présent descendre 300 m plus bas pour toucher la glace. Juste à côté, le versant de la montagne, déséquilibré, bascule vers le fond de la vallée qui vient juste d’être déglacé. Les touristes viennent voir le glacier avant qu’il ne soit trop tard, et toute la région a été inscrite sur la Liste du patrimoine mondial de l’UNESCO, pour l’intérêt scientifique de ses glaciers, la richesse de ses écosystèmes, et la beauté du paysage. 

Le point commun entre ces deux exemples ? Il s’agit de paysages géomorphologiques, composés de formes du relief et de processus géomorphologiques actifs qui témoignent de l’histoire et de l’évolution de la surface terrestre. De ce fait, ils ont une valeur patrimoniale significative du point de vue des sciences de la Terre qui justifie que suffisamment d’attention soit portée à leur protection. Ils suscitent également un intérêt touristique, qui peut être centré sur la découverte de leur intérêt scientifique (on parle alors de « géotourisme ») ou simplement basé sur leur valeur esthétique. Dans cette thèse de doctorat, des enquêtes interdisciplinaires ont été menées en Islande, en Suisse et au Maroc afin de mieux comprendre ce qui fait la valeur patrimoniale des paysages géomorphologiques, de voir comment ils sont perçus par les acteurs impliqués dans la gestion du territoire, et d’analyser la manière dont ils sont utilisés comme ressource touristique.

Des méthodes innovantes ont été proposées et testées pour évaluer la valeur écologique des paysages géomorphologiques et pour décrire l’évolution dans le temps de leurs valeurs patrimoniales. Le croisement de différentes approches en géographie physique et en géographie humaine a apporté des éclairages nouveaux sur les enjeux de gestion, en particulier sur le rôle des acteurs locaux et des labellisations territoriales (comme le label UNESCO) dans le processus de « patrimonialisation », c’est-à-dire de reconnaissance des valeurs patrimoniales par de larges segments de la société.  

Parmi les principaux résultats, cette recherche montre que la mise en tourisme des paysages géomorphologiques, qui est parfois responsable d’une augmentation de la pression humaine sur la nature et de potentiels impacts négatifs (nouvelles constructions, hausse de la fréquentation, etc.), participe aussi dans certains cas à la reconnaissance patrimoniale, et donc à une protection renforcée du patrimoine géomorphologique, mais à condition que les visiteurs soient sensibilisés aux raisons de le protéger. En Islande, la « conscience patrimoniale » élevée des acteurs locaux et l’existence d’un cadre institutionnel favorable à la protection des sites géologiques ont permis le développement d’un tourisme peu impactant pour les paysages géomorphologiques. Dans les Alpes suisses, une analyse détaillée des offres de médiation scientifique existantes montre que seule la moitié d’entre elles parviennent à démontrer l’intérêt scientifique ; il y a donc un potentiel d’amélioration. Dans l’Atlas marocain, des ateliers de formation à l’attention des guides locaux ont été préparés et animés dans le but de renforcer leur capacité à reconnaitre les formes du relief et expliquer les étapes de leur formation, ce qui constitue un apport majeur et appliqué de ce travail de recherche.

En conclusion, cette thèse donne des arguments en faveur d’une meilleure prise en compte des caractéristiques géomorphologiques du paysage, tant dans le domaine de la protection de la nature que dans celui du tourisme.

Thèse en sciences de la Terre, soutenue le 1^er novembre 2024 par Thomas Groscolas, rattaché à l’Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE.

L’évolution des chambres magmatiques en profondeur joue un rôle important en contrôlant le déclenchement d’éruption volcanique, le dégazage magmatique et la formation de gisement d’importance économique. Cependant, le lien entre ces différents processus est mal connu, principalement à cause de la faible quantité d’affleurements rocheux montrant des relations claires entre chambre magmatique et volcanisme de surface. De récentes études tentant de déterminer les mécanismes responsables de ces éruptions ainsi que le temps nécessaire associé ont bénéficié à l’amélioration des techniques permettant :

1. la datation radiométrique précise de minéraux comme les zircons,
2. l’analyse de la composition des minéraux.

