# Variabilité climatique et développement agricole dans le Nkam (Littoral-Cameroun)

Charlie Wuitaker Dongmo 1, Paul Tchawa 1

1 Université de Yaoundé I (UY1) – B.P. 337 Yaoundé, Cameroun

Le ralentissement du développement agricole de la localité du Nkam est une résultante des impacts potentiels des changements climatiques, qui constituent depuis plusieurs décennies une des grandes préoccupations majeures tant à l'échelle internationale que nationale. Ainsi, depuis 2015, le Programme de développement durable à l'horizon 2030, dans ses objectifs 2 et 13, attend éradiquer la faim, garantir la sécurité alimentaire, améliorer la nutrition et promouvoir l'agriculture durable, tout en agissant d'urgence contre le changement climatique et ses impacts. Car, celui-ci a des effets négatifs sur la production agricole, la sécurité alimentaire de cette localité et constituent un frein à l'alimentation des villes des régions du Littoral et Ouest en denrées alimentaires. Les observations de terrain relèvent un manque de denrée alimentaire et une hausse des prix sur les marchés ne favorisant pas le panier de la ménagère. Cet article vise à analyser les impacts de la variabilité climatique sur le développement agricole dans le Nkam. L'étude opte pour une démarche hypothético-déductive axée sur la recherche documentaire, les observations de terrain couplées des données climatiques et statistiques des cartes d'occupation du sol des années 1975, 1986, 2019 et 2023, les entretiens avec les personnes ressources et les enquêtes socio-économiques auprès de 488 ménages agricoles choisis de façon aléatoire dans les 16 principaux bassins de production agricole de la localité. Les résultats de l'étude indiquent que le changement climatique est responsable du ralentissement du développement agricole de la localité du Nkam. D'après les enquêtes de terrain, 91,3% des enquêtés affirment avoir observé des retards de pluies entre 1980 et 2023 contre 8,7% qui estiment que le changement climatique est inexistant. Ceci a eu un impact négatifs considérable sur le calendrier et la production agricole. Or près de 65% des agriculteurs disent insatisfaisants de leur production agricole en 2023, associés à l'analyse diachronique des cartes d'occupation du sol, il ressort que la superficie des cultures a régressé de 7523 hectares entre 1975 et 1986. Entre 1986 et 2019, elle a légèrement évolué à 324 hectares et a baissé à 2330 hectares entre 1975 et 2019. La situation de 2023 reflète celle de 2019 avec un faible écoulement des produits agricoles hors du Nkam.

Mots clés : Variabilité climatique, développement agricole, Nkam au Cameroun
Les régions françaises de grande culture face au
changement climatique : l'agroécologie au service de
l'adaptation ? Le cas de la Champagne marnaise.

Eva Guilman ¹, Nadège Garambois ¹

1 Pôle de recherche pour l'organisation et la diffusion de l'information géographique (PRODIG) – CNRS, Université Paris
1 Panthéon-Sorbonne, Université Paris Cité, IRD, AgroParisTech – 2 rue Valette, 75005 Paris, France

A l'instar de l'ensemble du Bassin parisien, les exploitations de grande culture champenoises sont de plus en plus soumises aux effets du changement climatique. L'augmentation des températures s'accompagne d'une pousse plus précoce des adventices (Gibot-Leclerc et al., 2009), accentue les risques d'échaudage (Gate et al., 2008) et fragilise les plants face à la pullulation des insectes ravageurs (Hmimina, 2016). L'augmentation et l'irrégularité de la pluviométrie contribuent à accroitre la pression des maladies fongiques (Zito, 2021). L'ensemble de ces phénomènes participe, depuis une décennie, à la baisse des rendements des principales cultures champenoises. Ils conduisent à s'interroger sur les tentatives d'adaptation déployées par les agriculteurs afin d'accroitre leur résilience face au changement climatique. Cette recherche conduite dans le cadre d'une thèse de doctorat en agroéconomie et selon une démarche d'Agriculture comparée (Cochet, 2011), s'appuie sur un travail de terrain approfondi incluant une soixantaine d'entretiens auprès d'agriculteurs champenois. Nos travaux révèlent deux principales voies d'adaptation.

La première est mise en œuvre au sein d'exploitations qui s'efforcent de limiter ces effets tout en essayant de maintenir leurs niveaux et types de production. Seules les cultures les plus sujettes aux baisses de rendement sont légèrement réduites dans l'assolement. Les dates de semis sont adaptées : plus tôt pour allonger la durée de végétation et pallier la baisse des rendements, ou plus tard afin d'amplifier la lutte mécanique contre les adventices pré-semis. Sur les cultures les plus sensibles, un supplément d'engrais organiques est apporté pour favoriser la robustesse des plants. Ces ajustements ne parviennent cependant pas à empêcher une hausse de la fréquence des traitements herbicide, dans un contexte où la baisse d'efficacité des substances actives (résistance) pèse aussi sur les systèmes de grandes cultures. Ces changements s'accompagnent également d'investissements dans de nouveaux équipements et d'une souscription aux assurances multirisques climatiques. L'ensemble de ces évolutions n'empêche donc pas une diminution de la richesse créée par hectare.

Parallèlement, depuis une quinzaine d'années, un petit nombre d'agriculteurs champenois développent des systèmes agro-écologiques (Altieri, 1986). Dans ce cadre, ils déploient une seconde voie d'adaptation, caractérisée par des changements de bien plus grande ampleur. Les cultures les plus sensibles aux variations du climat et aux agents pathogènes sont largement réduites voire arrêtées au profit de cultures plus résistantes, ou pratiquées en cultures associées. Tout en jouant sur les couverts, ces choix d'assolement visent à accroître la couverture du sol pour lutter contre les adventices en complément d'un travail mécanique. La réduction systémique de l'usage systémique de produits phytosanitaires et la mise en place d'infrastructures agro-écologiques favorise les régulations biologiques face aux pressions des maladies et ravageurs. Ces changements systémiques qui visent à renforcer la durabilité de ces exploitations et à accroître la richesse créée par hectare (Devienne & Garambois, 2020), se révèle comme une voie prometteuse d'adaptation au changement climatique.
# Processus d'adaptations agroécologiques face au changement climatique et aux contraintes du marché dans la région du Cap Bon, Tunisie

Alia Gana¹

¹ Laboratoire Dynamiques Sociales et recomposition des espaces (Ladyss) – CNRS, Université Paris I Panthéon Sorbonne, Université Paris Nanterre, Université Vincennes-Saint Denis, Université Paris Cité – 92001 Nanterre Cedex

La Tunisie figure parmi les pays méditerranéens les plus affectés par les effets du changement climatique. Ils touchent plus particulièrement l'agriculture, aggravant la crise structurelle de ce secteur stratégique de l'économie tunisienne. Si des mesures incitatives sont mis en œuvre par les pouvoirs publics pour encourager les agriculteurs à " rationaliser " l'usage de l'eau, elles ne remettent pas fondamentalement en cause les systèmes de production intensifs et ne s'inscrivent pas dans une vision globale de l'adaptation de l'agriculture au changement climatique. Certes, les modèles de l'agriculture durable diffusés par les bailleurs de fonds internationaux ont bien fait leur chemin en Tunisie et figurent en bonne place dans les programmes d'appui à la lutte contre le changement climatique et la pauvreté rurale. Toutefois, les projets mis en oeuvre, y compris ceux se référant à l'agroécologie, ciblent de manière privilégiée les régions agricoles dites " marginales " et s'inscrivent le plus souvent dans une optique de conservation des eaux et des sols et de réduction de l'exode rural, plutôt que de production agricole. Pourtant, on observe dans les zones d'agriculture intensive, telle que celle du Cap Bon au nord-est de la Tunisie, des changements notables dans les pratiques agricoles qui correspondent à des adaptations à une crise aggravée de l'exercice de l'activité agricole. Cette crise multiforme, liée à la fois aux effets combinés du changement climatique, de la hausse des coûts de production et des difficultés d'accès au financement et au marché, a en effet conduit de nombreux agriculteurs de la région à réduire les superficies en irrigué, à diversifier leur système de production (association cultures/élevage, réintroduction des grandes cultures et de l'arboriculture en sec), et à réduire leurs achats d'intrants. Conduite dans le cadre du projet MA4SURE " Mediterranean Agroecosystems for Sustainability and Resilience under Climate Change " et s'appuyant une approche multiscalaire, notre recherche montre que les stratégies d'adaptation mises en place par les exploitants de la zone d'étude s'apparentent pour une bonne part au développement de pratiques agroécologiques, visant une plus grande autonomie vis-à-vis des contraintes d'accès à l'eau et au marché. L'enquête auprès d'une diversité d'exploitations agricoles met en évidence la variété des solutions techniques et organisationnelles adoptées par les agriculteurs, susceptibles d'ouvrir la voie à une transformation agroécologique. Même si ces adaptations ne semblent pas, en premier lieu, être motivées par des préoccupations environnementales. Les résultats de la recherche permettent ainsi de renouer avec une conception de l'agroécologie comme issue des pratiques de la petite agriculture familiale diversifiée (Holt-Giménez & Altieri, 2013). Ils font également ressortir les limites des politiques publiques visant à réduire les effets du changement climatique, qui restent en retrait par rapport aux transformations initiées par les agriculteurs. Enfin, ils contribuent à nourrir une réflexion sur une approche de la transformation agroécologique permettant de saisir le caractère multidimensionnel (à la fois politico-institutionnel, socioéconomique, environnemental et technique) des processus qui y participent.
# Exposure Analysis of potential and current Neotropical agroforestry areas suggest lowland widespread vulnerability

Andres Fernando Gonzalez-Gonzalez ¹, Juan Fernández Manjarrés ¹

¹ Ecologie Systématique et Evolution (ESE) – CNRS, AgroParisTech, Université Paris-Saclay – Université Paris-Saclay, 91405 Orsay Cedex, France

Neotropical agroforestry systems are vulnerable to climatic variability driven by the El Niño-Southern Oscillation (ENSO). Despite numerous studies on ENSO impacts, there is still a need for comprehensive spatial and temporal analyses rather than focusing on isolated events. This study examines the continental-scale exposure of potential agroforestry areas and 41 agroforestry sites in the Neotropics to ENSO fluctuations over the past 30 years. Our main approach is based on the analysis of atmospheric teleconnections between the Pacific Ocean and the Neotropical zone in the American continent. Pearson correlations between 1990-2020 time series of Oceanic Niño Index (ONI) anomalies and six terrestrial climate variables were analyzed using high-resolution meteorological data (Terraclimate). In addition, we selected 41 current agroforestry sites from the literature and conducted a principal component analysis on detrended time series of ONI and the six terrestrial climate variables for each site to conduct a cluster analysis. Our results show that ENSO-induced terrestrial temperature changes correlated mostly, but not always, with decreasing precipitation patterns on a continental scale. Overall, this study can be used to identify zones where agroforestry systems would need different priority management to cope with ENSO fluctuations because of their tightly linked teleconnections with the temperatures of the Pacific Ocean.
Anthropisation, pratiques agricoles et dynamiques
des sols intertropicaux depuis la période
précolombienne : une approche géoarchéologique
et micromorphologique

Anaëlle Joseph-Julien <fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Benoît Berard <fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Louise Purdue <fnref n="4" />, Marine Laforge <fnref n="5" />,<fnref n="6" />

Face aux bouleversements environnementaux actuels, les milieux intertropicaux sont confrontés à des enjeux majeurs, notamment liés à la gestion durable des ressources en eau et des sols. Ces problématiques résonnent avec celles auxquelles ont dû faire face les premières communautés agro-céramistes de Méso-Amérique et des Antilles, où les conditions environnementales étaient parfois défavorables à une agriculture intensive. Dans ces milieux tropicaux humides, les sols subissent des contraintes pédogénétiques spécifiques, principalement dues à l'intensité des processus de lessivage causés par l'alternance marquée entre saisons sèches et humides. Pour mieux gérer ces sols, il est essentiel de comprendre leur origine et leur évolution. Il faut également prendre en compte l'intensité des phénomènes biologiques et pédoclimatiques auxquels ils ont été soumis, ainsi que l'impact des activités humaines sur leur transformation au fil du temps. Les activités humaines, autrefois comme aujourd'hui, jouent en effet un rôle déterminant dans l'évolution des sols. Ce projet de thèse repose sur une approche géoarchéologique intégrant des analyses micromorphologiques, granulométriques et physico-chimiques pour explorer l'histoire dynamique de ces sols intertropicaux. L'étude de neuf sites archéologiques implantés dans les petites Antilles et en Méso-Amérique permettra d'identifier les pratiques d'aménagement et d'exploitation des sols par les communautés précolombiennes, ainsi que l'impact de l'anthropisation à long terme. Ces sociétés, bien que culturellement distinctes, développent des stratégies d'adaptation similaires pour répondre aux contraintes de leur environnement, adoptant des pratiques agricoles et domestiques spécifiques. En analysant ces occupations, nous pourrons éclaircir les modalités d'anthropisation des sols antillais et mésoaméricains depuis la période précolombienne, en mettant en évidence des marqueurs géoarchéologiques spécifiques dans les archives sédimentaires. Ce colloque sera ainsi l'opportunité de présenter ce projet de thèse, visant à éclairer les interactions entre l'Homme et son environnement dans ces régions intertropicales, tout en clarifiant l'ensemble des processus qui ont façonné ces sols au fil du temps.