La datation de zircon et l’homogénéisation de la composition chimique des minéraux dans le temps, couramment appelée diffusion, sont utilisées afin de déterminer le temps nécessaire à une chambre magmatique pour accumuler du magma par séparation entre magma et cristaux. En liant cela à des données géophysiques (par exemple, sismique), il est possible de définir une probabilité d’éruption pour un volcan. L’analyse d’éléments chimiques comme les volatils (par exemple, H₂O, CO₂, S, Cl) dans certains minéraux permet, quant à elle, d’identifier la présence d’un fluide d’origine magmatique. D’après certaines études, ces fluides magmatiques sont un des déclencheurs d’éruption volcanique et sont responsables du caractère explosif de certains volcans. L’analyse des éléments volatils et la diffusion d’éléments chimiques dans les minéraux ont largement été employées dans des échantillons de roche volcanique du fait de leur refroidissement rapide. À l’inverse, les roches magmatiques, cristallisant lentement en profondeur, sont sujettes à un rééquilibre prolongé des éléments chimiques au sein des minéraux.

Cette étude reconstruit l’évolution des magmas constituant deux chambres magmatiques Alpines ayant cristallisé lentement en profondeur durant la collision entre les plaques tectoniques Européenne et Adriatique, Western Adamello et Re di Castello (Adamello, Italie). Dans le but de déterminer les processus permettant au magma interstitiel de se séparer des cristaux, une étude des roches de l’Adamello a été réalisée et basée sur des observations détaillées de terrain et lames minces ainsi que des analyses de la composition des roches et des minéraux. Cela a permis de déterminer la proportion de magma qui a été séparée des cristaux afin de former des zones d’extraction de magma et, potentiellement, des éruptions volcaniques.

Pour connaître le temps qu’ont passé les minéraux à haute température, beaucoup d’études utilisent la diffusion d’éléments chimiques dans ces minéraux. Afin d’appliquer cette technique, une connaissance des vitesses de diffusion des éléments chimiques doit être assurée au préalable. La façon la plus courante de déterminer ces vitesses de diffusion, ou coefficients de diffusion, est basée sur des expériences à haute température. Dans ces expériences, un cristal du minéral étudié est placé dans une poudre enrichie en certains éléments dont les vitesses de diffusion veulent être connues, le tout dans une capsule en platine placée à des températures supérieures à 800 °C. Bien que des coefficients de diffusion du Sr et du Ba dans les plagioclases, le minéral le plus abondant dans la croûte terrestre, ont été précédemment déterminés, des études récentes ont démontré que la méthode employée n’est probablement pas adéquate. De nouvelles expériences ont été réalisées à partir de cristaux de plagioclase placés dans une poudre synthétisée dont l’assemblage de minéraux et la composition ont été déterminées au préalable. Les coefficients de diffusion du Sr et du Ba sont similaires entre eux mais diffèrent de ceux des études antérieures respectivement d’un facteur ~100 et ~3. Cette différence est expliquée par l’absence d’un assemblage de minéraux stable dans certaines des expériences des études précédentes.

Dans certaines roches de l’Adamello, la composition chimique du cœur à la bordure de certains minéraux, plus communément appelée un profil chimique, a révélé la présence de variations, ou zonations. Toutes ces variations, exceptées celles dans le cœur des plagioclases, sont liées à des minéraux cristallisant très tardivement dans le magma et, par conséquent, au refroidissement de la roche. La vitesse de ce refroidissement a été calculée à partir de la vitesse de diffusion d’éléments chimiques (Sr et Ba dans les plagioclases et feldspaths alcalins, Ti dans le quartz) et avoisine 150 °C par million d’années. Enfin, la zonation entre cœurs et manteaux des plagioclases est reproduite par un temps de résidence dans la chambre magmatique allant de ~20 000 à ~110 000 ans, suivi par le refroidissement déterminé précédemment. Ces temps, similaires aux âges obtenus par la datation des zircons provenant de l’Adamello et d’autres chambres magmatiques, représentent probablement le temps d’incubation idéal pour former une chambre magmatique capable de générer une éruption.

Enfin, les concentrations en volatils dans les apatites, un minéral mineur dans les roches étudiées, ont été déterminées afin d’évaluer la présence d’un fluide magmatique et son rôle potentiel lors de la séparation entre cristaux et magma. À partir de l’association entre la composition des apatites et des plagioclases, il a été possible de conclure que le magma a atteint la saturation en fluide avant que l’apatite ne commence à cristalliser. Après le développement d’un modèle reproduisant la composition en volatils du magma et en considérant les conditions nécessaires à une éruption, il a été démontré que les observations de séparation entre cristaux et magma en Adamello résultent d’une combinaison entre la réinjection de magma dans la chambre magmatique et la formation d’un fluide magmatique de faible densité.

Thèse en sciences de l’environnement, soutenue le 15 novembre 2024 par Matthew Jenkin, rattaché à l’Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) de la FGSE.