<footnote n="1">¹ Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne – France</footnote>

<footnote n="2">² Archéologie des Amériques (ArchAm) — CNRS, Université Panthéon-Sorbonne Paris 1, Ministère de la Culture — 75004 Paris, France</footnote>

<footnote n="3">³ Université des Antilles (Pôle Martinique) – Martinique</footnote>

<footnote n="4">⁴ Culture et Environnements, Préhistoire, Antiquité, Moyen-Age (CEPAM) — CNRS, Université Nice Côte d'Azur — Pôle universitaire Saint-Jean-d'Angély - 06357 Nice Cedex 4, France</footnote>

<footnote n="5">⁵ Etudes et valorisations archeologiques (EVEHA) — Rennes, France</footnote>

<footnote n="6">⁶ Centre de Recherche en Archéologie, Archéosciences, Histoire (CReAAH) — Université Rennes 2, Le Mans Université, CNRS, Nantes Université, Université de Rennes, Ministère de la Culture, INRAP — 35042 Rennes Cedex, France</footnote>
# Impact of drought on crop weather insurance loss ratio in France in a context of recent global warming

Léa Laurent¹, Thierry Castel¹, Albin Ullmann¹

¹ Biogéosciences – Université Bourgogne Dijon, EPHE Paris, Université Bourgogne Franche-Comté, CNRS, Université Paris sciences et lettres, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement – 21000 Dijon, France

Climate change modifies climatic hazards and requires to reconsider agro-climatic risks. Drought is one of the main risks impacting the agricultural production and the performance of crop weather insurance (Brisson et al., 2010). Understanding the regionalized effects of climate change on agro-climatic risks is therefore a major challenge for the agricultural world, specifically for insurers. This study, resulting from a collaboration between an insurer and a research laboratory, aims at developing a water stress index that would provide a robust and relevant explanation of the evolution of "MultiRisques Climatiques" (MRC) insurance claims. Wheat and maize being important crops in the company's portfolio, they are particularly studied in this work.

The Safran-Isba-Modcou (SIM) dataset, produced by Météo France, can be used to quantify changes in the climatic hazard associated with the water cycle on a regional scale over the 1959-2021 period (Soubeyroux et al., 2008). Taking into account the vulnerability of plant species through the use of a simplified water balance model provides an opportunity to assess changes in water stress in the major production basins of the crops of interest (Jacquart & Choisnel, 1995). The definition of a water stress threshold for each crop leads to the development of a drought index. The correlation between this drought index and the MRC loss ratio (S/P) is studied for each production basin, allowing to evaluate whether the drought index can constitute a robust explanatory factor for changes in the S/P ratio.

Results show that for maize, the drought index taking into account the phenology of the crop studied provides a more robust explanation of the trend in MRC insurance claims than other drought index that do not consider plant characteristics. For wheat, the results are more mixed, with a high variability of scores that needs to be investigated.

The results are very encouraging, demonstrating the potential interest of the water stress index as a proxy for insurance risk. Detailed characterization of drought combined with the integration of the crops vulnerability increases the robustness of the correlation between this index and the MRC loss ratio. However, the link between the water stress index and claims experience is not unequivocal, and depends on multiple factors (cultural or territorial factors) - as shown by the more contrasting results for wheat crops. The S/P ratio taken into account in this study also includes claims costs linked to all hazards covered by MRC insurance, without isolating only those linked to drought. The results therefore need to be refined and consolidated using a finer spatial scale approach, and taking into account the various types of claims.

Brisson, N., Gate, P., Gouache, D., Charmet, G., Oury, F.-X., Huard, F., 2010. Why are wheat yields stagnating in Europe? A comprehensive data analysis for France. Field Crops Research 119, 201–212. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2010.07.012

Jacquart, C., Choisnel, E., 1995. Un modèle de bilan hydrique simplifié à deux réservoirs utilisable en agrométéorologie. La Météorologie 8ème série, 29-44. https://doi.org/10.4267/2042/51939 Soubeyroux, J.-M., Martin, E., Franchisteguy, L., Habets, F., Noilhan, J., Baillon, M., Regimbeau, F., Vidal, J.-P., Lemoigne, P., Morel, S., 2008. Safran-Isba-Modcou (SIM): Un outil pour le suivhydrométéorologique opérationne et les études. Météorologie 8, 40. https://doi.org/10.4267/2042/21890
# Cartographie des changements d'occupation du sol dans le bassin de la Moyenne Vallée du fleuve Sénégal dans un contexte de changement climatique

Ephigénie Mackane Madioune <fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Honoré Dacosta <fnref n="1" />, Awa Niang Fall <fnref n="1" />,<fnref n="2" />,
Waly Faye <fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Nathalie Pottier <fnref n="2" />

L'intervention proposée vise à contribuer au débat sur le changement climatique dans la région de la moyenne vallée du fleuve Sénégal en lien avec l'étude de l'évolution des modes d'occupation des sols entre 1970 et 2024. Elle apporte des connaissances sur les changements tangibles opérés dans l'utilisation des terres, la couverture biophysique. La dynamique d'occupation du sol dans l'écosystème est devenue pour l'heure une problématique environnementale majeure. En effet, les changements environnementaux ou de couverture terrestre peuvent s'expliquer à la fois par la variabilité climatique des précipitations et des températures et par des facteurs anthropiques ; les deux ayant des impacts déterminants sur le fonctionnement des écosystèmes et sur la disponibilité des ressources naturelles qui conditionne les activités socio-économiques. L'étude menée dans la moyenne vallée du fleuve Sénégal met en évidence une analyse géospatiale des unités morphopédologiques avant et après la construction des barrages. Notre méthodologie relève d'une exploration des images satellitaires multidates complétées par les données du terrain (photo interprétation de haute résolution sur Google Earth). Il s'agit des scènes d'images spectrales de Modis et Landsat ETM et 8. La classification dirigée par l'algorithme du maximum de vraisemblance a été utilisée pour la cartographie des changements d'occupation du sol. L'analyse diachronique basée sur les caractéristiques physiographiques (forets et savanes, sol nu et habitat, plans d'eau, zones humides, et les zones de cultures et jachères) ont révélées une augmentation des plans d'eau, l'extension des exploitations agricoles et industrielles, une diminution des étendues des steppes arbustives et herseuses et une légère progression de la végétation aquatique. Ces modifications dans l'occupation du sol sont aussi marquées par la déchéance des cultures de décrue et les cultures pluviales sur les 50 dernières années. Ces résultats mettent à l'évidence les liens forts entre la variation des chroniques climatiques et les impacts en termes de mutation des systèmes de culture actuels et passés fortement dépendants de la disponibilité et des ressources en eau. Reste à évaluer la capacité des acteurs agricoles à prendre en compte l'impact du changement climatique dans leurs perspectives d'avenir, une étape essentielle abordable par des enquêtes de terrain pour compléter cette étude.

Mots clés : Moyenne vallée du fleuve Sénégal, occupation du sol, télédétection, analyse diachronique, utilisation des terres, méthode du maximum de vraisemblance.

<footnote n="1">¹ Université Cheikh Qnta Diop de Dakar (UCAD) - BP 5005 DAKAR-FANN, Sénégal</footnote>

<footnote n="2">² Unité Mixte Internationale Soutenabilité et Résilience (UMI SOURCE) – Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ) – 47 Boulevard Vauban, 78280 Guyancourt, France</footnote>
# Habiter les inondations dans la vallée du logone
(Extreme-nord Cameroun)

Kaardi Moïse ¹

¹ Centre de recherche sur l'habitat -ENSA VAL DE SEINE (CRH-ENSA VAL DE SEINE) – Terres australes françaises

La vallée du Logone située à l'extrême nord Cameroun constitue une vaste plaine inondable qui subit de façon récurrente les inondations. De 2012 à 2024, des épisodes d'inondations se sont succédé en laissant des empreintes socio spatiales. Elles interviennent dans un contexte de précarité des habitants en leur imposant une nouvelle façon d'habiter le territoire. Comment les populations s'organisent-elles pour faire face aux inondations en fonction des différents épisodes ? Comment les pouvoirs publics se déploient t-ils sur le territoire pour gérer les inondations ? A partir des observations et des enquêtes de terrain, j'analyserai ce que les inondations fabriquent comme perception dans la vallée du Logone et comment cette perception alimente les motivations d'habiter ledit territoire. Ensuite, j'analyserai les rapports que les inondations créent entre les pouvoirs publics et les habitants dans un contexte de risque.
# Adaptation des agroécosystèmes sahéliens au changement climatique : pratiques agroécologiques et défis agricoles dans les pays de la Grande Muraille Verte au Sahel

Ousmane Ndione<fnref n="1" />

La communication que je propose vise à partager les résultats de ma thèse dont l'un des objectifs majeurs est d'explorer les stratégies d'adaptation des agriculteurs sahéliens face aux impacts du changement climatique. Le travail de terrain, mené principalement dans les pays de la Grande Muraille Verte - Djibouti, Tchad, Niger et Sénégal - s'appuie sur des enquêtes quantitatives en milieu rural.

L'objectif de cette communication est double : (1) exposer les principales pratiques agroécologiques mises en œuvre par les agriculteurs sahéliens pour faire face aux effets du changement climatique, en se focalisant sur les stratégies locales d'adaptation et les techniques de restauration des sols ; (2) analyser les défis structurels et conjoncturels auxquels sont confrontés ces systèmes de production ruraux, en tenant compte des spécificités écologiques, sociales et économiques des régions étudiées.

Les résultats obtenus montrent une adoption significative de pratiques agroécologiques, particulièrement en ce qui concerne la gestion des sols et la conservation de l'eau. Les paysans, et notamment les femmes, démontrent une connaissance fine des techniques de restauration des sols, telles que l'agroforesterie et le zaï, qui permettent de maintenir la fertilité des terres et de s'adapter aux régimes pluviométriques de plus en plus erratiques. Toutefois, les défis restent nombreux : érosion des sols, sécheresse récurrente, manque de ressources pour investir dans des technologies résilientes, et faible accès aux marchés.

En conclusion, cette communication apportera un éclairage sur les dynamiques socio-environnementales en cours dans les agroécosystèmes sahéliens et les opportunités qu'elles représentent en matière d'adaptation et de mitigation. Elle proposera une réflexion sur les solutions robustes mises en place par les agriculteurs sahéliens, tout en considérant les limites et les défis à relever pour assurer la pérennité des systèmes agricoles face au changement climatique.

<footnote n="1">¹ Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris) – CNRS, Université Paris est Créteil Val de Marne, IRD, Sorbonne Université, INRAE, Université Paris Cité — campus de Jussieu – 75005 Paris Cedex 05, France</footnote>
# Global Commodity Price Variability Driven by Nonlinear Disequilibrium in Coupled Human-Natural Dynamics

Daniel Ohara¹, Michael Ghil ¹,²

¹ Laboratoire de météorologie dynamique (LMD) — CNRS, ENS Paris, École Polytechnique, Sorbonne Université, Institut polytechnique de Paris, Université Paris sciences et lettres, École des Ponts ParisTech — 91128 Palaiseau Cedex, France

² University of California — Los Angeles, USA

The mark of periodic or quasi-periodic modes in a power spectrum has been fundamental in the development of climate scientists' understanding of the natural dynamics of the earth's climate. This type of mark is by and large disregarded by modern macroeconomists as well as by modelers of the coupled macroeconomy/climate system. In both fields of study, the lack of significant structure in temporal variability leads researchers to assume that the essential dynamics are in generalized equilibrium.

We address here an example of disequilibrium and nonlinear human-natural dynamics neglected by equilibrium simplifications, namely the problem of the multiple temporal scales of global commodity price variability. We use a simple data-driven coupled model of the El-Niño Southern Oscillation and the macroeconomy. The model's success at matching key features of global commodity price variability motivates the need to further develop the approach herein and apply it to more detailed Integrated Assessment Models, as a necessary complement to current practice.
# Potential production of energy cover crop in France: consequences on food crop production and environmental impacts based on scenarios simulation at high resolution

Helene Raynal<fnref n="1" />, Julie Constantin<fnref n="1" />, Sabine Houot<fnref n="2" />, Camille Launay<fnref n="1" />

Cover crops could be considered either as multi-services crops (MSC) that are included in rotation for different agronomical purposes (N leaching limitations, storage of Carbon ...) or as raw materials used to produce biogas in fermenter by an anaerobic digestion process (AD)). In this latter case, we considered them as energy cover crop (ECC). Some European countries are exploring the idea of replacing dedicated crops with ECC for biogas production, accompanied with specific regulation measures in order to avoid competition with food crops for land use and to sustain crop services such as limitation of N leaching. In France, some studies gave an estimation of 18 and 23 Mt covering 11 to 30% of our gas needs by 2050 but based on simple assumptions and coarse calculations.

We present here the methodology and the results of a study conducted by Launay C (Launay 2023) about the estimation of the potential production of ECC at France scale and the impacts on food production and on environment. One of the originality of this work has consisted in the design of a modelling chain combining different models in order to represent the different processes from field to energy production. Then, we applied it at France scale. We developed the experimental plan on 4 scenarios: i) Baseline with current cropping systems, ii) Multi-services cover crops extension: generalization of the use of MSCC to produce different ecosystem services in addition to N leaching reduction, such as providing N to the following crop with legumes or increasing soil carbon storage with grasses, iii) Energy cover crops: Introduction of AD and ECC. The ECC species were chosen for their high biomass production potential; iv) Energy crops extension: Modification of the crop rotations and crop precocity to integrate more ECCs to produce more biogas.

We based the analyses of the results on two dimensions: i) Production of biomass (cover crops production of biomass, exportation of ECC biomass, main crops production of biomass), ii) Environmental impact on non-livestock systems (climate change mitigation, air quality improvement, water resource saving, reduction of groundwater eutrophication).

ECCs can be a major source of energy in France: from 17 to 115 TWh. They are indeed a lever for climate change mitigation, despite their fertilization and the associated increase in N₂O emissions, due to the substitution of fossil gas and the storage of C in the soil. However, the additional biomass production and fertilization are likely to be at the expense of air quality and water availability. They still reduce nitrate pollution but to a lesser extent than some MSCC species. As for of food production, harvest dates and species of ECC should be chosen carefully to avoid pre-emptive competition with the following crop while still producing enough biomass for biogas.

<footnote n="1">¹ AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR) — INP Toulouse, INRAE — 31326 Auzeville, France</footnote>

<footnote n="2">² Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS) — AgroParisTech, INRAE, Université Paris-Saclay — Université Paris-Saclay, 91120 Palaiseau, France</footnote>
Vegetation, climate changes and human practices
during the last 15,000 years recorded
at Lake Matese, in Italy

Mary Robles <fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Elisabetta Brugiapaglia <fnref n="2" />, Odile Peyron <fnref n="1" />, Guillemette Ménot <fnref n="3" />,
Stéphane Guédron <fnref n="4" />, Bruno Paura <fnref n="2" />, Laurent Charlet <fnref n="4" />, Sabine
Wulf <fnref n="5" />, Jacques-Louis De Beaulieu <fnref n="6" />, Sébastien Joannin <fnref n="1" />

Southern Italy is a key area to study relationships between vegetation, climate and human activities during the Lateglacial and the Holocene: (1) vegetation history is poorly documented at mid- and high elevations, (2) human impacts have been present for a long time (Neolithization started 8150 years ago), and (3) it is a transitional zone between atmospheric processes. Our study proposes to (1) evaluate the modern pollen rain in the Matese massifs, (2) reconstruct vegetation, human activities and climate changes in Southern Italy over the last 15,000 years from the sequence of Lake Matese. We used a multi-proxy approach including magnetic susceptibility, geochemistry (XRF), pollen, Non-Pollen Palynomorphs (NPPs), and molecular biomarkers (brGDGTs). Climate reconstructions are based on brGDGTs, and pollen transfer functions associated with a multi-method approach: Modern Analogue Technique, Weighted Averaging Partial Least Squares regression, Random Forest, and Boosted Regression Trees. The modern pollen rain is dominated by Mediterranean evergreen taxa at low elevation and by deciduous arboreal taxa at higher elevations, except on the Lake Matese catchment with southern exposure where Poaceae is dominant. Significant water level changes in Lake Matese are recorded with higher water level during the Lateglacial (maximum during the Younger Dryas) compared to the Late Holocene. The past vegetation record shows a large proportion of Poaceae and Artemisia during the Lateglacial with an increase in deciduous arboreal taxa during the Bølling-Allerød. The Late Holocene begins with the persistence of Poaceae and then the development of Fagus. Deciduous Quercus remains abundant throughout the sequence. The first clear evidence of human activities appears relatively recently with the emergence of Juglans and they become more intense with the appearance of cereals and Olea, while regional arboreal taxa decline. Climate reconstructions based on brGDGTs and pollen are rather consistent during the Lateglacial whereas they diverge during the Late Holocene. Our study suggests a significant impact of climate changes on vegetation dynamics and a recent impact of human activities. Moreover, the trend in water-level changes does not appear directly linked to climate change.

<footnote n="1">¹ Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM) - CNRS, EPHE Paris, IRD, Université de Montpellier, Université Paris sciences et lettres, CIRAD, INRAP - 34095 Montpellier Cedex 05, France</footnote>

<footnote n="2">² University of Molise (UNIMOL) – Campobasso, Italie</footnote>

<footnote n="3">³ Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE) - CNRS, ENS Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, Université Jean Monnet Saint-Etienne - 69622 Villeurbanne Cedex, Fance</footnote>

<footnote n="4">⁴ Institut des Sciences de la Terre (ISTerre) — CNRS, Université Savoie Chambéry, IRD, Université Grenoble Alpes, Université Gustave Eiffel — 38058 Grenoble Cedex 9, France</footnote>

<footnote n="5">5 University of Portsmouth – Winston Churchill Avenue Portsmouth PO1 2U, Royaume-Uni</footnote>

<footnote n="6">⁶ Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE) – Avignon Université, CNRS, IRD, Aix Marseille Université – Faculté St-Jérôme, 13397 Marseille Cedex, France</footnote>
CONFLITS ALIMENTAIRES DANS LES TERROIRS AGRO-PASTORAUX DU NORD-BENIN : TYPOLOGIE, ACTEURS ET MECANISMES ENDOGENES DE GESTION

Enock Mahouklo Zinho <fnref n="1" />

L'alimentation est un processus par lequel les communautés où les êtres humains se procurent, produisent, préparent, partagent, consomment et digèrent leurs aliments. Elle reste une grande priorité dans les zones rurales qui sont confrontées à l'insécurité alimentaire. En dépit des stratégies développées par les communautés locales pour faire face à cette insécurité alimentaire, des inégalités sociales qui caractérisent les pratiques alimentaires ne garantissent pas un accès équitable aux sources alimentaires et sont à la base de divers conflits. La présente étude s'est intéressée aux conflits alimentaires qui se manifestent dans les communautés agro-pastorales du nord-Bénin, dans la perspective d'analyser les formes qu'ils prennent, les acteurs impliqués, ainsi que les mécanismes endogènes de leur gestion. Les travaux de terrain ont été menés dans deux districts du nord-Bénin, notamment Nikki et Banikoara. Des données qualitatives ont été collectées à travers des entretiens individuels (102) et collectifs (07) semi-structurés et ouverts avec des femmes (56) et des hommes (46) des communautés Peulh, Bariba et Boo. En termes de résultats, on retient que : (1) les conflits autour du manger, dans le processus de production/travaux champêtres, dans la constitution et la gestion du stock alimentaire, dans la cuisine, autour du processus de services des aliments, dans la récolte, autour de compétences culinaires et autour des totems sont, entre autres, les types de conflits alimentaires observés dans les terroirs agropastoraux ; (2) les individus qui sont au cœur des conflits alimentaires (acteurs directs) et les personnes extérieures au conflit alimentaire (acteurs indirects) sont les acteurs impliqués dans la manifestation des conflits alimentaires ; (3) la gestion des conflits alimentaires se fait généralement dans les terroirs agro-pastoraux par le compromis, la conciliation et la confrontation des problèmes avec la construction d'une nouvelle réalité. La prise en compte de ces résultats de recherche permettra de réorienter les politiques dans le cadre de vie des populations pour une bonne cohésion sociale dans les zones arides du Bénin.

<footnote n="1">¹ Université de Parakou – Bénin</footnote>
7 - Ressources en eaux continentales et changement climatique
# Evaluating Water Resources in Madagascar: A Study of Evapotranspiration and Streamflow Dynamics

Rojin Alimohammad Nejad¹, Simon Carrière¹, Camille Ollivier¹, Ludovic Oudin¹

¹ Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS) — CNRS, EPHE
Paris, Sorbonne Université, Université Paris sciences et lettres — 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France

This study focuses on improving evapotranspiration (ET) estimates in Madagascar, a region characterized by limited in-situ meteorological data and highly variable climatic conditions. By integrating global gridded datasets and using a water balance approach, we assessed the performance of 12 ET products across nine catchments over the period 2000 to 2019. The datasets include remote sensing products, land surface models, and reanalysis datasets. Precipitation

(P) data from an ensemble dataset and streamflow (Q) measurements were used to validate ET estimates. The analysis revealed significant variability among ET products, with ERA5 showing the best overall performance, while MERRA-2 and GLDAS CLSM exhibited higher errors and biases. The impact of extreme weather events, particularly cyclones, was evident in the temporal patterns of ET, P, and Q, underlining the importance of selecting appropriate datasets for effective water resource management in such environments. Results from this research would guide the additional parameter refinement required for the ET estimates in order to further improve their accuracy and performance in regions with limited ET data availability.
Apport de la télédétection et de la géophysique à
l'étude de la fracturation de la boutonnière d'Ait
Abdellah (Anti Atlas occidental-Maroc) : implication
hydrogéologique

Asma Bougayou ¹, Mustapha Ikirri ¹, Ibtissam Rezouki ², Abdollah Khouz ³,⁴,⁵,
Siham Afraou ⁵, Said Boutaleb ¹, Farid Faik ¹

1 Département des sciences de la terre, Faculté des sciences — Université Ibnou Zohr — Agadir, Maroc

2 Département des sciences de la terre, Faculté des sciences — Université Moulay Ismail — Meknès, Maroc

3 Centro de Estudos Globais — Universidade Aberta — Lisbon, Portugal

⁴Institute of Geography and Spatial Planning, Centre of Geographical Studies — University of Lisbon — Lisbon, Portugal

5 Higher School of Technology Essaouira, Laboratory of Applied Sciences for the Environment and Sustainable Development (SAEDD)— Cadi Ayyad University — Marrakech, Maroc

La zone d'étude, située dans le sud-ouest du Maroc sur l'Anti-Atlas occidental, se distingue par un socle précambrien constitué principalement d'ignimbrites et de volcans sédimentaires, ainsi qu'une couverture carbonatée d'âge paléozoïque. Ces formations offrent un contexte hydrogéologique complexe, en raison de leur localisation sur des discontinuités de fracture. La cartographie des ces fractures a permis d'améliorer la compréhension structurale de la zone. Des méthodes statistiques telles que CART, LOR et AHP ont ensuite été utilisées pour identifier les zones potentielles d'eau souterraine. La précision de chaque modèle a été évaluée et validée à l'aide de la courbe ROC. Le modèle CART s'est révélé le plus précis, suivi des modèles LOR, tandis que le modèle AHP a montré une précision de 80 %. Une nouvelle carte structurale a été établie en interprétant les données géophysiques, en particulier la gravimétrie. Cette carte confirme l'existence de nombreuses failles précédemment identifiées ou supposées, ainsi que de nouvelles failles significatives, avec leurs tendances et profondeurs respectives. Les zones de forte concentration en eaux souterraines se situent généralement à proximité des principales failles et des talwegs, comme le montre la superposition des données hydrogéologiques sur la carte structurale. L'étude inclut des synthèses hydro-structurales pour caractériser les aquifères, en fournissant des détails sur leur importance, leur conductivité hydraulique et leur continuité. Les résultats obtenus, représentant l'état approximatif de la distribution des eaux souterraines dans la région d'Ait Abdellah, sont précieux pour orienter la planification future de l'exploration et de la gestion des ressources en eau souterraine dans cette zone et d'autres régions similaires.