Les glaciers alpins érodent de grandes quantités de sédiments sous-glaciaires lorsqu’ils glissent sur leurs lits. L’exportation de ces sédiments vers les environnements en aval exerce un contrôle majeur sur l’évolution du paysage, la dynamique des écosystèmes, la qualité de l’eau, l’infrastructure hydroélectrique et l’utilisation des terres. On considère généralement que les glaciers alpins sont exceptionnellement efficaces pour évacuer les sédiments sousglaciaires, principalement par le biais de canaux d’eau de fonte établis pendant la saison de fonte des glaciers. Par conséquent, les mesures des rendements en sédiments dans les rivières proglaciaires sont souvent utilisées comme une approximation des taux d’érosion glaciaire, en supposant un stockage minimal des sédiments sous-glaciaires.

Cependant, une variabilité interannuelle substantielle dans l’exportation des sédiments a été enregistrée même parmi les glaciers morphologiquement similaires et les processus glacio-hydrologiques sous-jacents et la dynamique du transport des sédiments ne sont que partiellement compris parce qu’ils sont presque impossibles à observer directement. Les composants les plus grossiers des sédiments transportés sont très difficiles à mesurer, même dans les milieux fluviaux en général. L’importance relative du transport de sédiments grossiers ou de charriage n’est pas connue, même s’il peut exercer un contrôle potentiellement important sur l’hydraulique sous-glaciaire et la dynamique de la glace.

Une compréhension incomplète de l’exportation de sédiments complique l’évaluation de la précision avec laquelle les rendements en sédiments proglaciaires reflètent les taux d’érosion et introduit une incertitude dans les prévisions des futurs taux d’exportation de sédiments, qui devraient changer dans un climat en réchauffement avec une perte de masse engagée des glaciers.

L’objectif principal de cette thèse est de fournir les premières mesures continues de la charge de lit et de la charge en suspension exportées sous le glacier par l’écoulement des eaux de fonte d’un glacier alpin, en utilisant les données de transport de sédiments collectées au cours de trois campagnes de terrain étendues au glacier d’Otemma, dans l’ouest de la Suisse. L’accent est mis sur l’acquisition et l’analyse d’ensembles de données sur les flux de sédiments qui se distinguent par leur étendue temporelle, l’absence d’influence des processus proglaciaires et la répartition détaillée entre les sédiments en suspension et les sédiments de charriage. Des méthodes sismologiques innovantes ont été employées pour mesurer le flux de charriage, en conjonction avec des techniques de suivi des particules pour surveiller le transport sous-glaciaire de particules individuelles de charriage.

La thèse comprend trois manuscrits scientifiques.

Le premier manuscrit introduit une nouvelle méthodologie pour suivre les particules individuelles de sédiments de charge de lit, marquées avec des émetteurs radio actifs, à travers les canaux sous-glaciaires sous la glace des glaciers tempérés peu profonds.

Cette approche est appliquée à l’échelle dans le deuxième manuscrit pour évaluer la mobilité du charriage dans la zone marginale du museau du glacier d’Otemma. Ici, l’hypothèse a été émise qu’un large canal sous-glaciaire non pressurisé pourrait causer l’atténuation du transport de sédiments grossiers. Le suivi de 325 particules de charriage grossier de juillet à octobre 2021 a révélé que la mobilité globale des particules était limitée malgré des taux d’exportation de sédiments élevés; 41% des particules ne se sont pas déplacées et seulement 18% ont été évacuées du glacier. Les résultats indiquent que l’évacuation des sédiments grossiers a été inefficace, affichant une dynamique de transport plus cohérente avec les rivières qu’avec les conduits sous-glaciaires pressurisés.

Le troisième manuscrit étudie les modèles d’exportation de sédiments sous-glaciaires au glacier d’Otemma au cours de trois saisons de fonte (2020, 2021 et 2022), en examinant comment les flux de sédiments en suspension et de charge de lit ont répondu aux changements dans le système de drainage de l’eau de fonte sous-glaciaire. L’étude met en évidence une variabilité interannuelle significative dans l’exportation de sédiments qui n’a pas été entièrement expliquée par le seul écoulement des eaux de fonte. Elle révèle l’importance de la charge de lit dans les rendements sédimentaires annuels totaux (jusqu’à un tiers) et en déduit que le développement vers l’amont du drainage sous-glaciaire canalisé a conduit à une augmentation de l’exportation de sédiments.