Mots clés : Région d'Ait Abdellah, Hydrogéologie, Méthodes statistiques, Gravimétrie, Hydrostructurales, Courbe ROC.
# Évolution des interactions eaux de surface – eaux souterraines dans un contexte de changement climatique à l'échelle de la France

Lisa Baulon <fnref n="1" />, Delphine Allier <fnref n="1" />, Clara Fischer <fnref n="1" />, Jean-Baptiste Charlier <fnref n="2" />,<fnref n="3" />,
Yvan Caballero <fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Claire Magand <fnref n="4" />

Le changement climatique implique des extrêmes climatiques plus fréquents et plus intenses. Ces extrêmes climatiques que sont les sécheresses et les pluies abondantes, impactent directement les eaux souterraines et les eaux superficielles. D'une manière générale, les eaux souterraines, qui réagissent plus lentement, sont considérées comme plus résilientes aux extrêmes climatiques. Par ailleurs, le lien entre les eaux souterraines et les eaux superficielles diffère en fonction du contexte hydro(géo)logique, et ce lien peut varier dans l'espace et au cours du temps.

L'étude vise à mieux comprendre l'influence des différentes lithologies et contextes hydroclimatiques sur le lien entre les eaux souterraines et les eaux superficielles (ESO-ESU), et d'apporter des éléments de réponse sur l'évolution du lien ESO-ESU dans un contexte de changement climatique en se focalisant sur les extrêmes hydroclimatiques, en particulier les étiages. Cette étude est réalisée par une approche de screening à l'échelle nationale à l'aide de méthodes statistiques.

Dans un premier temps, une base de données regroupant des bassins versants avec des couples de stations piézométriques et hydrométriques en France a été réalisée. Les bassins versants pour lesquels une forte relation ESO-ESU semble exister (sur la base d'indicateurs hydrologiques et de corrélations croisées entre signaux) ont ensuite été sélectionnés afin de calculer les tendances à long terme. Enfin, l'évolution du lien ESO-ESU à long terme a été analysée.

Les premiers résultats de l'étude montrent, en général, une baisse conjointe des niveaux piézométriques et des débits moyens et minimums annuels. Cette baisse est plus prononcée pour les débits que la piézométrie. Certains bassins présentent tout de même des tendances piézométrie- débits non cohérentes voire opposées. Une baisse de l'intensité du lien ESO-ESU est par ailleurs observée pour les couples étudiés. Une évolution des interactions ESO-ESU semble donc avérée, dans un contexte de changement climatique. La suite des travaux consistera à analyser à l'échelle de certains bassins versants, les processus décrivant les interactions ESO/ESU, pour bien identifier les effets seuils ou les points de rupture.

<footnote n="1">1 Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) — BRGM – Orléans, France</footnote>

<footnote n="2">2 Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) — BRGM – Montpellier, France</footnote>

<footnote n="3">3 G-eau, UMR 183 – UMR G-EAU Montpellier France – Montpellier, France</footnote>

<footnote n="4">⁴ Office Français de la Biodiversité, Direction de la recherche et de l’appui scientifique – Office Français de la Biodiversité (OFB) – Nantes, France</footnote>
# Recharge et paléorecharge de l'aquifère multicouche de Beauce sous Sologne

Adrien Claveau<fnref n="1" />, Christelle Marlin<fnref n="1" />, Julie Lions<fnref n="2" />, Véronique Durand<fnref n="1" />

La dégradation quantitative et qualitative des nappes d'eau superficielles, du fait de leur surexploitation et la pollution, conduit à recherche de ressources en eau alternatives. En profondeur dans les bassins sédimentaires, les aquifères captifs et sous couverture, encore généralement à l'abri des impacts anthropiques, sont connus pour comporter d'importantes quantité d'eau, souvent de bonne qualité. En région Centre (France), l'aquifère captif des calcaires de Beauce est déjà sollicité pour l'adduction en eau potable, notamment pour l'agriculture et l'alimentation de certaines villes comme Orléans mais l'impact de son exploitation nécessite de comprendre le fonctionnement de cet aquifère pour en assurer une gestion pérenne, qualitative et quantitative. Ceci implique de (1) localiser les zones de recharge et de décharge, (2) d'identifier les transferts verticaux dans le système aquifère et (3) de modéliser l'état géochimique de la nappe.

Cette présentation concerne une synthèse de plusieurs études concernant l'état des connaissances sur la nappe de l'aquifère multicouche de Beauce sous la Sologne (Sud de la Loire). Une réinterprétation des données à partir des données de portails publiques et de données de projets a été effectuée. Il en résulte que les eaux de la nappes captive de Beauce ont des origines diverses avec un écoulement général de la nappe de l'Est vers l'Ouest avec des signatures géochimiques variables sur un petit territoire de 5000 km<fnref n="2" />.

L'étude hydrogéologique indique que la recharge s'effectue en différents endroits :

- A l'Est de la Sologne dans un secteur où l'aquifère n'affleure pas. La recharge s'y effectuerait par échange avec les Sables et Argiles de Sologne sus-jacent et/ou avec la craie (échanges verticaux et horizontaux),

- Au Sud, dans la région de Contres où une formation anticlinale fait affleurer les calcaires,

- Au Nord, en bordure de Loire où les formations quaternaires sus-jacentes sont peu épaisses. La répartition géographique des éléments majeurs et traces présente une grande hétérogénéité au sein des différents aquifères vraisemblablement causée par des échanges importants avec les formations aquifères adjacentes. Les isotopes du carbone inorganique dissous (¹³C, ¹C) montrent un vieillissement apparent des eaux allant dans le sens inverse de l'écoulement avec la présence d'eaux datant de l'Holocène (Ouest, Nord et Sud) et du Pléistocène Tardif (Est). La présence d'eau ancienne (jusqu'à 35 ka B.P.) dans la partie Est (proche de la zone de recharge) pourrait résulter d'un mélange avec l'eau de la craie située sous les calcaires de Beauce via le système de failles nord/sud de Sennely. Les isotopes stables de la molécule d'eau (²H, ¹O) mis en relation avec le temps de séjour radiocarbone confirment l'effet paléoclimatique enregistré dans la nappe des calcaires de Beauce sous Sologne. La présence d'eau ancienne, rechargée sous un climat différent de l'actuel, doit être pris en compte dans la gestion de la nappe.

<footnote n="1">¹ Géosciences Paris Saclay (GEOPS) – Université Paris-Saclay, CNRS – Université Paris Saclay, bâts. 504 & 510, 91405 Orsay Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">² Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) — BRGM – Orléans, France</footnote>
# Influence de l'océan Atlantique et de l'occupation du sol sur la qualité de la nappe profonde du Continental Terminal dans le district d'Abidjan (Côte d'Ivoire)

Armandine Doris Durand ¹, Christelle Marlin ¹, Véronique Durand ¹, Bernard Adiaffi ²,³, Elisabeth Gibert ¹, Marie-Solange Oga ²,³

1 Géosciences Paris Saclay (GEOPS) – Université Paris-Saclay, CNRS – Université Paris Saclay, bâts. 504 & 510, 91405 Orsay Cedex, France

2 Université Félix Houphouët-Boigny – 01 B.P. V 34 Abidjan, Côte d'Ivoire

3 Laboratoire des Sciences et Techniques de l'Eau et de l'Environnement (LSTEE), UFR STRM – Université Félix Houphouët-Boigny – 22 BP 582 Abidjan 22, Côte d'Ivoire

Les eaux souterraines sont soumises à de multiples contraintes naturelles et/ou anthropiques qui influent sur leur quantité (e.g. changement climatique, surexploitation) et sur leur qualité (e.g. intrusion d'eau de mer, urbanisation, déforestation et grandes plantations). Ces contraintes sont d'autant plus importantes dans les zones côtières urbanisées de faibles altitudes où s'exerce une forte pression démographique. C'est le cas du Grand Abidjan en Côte d'Ivoire, où l'aquifère du Continental Terminal (CT), à proximité de la mer, est la principale source d'approvisionnement en eau potable.

Comprendre les influences respectives des variations climatiques (passées et présentes, y compris la hausse du niveau de l'océan) et de la pression anthropique exercée sur cette nappe est une nécessité pour garantir la pérennité de la ressource dans un contexte des changements environnementaux subis par la région (réchauffement climatique, diminution de la pluviométrie, déforestation, installation de grandes cultures et augmentation significative de la démographie. Pour ce faire, il y a nécessité (1) d'avoir accès à cette nappe dans toutes ses dimensions (surface et profondeur, côtière et continentale, sous zones urbaines et agricoles) et (2) de coupler des approches hydrodynamiques et géochimiques pour en étudier les caractéristiques des eaux souterraines.

Nous présentons ici les résultats acquis en 2024 sur un réseau de 28 piézomètres allant jusqu'à 300 m de profondeur dans la nappe du CT permettant d'étudier la nappe dans ses 3D. La piézométrie actuelle de la nappe est en accord avec la topographie. Des chroniques piézométriques sont en cours d'acquisition auprès de l'organisme local de distribution d'eau potable (ONEP), mais les données disponibles (sur une période de 2 ans) ne sont pas encore suffisantes pour indiquer des tendances claires.

Du point de vue géochimique, les données de conductivités électriques acquis verticalement dans les piézomètres montrent localement une stratification géochimique de la nappe, plus minéralisée en profondeur. L'urbanisation influe clairement sur la qualité des eaux, qui se distingue de celle des zones agricoles par une minéralisation plus importante, marquées par des teneurs en nitrates plus élevées. Le pH des eaux est parmi les valeurs les plus faibles rencontrés dans des eaux souterraines en contexte non volcanique ou tectonique (pH moyen de 5.1). L'acidité des eaux est en accord avec la nature silicatée de l'aquifère, augmentée possiblement par une oxydation de sulfures. Une partie des eaux du CT est sujette à une intrusion d'eau saline comme montré par les teneurs en ¹⁸O et ²H et en chlorures. Les teneurs en ¹⁸O et ²H indiquent que la nappe du CT sous couverture du Quaternaire au sud des lagunes d'Abidjan pourrait résulter d'une recharge ancienne (effet paléoclimatique) par rapport à l'ensemble des eaux du CT libre.
# Contribution of deep soil layers to the transpiration of a temperate deciduous forest: implications for the modelling of productivity

Nicolas Delpierre<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Christophe François<fnref n="1" />, Alexandre Morfin<fnref n="1" />, Gaëlle Vincent<fnref n="1" />, Daniel Berveiller<fnref n="1" />

Climate change is imposing drier atmospheric and edaphic conditions on temperate forests. Here, we investigated how deep soil (down to 300 cm) water extraction contributed to the provision of water in the Fontainebleau-Barbeau temperate oak forest over five years, including the 2018, 2020 and 2022 record droughts. Deep water provision was key to sustain canopy transpiration during drought, with layers below 150 cm contributing up to 60% of the transpired water in August 2018, despite their very low density of fine roots. We further showed that soil databases used to parameterize ecosystem models largely underestimated the amount of water extractable from the soil by trees, due to a considerable underestimation of the tree rooting depth. The consensus database established for France gave an estimate of 207 mm for the soil water holding capacity (SWHC) at Fontainebleau-Barbeau, when our estimate based on the analysis of soil water content measurements was 1.9 times as high, reaching 390 +/- 17 mm. Running the CASTANEA forest model with the database-derived SWHC yielded a 350 gC m⁻<fnref n="2" /> y⁻<fnref n="1" /> average underestimation of annual gross primary productivity under current climate, reaching up to 700 gC m⁻²y⁻<fnref n="1" /> under climate change scenario RCP8.5. It is likely that the strong underestimation of SWHC that we show at our site is not a special case, and concerns a large number of forest sites. Thus, we argue for a generalisation of deep soil water content measurements in forests, in order to improve the estimation of SWHC and the simulation of the forest carbon cycle in the current context of climate change.

<footnote n="1">¹ Écologie Systématique et Évolution (ESE) – CNRS, AgroParisTech, Université Paris-Saclay – Université Paris-Saclay, 91405 Orsay Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">² Institut universitaire de France (IUF) – Maison des Universités 103 Boulevard Saint-Michel 75005 Paris, France</footnote>
# Effets des variations climatiques sur l'écosystème lac Fetzara (NE- Algérie)

Larbi Djabri ¹

¹ Laboratoire Ressource en Eau Développement Durable. Université Badji Mokhtar Annaba-Algérie – Algérie

Le lac Fetzara est situé à l'extrême Nord-est de l'Algérie. Il est situé entre les quatre communes de la wilaya d'Annaba, limité au Nord par la commune de Draa Erich, au Sud par Ain Berda, à l'Ouest par Berrahal et à l'Est par El Hadjar. Ce lac est considéré parmi les plus importants lacs dans ce secteur. Il est classé comme un site RAMSAR depuis 2003. Ce lac doit être protégé surtout que 17 000 oiseaux migrateurs représentant 15 espèces différentes passent chaque année par cet écosystème. Près de 8 000 des oiseaux sont des canards siffleurs et 800 sont des "Erismatures" à tête blanche (une espèce de petit canard à large bec plat et bleu). Cette richesse en faune et flore aquatiques est aujourd'hui menacée par la disparition suite au manque de précipitations qui a conduit à la diminution de la quantité des eaux alimentant ce lac et à la détérioration de sa qualité.

Les variations interannuelles des précipitations ont été décelées par des stations pluviométriques et pluviothemique entourant le lac.

Afin d'étudier l'évolution spatio-temporelle de la surface humide du lac Fetzara, une seule scène d'images Landsat 8 "p193 r34" de quatre dates différentes (novembre 2016 ; mars 2017 ; novembre 2017 et avril 2018) a été utilisée. Cette scène contient 12 bandes. On a utilisé les 6 bandes multispectrales (trois visibles et trois infrarouges) de 30 m de résolution qui sont B2, B3, B4, B5, B6 et B7 (à 30 m de résolution). Les différentes taches de SIG à savoir la cartographie, la gestion des données, l'analyse géographique, la mise à jour des données ont été effectuées à l'aide de trois applications (ArcMap, ArcCatalog et ArcToolbox) intégrées dans l'ArcGis.

Les cartes réalisées montrent une relation entre la variabilité des précipitations et la quantité d'eau dans le lac. La fluctuation de la surface d'eau entre apports et exhaures est liée aux apports s'effectuant à partir des monts entourant le lac et par les Oueds (El Mellah, El Hout et Zied) se déversant dans le lac. Ces apports assurent la pérennité du lac. Ce qui a été remarqué est que l'extension du lac change en fonction des saisons et des années (pluvieuses ou sèches). Ceci rend particulièrement le lac vulnérable vis-à-vis de la minéralisation ayant lieu en chaque saison.
# Accéder à la réserve utile du sol, une étape essentielle à l'évaluation de la vulnérabilité de nos forêts aux changements climatiques

Arsène Druel ¹, Julien Ruffault ¹, Hervé Cochard ², Miquel De Cáceres ³, Nicolas Delpierre ⁴, Nicolas Martin-Stpaul ¹

1 Écologie des Forêts Méditerranéennes (URFM) — INRAE — 84914 Avignon, France

2 Physique et Physiologie Intégratives de l'Arbre en environnement fluctuant (PIAF) — INRAE — Site INRAE Crouël, 63039 Clermont-Ferrand, France

3 Centre for Ecological Research and Applied Foretries (CREAF) – Centre for Research on Ecology and Forestry Applications (CREAF) — Cerdanyola del Vallès, Barcelona, Spain, Espagne

4 Écologie Systématique et Évolution (ESE) – CNRS, AgroParisTech, Université Paris-Saclay – Université Paris-Saclay, 91405 Orsay Cedex, France

La succession, année après année, de vagues de chaleur et de sécheresses perturbe profondément l'équilibre et la pérennité des forêts, entraînant une augmentation des risques d'incendies, de maladies ou d'invasions biologiques. De nombreuses études récentes ont identifié la rupture hydraulique comme un facteur clé dans le dépérissement des forêts. Cette rupture, causant une perte de conductance hydraulique due à l'interruption irréversible du flux de sève, peut être simulée à l'aide de modèles hydrauliques de végétation. Si les principales données nécessaires à ces modèles sont accessibles -telles que les conditions climatiques, les traits hydrauliques (comme la résistance à la cavitation du xylème et la régulation stomatique), et l'indice foliaire-, la réserve utile du sol demeure peu disponible à grande échelle. La réserve utile du sol est pourtant un des facteurs clé permettant d'estimer la vulnérabilité spatiale et temporelle des forêts aux changements climatiques. Afin d'estimer la réserve en eau du sol disponible pour les forêts, nous avons développé une méthode d'inversion de la réserve utile basée sur une hypothèse d'équilibre écohydrologique. Cette hypothèse postule que les arbres ajustent leur développement en fonction de la capacité totale en eau disponible à travers la profondeur d'enracinement, selon les conditions climatiques, les traits physiologiques et l'indice de surface foliaire, afin d'éviter une rupture hydraulique en conditions "normales" (hors sécheresses extrêmes). Nous avons ici utilisé le modèle hydraulique SurEau (Cochard et al., 2021 ; Ruffault et al., 2022) pour estimer le risque de rupture hydraulique des forêts sur les trois dernières décennies. Notre méthode d'inversion permet alors de définir la réserve utile correspondant à l'équilibre écohydrologique, définie en fonction de plusieurs critères. Nous présenterons ici cette méthode générique, applicable à grande échelle, ainsi que ses premières évaluations sur les sites forestiers ICOS (Integrated Carbon Observation System).
# Exploration des modèles d'eaux souterraines dans le bassin montagneux de Souss-Massa, Maroc : Une fusion de l'analyse fractale et des techniques d'apprentissage automatique appliquées aux données gravimétriques

Fatima Zahra Echogdali<fnref n="1" />, Said Boutaleb<fnref n="1" />, Mustapha Ikirri<fnref n="1" />, Maryem Hamidi<fnref n="2" />, Tariq Aqil<fnref n="3" />, Manal El Mekkaoui<fnref n="1" />, Abdelrahman Kamal<fnref n="4" />, Amine Bendarma⁵, Mohammed Ouchchen<fnref n="1" />, Mohamed Abioui<fnref n="1" />

Le potentiel en eaux souterraines dans le bassin montagneux de Souss-Massa (SMMB) au Maroc est identifié à l'aide d'outils géospatiaux et de données géologiques. Nous avons utilisé quatre modèles mathématiques, à savoir l'Overlay Multi-index Basé sur les Données (DMIO), la Moyenne Géométrique (GA), la Machine à Vecteurs de Support (SVM) et la Régression Logistique (LR), pour établir des modèles basés sur les données en tenant compte de neuf facteurs influents : la densité de drainage, la perméabilité, la pente, la distance aux rivières, l'altitude, la densité de linéaments, la distance aux linéaments, la densité des nœuds d'intersection et les précipitations. Sur la base de l'approche fractale Concentration-Surface (C-A), les résultats des quatre modèles ont été développés et classés en cinq niveaux de potentialité allant de très faible à très élevée. Les régions désignées comme ayant une haute et très haute potentialité par les modèles DMIO, GA, SVM et LR représentent respectivement 22,44 %, 9,80 %, 19,36 % et 26,77 % de l'ensemble du bassin.

% de l'ensemble du bassin. Nous avons validé les modèles en calculant l'aire sous la courbe ROC (AUC) pour chacun d'eux. Les valeurs d'AUC estimées dépassent 70 %, ce qui suggère que les modèles sont performants. La comparaison des performances des quatre modèles révèle que le modèle SVM surpasse les autres. Les données gravimétriques montrent que les zones potentiellement riches en eaux souterraines coïncident étroitement avec les linéaments gravimétriques. Les résultats de cette étude peuvent fournir des informations précieuses aux décideurs, leur permettant d'améliorer les processus de prise de décision et de développer une gestion holistique des ressources en eaux souterraines dans le bassin montagneux de Souss-Massa (SMMB).

Mots-clés: Eaux souterraines, Apprentissage automatique, Fractale, Bassin montagneux de Souss-Massa.

<footnote n="1">1 Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences — Ibnou Zohr University — Agadir, Maroc</footnote>

<footnote n="2">2 Laboratory of Geosciences, Water and Environment, Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences — Mohammed V University — Rabat, Maroc</footnote>

<footnote n="3">3 Department of Wildlife, Fisheries and Aquaculture, College of Forest Resources — Mississippi State University, USA</footnote>

<footnote n="4">4 Department of Geology Geophysics, College of Science — King Saud University — Riyadh, Arabie Saoudite</footnote>

<footnote n="6">6 Laboratory for Sustainable Innovation and Applied Research, Universiapolis—International University of Agadir — Agadir, Maroc</footnote>
# L'impact de l'augmentation de CO₂ dans l'atmosphère sur les tendances hydrologiques en France au cours du 21ème siècle

Peng Huang ¹, Agnès Ducharne ¹

¹ Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS) — CNRS, EPHE
Paris, Sorbonne Université, Université Paris sciences et lettres — 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France

La concentration élevée de CO₂ dans l'atmosphère a réchauffé la planète et modifié le régime des précipitations mondiales. Les études d'impact typiques qui examinent la réponse hydrologique régionale au changement climatique sont basées sur les modèles hydrologiques forcés par les projections des modèles climatiques. Cependant, les effets physiologiques du CO₂ sur les plantes, qui se manifestent par une réduction de la transpiration via la fermeture partielle des stomates des feuilles et une augmentation de la photosynthèse, sont souvent négligés dans ces études d'impact.

Ici, l'impact potentiel des effets physiologiques du CO₂ sur les tendances hydrologiques en France au cours du 21ème siècle est évalué à l'aide du land surface model (ORCHIDEE) à haute résolution validé (Huang et al., 2023). Le modèle ORCHIDEE est forcé avec 4 projections climatiques régionalisées issues de la projection d'ensemble CMIP5 sous le scénario RCP 8.5, avec lequel nous testons l'effet de deux conditions de CO₂ atmosphérique : un niveau de CO₂ constant de l'année 2005 et une augmentation de la concentration de CO₂ du RCP 8.5.

Nous constatons que les effets physiologiques du CO₂ entraînent une diminution de l'évapotranspiration et une augmentation du ruissellement total en France pour les 4 projections. Par conséquent, les effets physiologiques du CO₂ renforcent la tendance à l'augmentation des débits des cours d'eau dans les projections humides et atténuent la tendance à la diminution des débits des cours d'eau dans les projections sèches au cours du 21ème siècle. Malgré les incertitudes du modèle, notre étude confirme l'importance des effets physiologiques du CO₂ sur la disponibilité de l'eau en France dans le futur, et ce résultat est probablement valable à plus grande échelle.
Contribution des données gravimétriques à la
caractérisation structurelle de la boutonnière d'Ifni,
Anti-Atlas occidental, Maroc :
Implications hydro-géologiques

Mustapha Ikirri <fnref n="1" />, Mohammed Jaffal <fnref n="2" />, Ibtissam Rezouki <fnref n="3" />,
Fatima Zahra Echogdali <fnref n="1" />, Said Boutaleb <fnref n="1" />, Kamal Abdelrahman <fnref n="4" />, Farid Faik <fnref n="1" />,
Azzouz Kchikach <fnref n="2" />, Mohamed Abioui <fnref n="1" />,<fnref n="5" />

La région de Sidi Ifni, dans le sud-ouest du Maroc, est principalement affectée par les changement climatique et composée de roches cristallines avec une capacité de stockage d'eau souterraine limitée. Ces ressources en eau drainent surtout les zones de failles avec une forte perméabilité des fractures. L'objectif principal de cette étude est de décrire la structure géologique de la région pour optimiser les futurs emplacements de forage. Les données gravimétriques ont été traitées en utilisant diverses techniques, telles que le gradient horizontal total, la dérivée d'inclinaison et la déconvolution d'Euler, en conjonction avec l'interprétation des données géologiques pour créer une nouvelle carte structurale. Cette carte confirme la présence de nombreuses failles identifiées ou supposées auparavant et identifie de nouvelles failles significatives avec leurs tendances et profondeurs respectives. L'analyse de cette carte montre des failles majeures orientées NNE-SSW et NE-SW, tandis que les failles mineures s'orientent dans les directions E-W, NW-SE et NNW-SSE. La superposition des données hydro-géologiques avec la carte structurale révèle que les valeurs élevées de débit d'eau souterraine dans les forages sont situées à proximité des failles majeures et des talwegs. Les structures déduites du filtrage et de l'interprétation des données gravimétriques suggèrent que le système hydro-géologique de l'inlier d'Ifni est contrôlé par ses structures. Par conséquent, cette nouvelle carte structurale aidera à planifier les futures enquêtes hydro-géologiques dans cette région.