En synthétisant ces recherches, la thèse met l’accent sur les complexités spatiales et temporelles de la production, de l’entraînement et de l’évacuation des sédiments sous-glaciaires. Elle préconise l’intégration de mesures sismologiques de la charge de lit dans les futures études d’exportation de sédiments et l’inclusion de la dynamique du transport des sédiments en suspension et de la charge de lit dans les modèles numériques d’érosion et d’exportation. Les observations de variations interannuelles marquées dans l’exportation et le transport inefficace de la charge de lit dans la marge du museau du glacier suggèrent que le stockage de sédiments sous-glaciaires peut être significatif, la thèse appelant donc à une approche plus nuancée de l’estimation des taux d’érosion glaciaire en utilisant les rendements en sédiments proglaciaires. Les méthodes développées pourraient également permettre une compréhension beaucoup plus approfondie de l’exportation de sédiments sous-glaciaires en amont de la marge du museau des glaciers alpins.

A case study on vertebrate and tracheophyte species with 17 NCPs in the Western Swiss Alps

Thèse en sciences de l’environnement, soutenue le 18 octobre 2024 par Pierre-Louis Rey, rattaché à l’nstitut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) de la FGSE.

La biodiversité est un bien commun de l’humanité soulignant que la protection de toutes les formes de vie est une responsabilité mondiale. Malgré cette mise en évidence faite par la convention sur la diversité biologique, le déclin de la biodiversité n’a jamais été aussi important depuis la période de l’industrialisation en Europe. La diminution de la disponibilité des terres a mis en évidence la nécessité de protéger les espèces ainsi que les Contributions de la Nature aux Populations (CNP) afin de maintenir un environnement durable pour le futur malgré l’intensification des menaces tel que le réchauffement climatique. 

Afin de proposer un plan de conservation commun pour la biodiversité et les CNP, l’objectif de cette thèse est d’améliorer la relation entre la biodiversité et les CNP. Après avoir reconnus les principaux liens, et les lacunes existantes entre la relation espèces-CNP, j’ai développé mon travail de thèse dans les Alpes Suisse occidentale (zone étudiée par les scientifiques depuis plus de 20 ans). En établissant les liens fonctionnels (qui peuvent être positif, neutre ou négatif) entre 2066 espèces (plantes et vertébrés observés dans la zone d’étude) et 17 CNP, j’ai montré qu’il était important de ne pas se concentrer uniquement sur les espèces menacées, mais également sur les autres (non menacées d’extinctions) pour garantir la protection des CNP. Enfin, en créant un modèle innovant pour prédire la distribution des CNP en fonction des prévisions de distribution des espèces actuelles et futures, j’ai pu mettre en avant que le déplacement ou la disparition d’espèces dans les Alpes Suisse occidentale pouvait engendrer une diminution globale des CNP pour le futur. 

Enfin, bien que cette recherche mette en lumière l’importance des relations entre les espèces et les CNP, les travaux futurs devraient inclure une plus grande diversité d’espèces pour mieux comprendre les dynamiques écologiques et révéler toute la complexité des relations entre la biodiversité et les CNP. Souligner ces valeurs intrinsèques peut permettre d’atteindre les objectifs du cadre mondial de la biodiversité et ainsi soutenir un avenir durable.

Thèse en géographie, soutenue le 4 octobre 2024 par Davide Mancini, rattaché à l’Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) de la FGSE.

 La rapide récession des glaciers due au réchauffement climatique agrandit les marges proglaciaires, zones pauvres en matière organique soumises à une forte activité géomorphologique. Leur développement peut être associé à la formation de cours d’eau tressés morphologiquement actifs, dont les interactions entre leur degré de tressage et les conditions en amont (exportation de sédiments sous-glaciaires et variations du débit), ainsi que leurs effets sur le transport sédimentaire en aval, sont encore peu étudié. L’objectif de cette thèse est donc d’étudier la relation entre l’exportation de sédiments sous-glaciaires, la morphodynamique des marges proglaciaires et les flux sédimentaires aval pour un glacier alpin en retrait, en se concentrant sur la plaine alluviale du Glacier d’Otemma (Alpes suisses). Ici, des stations de mesure ont été installées pour quantifier en continu le transport de sédiments en suspension et du charriage de fond. Les données ont montré que les processus fluviaux responsable pour changement de la configuration du cours d’eau (leur morphodynamicque) filtrent rapidement, le signal d’exportation de sédiments sous-glaciaires grossiers en favorisant leur déposition, tandis que celui des sédiments en suspension varie peu. 

Pour comprendre les machinismes physiques de ce filtrage, une étude intensive de la morphodynamique fluviale et de la sédimentologie de surface a été menée. Des relevés quotidiens par drone ont été utilisés pour quantifier la magnitude et la spatialité des zones d’érosion et de dépôt, données ensuite couplées avec un modèle heuristique de prédiction de la distribution de la profondeur de l’eau afin de créer des modèles numériques d’élévation pour les zones sèches et inondées. Ces modèles ont été combinés avec les taux d’exportation de sédiments sous-glaciaires pour évaluer l’influence des processus morphodynamiques sur le transport sédimentaire aval. 