<footnote n="1">¹ Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences — Ibnou Zohr University — Agadir, Maroc</footnote>

<footnote n="2">² Georessources, Geoenvironment and Civil Engineering Laboratory, Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences and Techniques — Cadi Ayyad University — Marrakech, Maroc</footnote>

<footnote n="3">³ Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences — Moulay Ismail University — Meknes, Maroc</footnote>

<footnote n="4">⁴ Department of Geology Geophysics, College of Science — King Saud University — Riyadh, Arabie saoudite</footnote>

<footnote n="5">⁵ MARE-Marine and Environmental Sciences Centre - Sedimentary Geology Group, Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences and Technology — University of Coimbra — Coimbra, Portugal</footnote>
Cartographie du potentiel des eaux souterraines
dans une zone fracturée à l'aide de l'apprentissage
automatique et de la prospection géophysique dans
un socle cristallin de la région d'Ifni
(Anti-Atlas occidental, Maroc).

Mustapha Ikirri <fnref n="1" />, Maryem Hamidi <fnref n="2" />, Ibtissam Rezouki <fnref n="3" />, Fatima Zahra Echogdali <fnref n="1" />,
Jitendra Khatti <fnref n="4" />, Faik Farid <fnref n="1" />

La région de Sidi Ifni, située dans le sud-ouest du Maroc, est principalement composée de roches cristallines avec une capacité de stockage des eaux souterraines limitée. L'exploration et la cartographie de ces ressources en eau nécessitent l'utilisation d'outils technologiques appropriés. Dans ce contexte, cette étude vise à comparer les performances de quatre modèles d'apprentissage automatique (CART, SVM, MDA et LR) pour cartographier le potentiel des eaux souterraines en utilisant 14 facteurs de conditionnement clés. Les facteurs géologiques, ainsi que certains facteurs hydrologiques et topographiques, influencent de manière significative la productivité hydrogéologique de la zone. Les résultats ont montré que le modèle CART présentait la plus grande précision prédictive (91 %), suivi de près par les modèles LR (90 %) et SVM (80,2 %), tandis que le modèle MDA avait une précision prédictive relativement plus faible (87 %). La précision de chaque modèle a été évaluée et validée en utilisant la courbe ROC et des paramètres mesurés. De plus, cette étude intègre des informations géophysiques, notamment des profils de tomographie électrique, qui ont fourni des informations précieuses sur les caractéristiques des aquifères, y compris leur importance, leur conductivité hydraulique et leur continuité. Ces informations peuvent contribuer à soutenir la planification future pour l'exploration et la gestion des ressources en eaux souterraines dans le bassin versant de l'Oued Ifni et d'autres régions où la gestion des ressources en eau est essentielle pour la survie de la vie rurale et urbaine.

<footnote n="1">1 Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences — Ibnou Zohr University — Agadir, Maroc</footnote>

<footnote n="2">2 Laboratory of Geosciences, Water and Environment, Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences —
Mohammed V University — Rabat, Maroc</footnote>

<footnote n="3">³ Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences — Moulay Ismail University — Meknes, Maroc</footnote>

<footnote n="4">⁴ Department of Civil Engineering — Rajasthan Technical University — Kota, Rajasthan, Inde</footnote>
Impacts futurs du changement climatique sur les
ressources en eau des montagnes de
l'Atlas au Maroc

Ouaam Lahnik <fnref n="1" />, Yves Tramblay <fnref n="2" />, Lahoucine Hanich <fnref n="1" />, Redouane Lguensat <fnref n="3" />,
Aicha Ilmi Ahmed <fnref n="2" />, Benjamin Sultan <fnref n="2" />, Jafet Andersson <fnref n="4" />, Joël Dahne <fnref n="4" />

Les montagnes de l'Atlas jouent un rôle crucial dans la gestion des ressources en eau au Maroc, contribuant de manière significative à l'approvisionnement en eau potable. Dans cette étude, nous analysons les impacts futurs du changement climatique sur les ressources hydriques de cette région en utilisant les projections climatiques de 10 modèles de l'ensemble CORDEX-Afrique (CMIP5) avec le scénario RCP 8.5. Deux modèles hydrologiques, HYPE et GR4J-CemaNeige, ont été calibrés et validés pour simuler les variations futures des précipitations, de l'évapotranspiration et des débits dans 24 bassins hydrographiques des montagnes de l'Atlas. Les résultats mettent en évidence une diminution significative des débits annuels dans l'ensemble des bassins, liée à une baisse des précipitations associée à une augmentation de l'évapotranspiration, ce qui entraîne une pression accrue sur les ressources en eau dans les régions montagneuses. En outre, une hétérogénéité spatiale des impacts est observée, avec certains bassins, notamment ceux des zones les plus arides, particulièrement vulnérables aux changements projetés. Ces résultats suggèrent que, sous le scénario RCP 8.5, la disponibilité des ressources en eau dans les montagnes de l'Atlas pourrait être significativement réduite, posant des défis majeurs pour la gestion des ressources hydriques dans cette région. En conclusion, cette étude souligne l'importance de développer des stratégies d'adaptation pour une gestion durable des ressources en eau face aux impacts du changement climatique au Maroc.

Mots-clés : Changement climatique, CORDEX Afrique, RCP 8.5, Ressources en eau, Modélisation hydrologique, Montagnes de l'Atlas

<footnote n="1">1 Faculté des Sciences et Techniques Marrakech (FSTG) – 112 Boulevard Abdelkrim Al Khattabi, Guéliz Marrakech,
Maroc</footnote>

<footnote n="2">2 Observation spatiale, modèle et science impliquée (ESPACE-DEV) — Université La Réunion, IRD, Université des Antilles, Université de la Guyane, Université de Montpellier, Université de Perpignan, Université Nouvelle-Calédonie, CNES — 34093 Montpellier Cedex 05, France</footnote>

<footnote n="3">³ Laboratoire Inter-universitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) – CNRS, Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne, Université Paris Cité – 94010 Créteil, France</footnote>

<footnote n="4">⁴ Swedish Meteorological and Hydrological Institute (SMHI) – SE-601 76 Norrköping, Suède</footnote>
# Tipping points in hydrology: an inquiry into Sahelian watersheds regime shifts with a dynamical model and past climate simulations

Erwan Le Roux<fnref n="1" />, Valentin Wendling<fnref n="2" />, Geremy Panthou<fnref n="3" />, Paul-Alain Raynal<fnref n="4" />,
Abdramane Ba<fnref n="5" />, Ibrahim Bouzou Moussa<fnref n="6" />, Jean-Martial Cohard<fnref n="3" />,
Jerome Demarty<fnref n="7" />, Fabrice Gangneron<fnref n="8" />, Manuela Grippa<fnref n="8" />, Basile Hector<fnref n="3" />,
Pierre Hiernaux<fnref n="9" />, Laurent Kergoat<fnref n="8" />, A. Emmanuel Lawin<fnref n="10" />, Thierry Lebel<fnref n="3" />,
Olivier Mora<fnref n="11" />, Eric Mougin<fnref n="8" />, Caroline Pierre<fnref n="4" />, Jean-Louis Rajot<fnref n="4" />,
Jean-Pierre Vandervaere<fnref n="3" />, Christophe Peugeot<fnref n="7" />

The Sahel, the semi-arid fringe south of the Sahara, experienced severe meteorological droughts in the '70s-'80s. During these droughts, four watersheds of the Central Sahel (Gorouol, Dargol, Nakanbé, Sirba) may have experienced an hydrological regime shift leading to an increase in annual runoff coefficient (annual runoff normalized by annual precipitation).

To investigate these regime shifts, we introduce a lumped model that represents feedback between soil and hydrology at the watershed scale and annual time step using runoff coefficient as constraint for the state variable and precipitation as external forcing. For each watershed, one million sampled parametrizations of this model are run with observed precipitation as forcing; and we select an ensemble of 1000 parameterizations that best reproduce runoff coefficient observations.

For each selected parametrization, using its bistable bifurcation diagram, we define two non-asymptotic regimes: a low and a high runoff coefficient regime.

Our results show that ensembles forced with observed precipitation capture the first order dynamic of runoff coefficient, and reproduce past regime shifts. Indeed, for each watershed, most runoff coefficient trajectory of the ensemble belongs to the low regime in 1965 and to the high regime in 2014. Finally, to study the sensitivity of regime shifts to external forcing, we run each ensemble with past climate simulations of precipitation as forcing.

<footnote n="1">¹ Laboratoire des Sciences et Techniques de l'Information, de la Communication et de la Connaissance (LAB-STICC) — Université de Bretagne Occidentale, Université de Bretagne Sud, CNRS, IMT Atlantique, ENI Brest, ENSTA Bretagne — Technopôle Brest-Iroise, 29238 Brest Cedex 3, France</footnote>

<footnote n="2">² HydroSciences Montpellier (HSM) — CNRS, IRD, Université de Montpellier, IMT Mines Alès — Alès, France</footnote>

<footnote n="3">³ Institut des Géosciences de l'Environnement (IGE) — Institut polytechnique de Grenoble, CNRS, IRD, Grenoble Alpes, INRAE — 38400 Saint-Martin d'Hères, France</footnote>

<footnote n="4">⁴ Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris) — CNRS, Université Paris est Créteil Val de Marne, IRD, Sorbonne Université, INRAE, Université Paris Cité — campus de Jussieu — 75005 Paris Cedex 05, France</footnote>

<footnote n="5">⁵ Faculté des Sciences et Techniques (FST) — Université de Bamako, Mali</footnote>

<footnote n="6">⁶ Faculté de Géographie, UAM — Niger</footnote>

<footnote n="7">⁷ HydroSciences Montpellier (HSM) — CNRS, IRD, Université de Montpellier, IMT Mines Alès — Faculté de Pharmacie, 34090 Montpellier, France</footnote>

<footnote n="8">⁸ Géosciences Environnement Toulouse (GET) — CNRS, Université Toulouse 3, IRD, BRGM, CNES — 31400 Toulouse, France</footnote>

<footnote n="9">⁹ Pastoc — 30 chemin de Jouanal, 82160, Caylus, France</footnote>

<footnote n="10">¹⁰ Institut National de l'Eau (INE) — Bénin</footnote>

<footnote n="11">¹¹ Délégation à l'Expertise scientifique collective, à la Prospective et aux Études — INRAE — France</footnote>
# La nappe monte sous Nouakchott (Mauritanie): impact anthropique ou impact climatique ?

Christelle Marlin <fnref n="1" />, Valérie Plagnes <fnref n="2" />, Gaspard Dubois <fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Ahmed Salem Mohamed <fnref n="3" />, Thomas Thiebault <fnref n="2" />, Haidara Taleb Ahmed <fnref n="4" />, Christian Leduc <fnref n="5" />, Aurélie Noret <fnref n="1" />, Jeanne Riaux <fnref n="5" />

Nouakchott, capitale de la Mauritanie, le pays sahélien qui possède la plus grande bande côtière d'Afrique de l'Ouest, abrite un tiers de la population du pays et connaît une croissance démographique et urbaine exponentielle (de moins de 1 000 habitants dans un simple campement en 1950 à 1,5 million en 2023 dans une ville de 1 000 km<fnref n="2" />). Ce développement exerce une pression considérable sur l'environnement et la gestion de l'eau. Alors que la région est particulièrement aride (P < 100 mm/an), et que la baisse des précipitations a déjà entraîné une diminution des apports en eau douce et une augmentation de la salinité des eaux, la piézométrie de la nappe de Nouakchott, contenue dans des formations quaternaires et du continental terminal, est en hausse. Elle atteint aujourd'hui le niveau du sol dans plusieurs quartiers de la ville, provoquant d'importantes perturbations environnementales, sanitaires et sociales. Cette nappe est naturellement très minéralisée en raison de la proximité de l'océan (actuel et/ou passé), de la présence de dépôts salés dans la plaine (anciennes sebkhas) et d'une évaporation intense. Avec ou sans les changements climatiques, la ville de Nouakchott est ainsi menacée par la submersion et ce par de l'eau saumâtre et des saumures, ce qui est déjà visible dans plusieurs quartiers. Ce risque d'inondation est associé au cumul de facteurs naturels et anthropiques qu'il est difficile de distinguer. Parmi les facteurs naturels, on peut citer la proximité de l'Océan Atlantique, la faible altitude du terrain et la présence de formations géologiques imperméables (argiles, évaporites). Les facteurs anthropiques sont l'extraction de matériaux (abaissement topographique) pour la construction de la ville, l'existence de fuites dans le réseau d'approvisionnement en eau potable (provenant du fleuve Sénégal du projet Aftout es Saheli) et l'augmentation des rejets d'eaux usées dans le sous-sol (absence d'un réseau d'assainissement généralisé) en lien avec l'essor démographique. Cet apport d'eau " douce " du fleuve conduit à la présence d'eaux souterraines moins minéralisées dans certaines zones. Dans cette présentation, en croisant les données hydrogéologiques et géochimiques (éléments majeurs, traces, contaminants organiques, isotopes stables de la molécule d'eau), nous discuterons de l'origine de cette hausse piézométrique au regard des types chimiques des eaux souterraines sous Nouakchott, et tenterons de donner des indicateurs d'évolution (quantité, qualité) pour le futur.

<footnote n="1">1 Géosciences Paris Saclay (GEOPS) – Université Paris-Saclay, CNRS – Université Paris Saclay, bâts. 504 & 510, 91405 Orsay Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">2 Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS) — CNRS, EPHE Paris, Sorbonne Université, Université Paris sciences et lettres — 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France</footnote>

<footnote n="3">3 Ecole supérieure Polytechnique (ESP) – Nouakchott, Mauritanie</footnote>

<footnote n="4">4 Université de Nouakchott – Mauritanie</footnote>

<footnote n="5">5 Gestion de l'eau, acteurs et usages (G-EAU) — AgroParisTech, IRD, CIRAD, INRAE, BRGM, Institut Agro, CIHEAM — 34196 Montpellier Cedex 5, France</footnote>
# Analyse de la variabilité hydroclimatique dans le bassin de la Moyenne Vallée du fleuve Sénégal

Ephigénie Mackane Madioune ¹,², Awa Niang Fall ¹,², Waly Faye ¹,²,
Nathalie Pottier ², Honoré Dacosta ¹

¹ Université Cheikh Anta Diop de Dakar (UCAD) – BP 5005 Dakar-Fann, Sénégal

² Unité Mixte Internationale Soutenabilité et Résilience (UMI SOURCE) – Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines – 47 Boulevard Vauban, 78280 Guyancourt, France

Dans un contexte de changement climatique, de pollution et de surexploitation des ressources en eau dans la moyenne vallée du fleuve Sénégal, l'analyse spatio temporelle de la variabilité hydroclimatique reste pour l'heure un défi méthodologique. En effet, la dynamique de l'hydrosystème est affectée, ces dernières décennies, par la célité des contrastes saisonniers. Des manifestations globales ayant traits aux températures, aux précipitations, à la sécheresse ont été décelées, mais les variations pluviométriques restent les plus manifestes. Elles se traduisent, d'une part, par un déficit extrême de ressources en eaux souterraines et de surface et d'autre part, par une augmentation des écoulements au Sahel, du fait de la dégradation des états de surface, et ce malgré la baisse des pluies, sans oublier la recrudescence des risques hydroclimatiques extrêmes aux conséquences dramatiques. L'objectif de cette recherche est d'analyser les impacts de la variabilité spatio-temporelle des précipitations sur les ressources en eau de la Moyenne vallée du fleuve Sénégal de 1950 à 2022. Cela implique d'évaluer les extrêmes hydropluviométriques d'avant et après barrages. Pour y parvenir, nous avons exploité les données hydroclimatiques à l'aide de méthodes d'analyses statistiques et de la modélisation pluie-débit. Les résultats de l'analyse des séries chronologiques des pluies montrent une variabilité inter annuelle des précipitations avec une succession d'années déficitaires et d'années excédentaires. L'analyse des débits met en évidence une augmentation des écoulements et cela, malgré la baisse des précipitations. Mots clés : Analyse, variabilité hydroclimatique, Moyenne vallée du fleuve Sénégal, ressource en eau, impact.
# Construction de scénarios climatiques synthétiques basés sur la classification de Köppen-Geiger compatibles pour une modélisation de la dynamique lacustre

Ahmed Naceur Mama¹, Benoit Chauveau¹, Arnaud Pujol¹

¹ IFP Energies nouvelles (IFPEN) — IFPEN — 92852 Rueil-Malmaison, France

Dans un contexte de changement climatique rapide, plusieurs environnements doivent être surveillés avec attention. Le système lacustre est particulièrement concerné puisqu'il représente une partie de notre réserve d'eau douce facilement accessible. Savoir comment un lac va réagir à un forçage climatique est parfois difficile en raison de la complexité des processus mis en jeu dans le contrôle de la qualité de l'eau. Les modèles numériques apportent une solution pour aborder ce problème. Il devient alors envisageable de déployer de telles stratégies, soit pour mieux comprendre la dynamique des paléo-lacs, soit pour prédire la dynamique des lacs actuels dans une perspective pluri-décennale en lien avec un scénario d'évolution climatique plausible. Cela dit, même si l'on dispose de données très complètes pour étudier la dynamique des lacs actuels, il peut être difficile de construire des scénarios climatiques réalistes avec peu de données. Pour pallier ce manque de données, nous proposons de nous appuyer sur la classification climatique de Köppen-Geiger pour construire des scénarios climatiques synthétiques. La classification de Köppen-Geiger est basée sur des notions moyennes de température et de précipitations, mais ne considère pas explicitement d'autres paramètres indispensables pour une modélisation lacustres que sont la radiation solaire, l'humidité relative, la vitesse du vent ou encore la couverture nuageuse. En s'appuyant sur la base de données du projet POWER (Prediction Of Worldwide Energy Resources) de la NASA, nous avons construit des scénarios climatiques représentant les variations annuelles de l'ensemble des variables d'intérêt. La considération de ces variables sous forme de courbes annuelles nous a parfois contraint à définir des sous-classes climatiques aux classes de Köppen-Geiger. Ensuite, nous avons cherché à illustrer la pertinence de cette approche en modélisant le régime de stratification d'un lac donné soumis au scénario climatique synthétique propre à sa zone géographique. Le lac Mendota (Etats-Unis) a été choisi, ayant préalablement fait l'objet d'une étude GLM (General Lake Model, un modèle 1D vertical de dynamique lacustre) à partir des véritables données climatiques (Ladwig et al., 2021). Les résultats montrent que l'état stationnaire atteint à l'aide d'une simulation multi-annuelle utilisant le scénario climatique synthétique est proche du régime moyen annuel obtenu à partir des données réelles.
Variabilité climatique et dynamique des sols salés
dans les zones insulaires et estuariennes : relation et
impact de la salinisation sur la qualité des ressources
en eau douce dans le delta du Saloum (Sénégal).

Mouhamadou Mansour Nguirane ¹, Coura Kane ², Faye Waly ¹, Nathalie Pottier ³,
Abdoulaye Faty ⁴, Birane Cisse ⁴, Awa Fall Niang ⁴, Alioune Kane ⁵

1 Université Cheikh Anta Diop de Dakar - Rectorat, BP 5005 Dakar-fann, Sénégal

2 Université Alioune Diop de Bambey - Route de Diourbel BP 30, Bambey, Sénégal

3 Centre d'Études sur la mondialisation, les conflits, les territoires et les vulnérabilités (Cemotev) – Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - UFR des sciences sociales, 78280 Guyancourt Cedex, France

4 Université Cheikh Anta Diop de Dakar - Dakar, Sénégal

5 Unité mixte internationale Résiliences (UMI RESILIENCES) – Université Cheikh Anta Diop de Dakar, IRD – 18524 Dakar, Sénégal

Le delta du Saloum, situé dans la région de Fatick au Sénégal, est un écosystème unique caractérisé par une dynamique complexe des sols salés. Cette région est particulièrement vulnérable aux variations climatiques et aux activités anthropiques, ce qui a conduit à une salinisation croissante des sols. Dans le bassin du Sine-Saloum, les déficits pluviométriques enregistrés au cours de la sécheresse des années 1970-1980 ont été de plus de 30 % dans la zone estuarienne et de 15 % dans le haut bassin. Cette dégradation climatique a entraîné un assèchement des eaux superficielles, un abaissement des nappes et l'envahissement des basses vallées par des intrusions d'eaux océaniques. L'extension des sols salés s'accompagne d'une avancée du biseau salé qui affecte les nappes phréatiques, essentielles pour les populations locales. Cette situation, associée à la surexploitation et à la mauvaise gestion des ouvrages hydrauliques, accentue les problèmes d'accès à l'eau potable.

Cette recherche vise à analyser l'impact de la dynamique des terres salées (tanns) sur les ressources en eau douce dans la zone du Saloum. Pour ce faire, en plus de l'analyse des données climatiques et hydrauliques, nous avons effectué des mesures in-situ de la qualité de l'eau sur un réseau de 35 puits à l'aide du multiparamètre Consort C6010. Les paramètres mesurés dans les échantillons d'eau et de sols incluent le pH, la conductivité électrique, la salinité et le Total Dissous de Solide (TDS). Nous avons à l'aide de la télédetection, effectué le traitement des images satellitaires multi-dates de 1982, 1992, 2012 et 2022. Ce travail nous a permis de déterminer la dynamique de l'occupation des sols validée par des vérifications de terrain. De plus, nous avons réalisé des enquêtes auprès des ménages et des entretiens avec les gestionnaires de l'eau. Les résultats mettent en évidence une relation intrinsèque entre la variabilité pluviométrique, l'extension des tanns et la dégradation de la qualité des nappes superficielles. Toutefois, des taux de salinité élevés sont observés dans les puits situés à côté des tanns et les zones à fortes intrusions d'eaux océaniques. Par ailleurs, on note une forte résilience des communautés qui ont développé des stratégies d'adaptation ingénieuses permettant de restaurer les terres dégradées et de préserver les ressources hydriques de la région.

Mots clés : Delta du Saloum, terres salés (tanns), qualité eau, résilience, télédetection
# Quantification des ressources en eau dans un contexte de changement climatique par simulation-optimisation multi-objectif sous incertitude

Alexandre Pryet<fnref n="1" />, Marc Saltel<fnref n="2" />, Etienne Buscarlet<fnref n="2" />, Jean-Pierre Vergnes<fnref n="2" />, Noémie Neverre<fnref n="2" />, Cabaret Olivier<fnref n="2" />

A l'échelle des bassins versants, les scénarios de prélèvement " durables " doivent permettre d'assurer la satisfaction de l'ensemble des bénéficiaires de la ressource, qu'ils soient humains ou naturels. Cette planification nécessite une anticipation sur plusieurs décennies, au cours desquelles les effets du changement climatique doivent être considérés. Les modèles hydrogéologiques couplés surface-subsurface peuvent être utilisés pour simuler la réponse d'un bassin versant à différentes sollicitations (prélèvements en aquifère ou en rivière) avec de multiples scénarios climatiques. Associés à des algorithmes d'optimisation, ils permettent d'explorer les compromis entre prélèvements et impacts.