Les changements dans l’équilibre entre l’approvisionnement en sédiments glaciaires et la capacité de transport ont entraîné des modifications rapides de la morphodynamique fluviale. Lors de périodes d’exportation élevée en charriage sous-glaciaire, il y avait une aggradation dans la plaine alluviale, avec une construction intense des îles, une instabilité accrue des chenaux et un grossissement des dépôts superficiels favorisant le blocage des sédiments. À l’inverse, lorsque l’exportation était inférieure à la capacité de transport, le cours d’eau évoluait vers une configuration moins tressée et rectiligne. La marge proglaciaire agissait toujours comme un puits pour les sédiments fins mais, au même temps, elle libérait vers l’aval grosse quantité de sédiments grossiers. Donc, le dégrée de tressage a été reconnu comme le principal facteur déterminant le filtrage des sédiments exportés par les chenaux sous-glaciaires. 

Pour généraliser ces résultats à d’autres bassin en déglaciation ayant différentes caractéristiques géomorphologiques par rapport à la région directement étudiée, il a été utilisé un modèle numérique simulant l’évolution hydromorphologique des cours d’eau. Les résultats ont confirmé le rôle central du rapport entre l’approvisionnement et la capacité de transport dans la réponse géomorphologique et la configuration des rivières proglaciaires, avec une diminution du transport sédimentaire vers l’aval pour les systèmes les plus tressés. Des ratios plus faibles facilitaient le transfert du signal d’exportation vers l’aval, mais cet effet était également influencé par la topographie de la vallée, notamment sa pente et l’espace de liberté à disposition pour le cours d’eau. 

Les résultats de cette thèse montrent que les marges proglaciaires actives jouent un rôle crucial dans la connectivité sédimentaire entre les terminus des langues des glaciers et les régions aval. Ces conclusions ont des implications importantes pour l’atténuation des risques naturels, le développement des écosystèmes, la gestion des centrales hydroélectriques et les études glaciologiques dans le contexte actuel de rapide récession des glaciers. 

Thèse en géographie, soutenue le 4 octobre 2024 par Tsiferaniavo Andriamitantsoa, rattaché à l’Institut de géographie et durabilité (IGD) de la FGSE.

La forêt joue un rôle important dans la régulation du climat. Par conséquent, la lutte contre le changement du climat est devenue un registre d’arguments de la conservation forestière. À Madagascar, la mise en œuvre de la convention mondiale sur le climat mobilise une multitude d’acteurs étatiques, non étatiques, internationaux, nationaux et locaux. Elle entraine des réorganisations notables de la conservation forestière et des relations entre ses acteurs.

Au regard des intérêts économiques liés au carbone de la forêt – les fameux crédits carbones forestiers – des désaccords caractérisent les relations entre les acteurs. Partant de ces désaccords, cette thèse explore la gouvernance forestière à Madagascar. C’est un sujet largement débattu mais cette thèse se focalise surtout sur l’administration publique : sa participation à la conservation forestière au prisme de la valorisation carbone de la forêt. Elle pose la question de savoir en quoi et pourquoi la valorisation carbone de la forêt a modifié le régime institutionnel de gouvernement de la forêt à Madagascar.

En s’appuyant sur une lecture conventionnaliste, cette thèse montre que la conservation forestière et la valorisation carbone de la forêt constituent deux « mondes » différents. D’un côté, dans celui de la conservation forestière, les valeurs collectives des acteurs tendent à supplanter le pouvoir régulateur de l’État. De l’autre côté, la valorisation carbone de la forêt permet au contraire à l’État d’affirmer son pouvoir, notamment dans la mesure où il détient la propriété du carbone de la forêt. L’action publique liée à la forêt constitue dès lors un espace de contestation et de tensions entre les acteurs étatiques et les acteurs non étatiques.

Mais cette thèse permet surtout de comprendre que les acteurs ne restent pas sur une situation conflictuelle. Ils fabriquent des compromis sans que ceux-là ne permettent pas de déboucher sur un nouveau régime de gouvernement des forêts ni en capacité de s’imposer. Ces compromis bâtis sur les intérêts économiques liés au carbone ont induit des changements dans la politique publique de telle sorte que les priorités en sont redéfinies et de nouveaux territoires sont identifiés pour la conservation forestière. Désormais, les arguments de lutte contre le changement climatique relèguent au second plan ceux de la préservation de la biodiversité.