La mise en œuvre d'une approche de simulation-optimisation sous incertitude est illustrée dans un bassin versant agricole de 600 km<fnref n="2" /> situé dans le sud-ouest de la France. Un modèle d'écoulement couplé surface-subsurface à base physique (Marthe) a été mis en place. Ses paramètres ont été ajustés par calage d'historique avec une méthode d'ensemble. L'analyse des projections climatiques régionalisées issues du projet Explore2 a permis d'engager une approche comparative des conditions climatiques actuelles et futures sur ce bassin versant. Un algorithme d'optimisation évolutionnaire (NSGA-II) a ensuite été mis en œuvre avec deux objectifs : la maximisation des pompages (rivière et aquifère) et la minimisation du déficit d'écoulement des rivières. Des contraintes ont été imposées sur les niveaux en nappe afin d'éviter un rabattement excessif et le dénoyage des aquifères captifs.

Les résultats soulignent la résilience de la recharge des aquifères, et par conséquent du volume prélevable en nappe et en rivière sur les scénarios futurs. Cependant, les conditions sèches et humides sont susceptibles d'être exacerbées, ce qui pourrait accentuer l'écart entre ressource " disponible " et demande en eau agricole. L'approche de simulation-optimisation permet une quantification rationnelle du débit d'exploitation durable et une exploration plus large des stratégies de pompage. Cet effort doit s'inscrire dans une démarche itérative et évolutive avec les acteurs de la gestion de la ressource en eau sur le territoire.

<footnote n="1">¹ Environnement, et Paléoenvironnement Océaniques et Continentaux (EPOC) – CNRS, Université de Bordeaux, Bordeaux INP, EPHE Paris, Université Paris sciences et lettres – 33615 Pessac Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">² Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), France</footnote>
8 - Biominéralisation et changement(s) climatique(s)
# Impacts du changement climatique sur la calcification de l'ormeau Européen *Haliotis tuberculata*

Stéphanie Auzoux Bordenave <fnref n="1" />, Justine Fouassier <fnref n="2" />, Aïcha Badou <fnref n="3" />,
Philippe Dubois <fnref n="4" />, Sophie Martin <fnref n="5" />, Sabine Roussel <fnref n="2" />

L'accumulation d'importantes quantités de CO₂ dans les océans entraîne la diminution du pH océanique, phénomène appelé 'acidification des océans' (AO) ainsi que des perturbations dans la chimie des carbonates. Ces modifications affectent les organismes calcifiants notamment les mollusques qui dépendent des carbonates pour former leur coquille en carbonate de calcium (CaCO₃). L'ormeau européen Haliotis tuberculata est une espèce naturellement présente sur le littoral breton qui représente une importante ressource économique pour la pêche et l'aquaculture. Ce gastéropode est un bon modèle pour étudier les impacts de l'acidification océanique car il possède une coquille en aragonite, une forme de CaCO₃ très sensible à l'acidification. En milieu naturel, la diminution du pH se conjugue notamment avec l'élévation de la température, un facteur qui pourrait moduler les effets de l'acidification.

Les effets de deux scénarios climatiques sur la calcification de l'ormeau ont été examinés au cours de plusieurs expérimentations en laboratoire grâce une approche multi-paramètres combinant des techniques de morphométrie, de microscopie et de biomécanique. Les effets de l'acidification seule ont été évalués sur les coquilles à différents stades de vie (adultes, larves, juvéniles) en exposant les ormeaux à une diminution du pH correspondant à différents scénarios prévus pour 2100 (-0,2 à -0,4 unité pH). Chez les larves, nos résultats ont montré que l'AO entrainait des anomalies du développement et de la formation de la coquille. Chez les juvéniles et les adultes, une diminution de 0,3 unité pH entraine des altérations dans la structure de la coquille et une réduction de la force de fracture, ce qui indique une fragilisation de la coquille. Cette fragilité de la coquille impliquerait une plus grande vulnérabilité des ormeaux en condition d'acidification.

Les effets combinés de l'AO et du réchauffement ont été étudiés dans le cadre d'une expérimentation menée en 2024 dans le cadre du projet GENORMALG (Océanopolis Brest). Des ormeaux de 18 mois ont été exposés pendant 7 mois à deux scénarios climatiques en milieu contrôlé : scénario 2024 (pH ambiant * T°C ambiante locale) et scénario 2100 (pH ambiant – 0.3 unité * T°C locale + 2,6°C) en association ou non avec des macroalgues. Les valeurs de pH et de température ont été ajustées quotidiennement afin de reproduire la variabilité journalière et saisonnière de l'environnement naturel de l'ormeau. Le traitement avec les macroalgues avait pour objectif d'évaluer le potentiel de bioremédiation des algues qui captent une partie du CO₂ lors de la photosynthèse.

Les résultats préliminaires montrent que la croissance coquillière augmente au cours du cycle

<footnote n="1">1 Biologie des organismes et écosystèmes aquatiques (BOREA) — CNRS, MNHN, IRD, Sorbonne Université, Université de Caen Normandie, Université des Antilles — 75231 Paris Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">2 Laboratoire des sciences de l'environnement marin (LEMAR) — Université de Brest, IRD, IFREMER, CNRS — 29280 Plouzané, France</footnote>

<footnote n="3">3 Direction générale déléguée à la recherche, à l'expertise, à la valorisation et à l'enseignement-formation (MNHN - DGD REVE) -MNHN - 29900 Concarneau, France</footnote>

<footnote n="4">4 Université libre de Bruxelles - Avenue Franklin Roosevelt 50, 1050 Bruxelles, Belgique</footnote>

<footnote n="5">5 Adaptation et diversité en milieu marin (ADMM) - CNRS, Sorbonne Université -29682 Roscoff Cedex, France</footnote>
saisonnier (hiver à été) avec une meilleure croissance observée pour le scénario 2100 en présence d'algues par rapport aux trois autres traitements expérimentaux. Ces premiers résultats suggèrent qu'à l'horizon 2100, la présence des algues pourrait atténuer les effets négatifs de l'acidification océanique sur la croissance des animaux. Des analyses complémentaires de biomécanique et de microstructure de la coquille sont en cours afin de confirmer cette hypothèse. Ces travaux permettent de mieux comprendre les réponses des organismes calcifiants face au changement climatique.
# Future evolution of coral reef carbonate production from a global climate-coral reef coupled model

Nathaelle Bouttes¹, Lester Kwiatkowski², Elodie Bougeot¹, Manon Berger³, Victor Brovkin⁴, Guy Munhoven⁵

1 Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines — Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France

2 Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN) — Sorbonne Université, CNRS, MNHN, IRD — 4 place Jussieu - 75252 Paris Cedex 05, France

3 Laboratoire de météorologie dynamique (LMD) — CNRS, ENS Paris, École Polytechnique, Sorbonne Université, Institut polytechnique de Paris, Université Paris sciences et lettres, École des Ponts ParisTech — 91128 Palaiseau Cedex, France

4 Max Planck Institute for Meteorology — Hamburg, 20146, Allemagne

5 Département d'Astrophysique, de Géophysique et d'Océanographie — Université de Liège — 4000 Liège, Belgique

Coral reefs are currently under threat due to climate change and ocean acidification. However, future atmospheric CO₂ levels, climate change and associated impacts on coral reefs remain uncertain. Critically, corals not only respond to atmospheric and climatic conditions but modify them. The calcification of corals modifies the concentration of dissolved inorganic carbon and total alkalinity in the upper ocean, impacting air-sea gas exchange, atmospheric CO₂ concentrations, and ultimately climate. These feedbacks between atmospheric conditions and coral biogeochemistry can only be accounted for with a coupled coral-carbon-climate model. To simulate coral-mediated climate-carbon interactions, we have implemented a coral reef calcification module into the iLOVECLIM Earth system model of intermediate complexity. After tuning, the model simulates the presence of coral reefs and regional-to-global carbonate production values in good agreement with data-based estimates. We have used this new coupled model to project future changes in coral reef carbonate production. The use of a computationally efficient intermediate complexity model allows us to cover a large range of possible futures that encompass different emissions scenarios (SSPs), climate sensitivities (hence different levels of warming) as well as the possibility of coral reefs adapting to higher SSTs which would reduce the risk of bleaching. We found a high sensitivity of the simulations to the ability of corals to adapt to thermal changes and to climate sensitivity, with the possibility of 20 to 100% coral extinction in scenario SSP1-2.6 depending on these parameters. This highlights the importance of improving the constraints on these factors in models and observations.
Les microbialites, des écosystèmes
biominéralisateurs possiblement impactés par la
crise climatique

Jeanne Caumartin <fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Karim Benzerara <fnref n="1" />, Elodie Duprat <fnref n="1" />, Robin Havas <fnref n="3" />,<fnref n="4" />,
Christophe Thomazo <fnref n="5" />,<fnref n="3" />, Neha Mehta <fnref n="1" />, Ana Gutiérrez-Preciado <fnref n="2" />,
Miguel Iniesto <fnref n="2" />, Paola Bertolino <fnref n="2" />, Maria Ciobanu <fnref n="2" />, Luis Carlos Colocho Hurtarte <fnref n="6" />,
Marine Cotte <fnref n="7" />,<fnref n="8" />, David Moreira <fnref n="2" />, Purificación Lopez-Garcia <fnref n="2" />

La crise climatique actuelle ainsi que les activités anthropiques impactent drastiquement les conditions physico-chimiques des systèmes lacustres comme la température et le pH, la con- centration d'éléments majeurs dont le calcium (e.g. Weyhenmeyer et al., 2019), ou encore la dynamique des colonnes d'eau et des populations du phytoplancton induisant le développement de zones anoxiques. Parmi les systèmes biominéralisateurs dont le fonctionnement pourrait ainsi être fortement influencé par de tels changements mais dont l'étude reste marginale dans ce cadre, on trouve les microbialites. Les microbialites sont des roches carbonatées formées par des communautés microbiennes benthiques (Burne et Moore, 1987). Elles ont reçu une attention particulière, notamment parce que les plus anciennes, sous forme fossile, sont datées jusqu'à ~3,5 Ga et comptent parmi les plus anciennes traces de vie non-ambigües connues sur Terre. Les microbialites sont ainsi d'une part des écosystèmes particuliers se développant dans une diversité d'environnements sur la Terre actuelle mais aussi d'autre part des archives paléobiologiques fournissant des informations sur les biogéochimies des environnements passés et leurs évolutions au cours du temps.

Malgré cela, leurs conditions et processus de formation sont encore peu compris. Pourtant, une meilleure compréhension serait susceptible de nous informer sur leur possible fragilité et devenir dans le contexte de la crise climatique actuelle.

Au cours de ma thèse, j'ai mis en place une base de données recensant un grand nombre des microbialites actuelles connues. L'analyse statistique a montré que les eaux où se forment les microbialites sont systématiquement très sursaturées vis-à-vis de la calcite et pour la plupart saturées vis-à-vis de phases carbonatées précurseurs comme les carbonates de calcium amorphes (Caumartin et al., 2023). Ceci suggère que de telles conditions de saturation pourraient être nécessaires à la biominéralisation de ces écosystèmes et que les changements environnementaux impactant les

<footnote n="1">¹ Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (IMPMC) — CNRS, MNHN, Sorbonne Université, IRD — 75252 Paris Cedex 05, France</footnote>

<footnote n="2">² Écologie Systématique et Évolution (ESE) – CNRS, AgroParisTech, Université Paris-Saclay – Université Paris-Saclay, 91405 Orsay Cedex, France</footnote>

<footnote n="3">³ Biogéosciences – Université Bourgogne Dijon, EPHE Paris, Université Bourgogne Franche-Comté, CNRS, Université Paris sciences et lettres, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement – 21000 Dijon, France</footnote>

<footnote n="4">4 Environnement, et Paléoenvironnement Océaniques et Continentaux (EPOC) – CNRS, Université de Bordeaux, Bordeaux INP, EPHE Paris, Université Paris sciences et lettres – 33615 Pessac Cedex, France</footnote>

<footnote n="5">5 Institut universitaire de France – Université Bougogne Franche-Comté – France</footnote>

<footnote n="6">6 Diamond Light Source Ltd., Didcot, Oxfordshire – Royaume-Uni</footnote>

<footnote n="7">⁷ European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) – 71 Avenue des Martyrs, 38000 Grenoble, France</footnote>

<footnote n="8">⁸ Laboratoire d'archéologie moléculaire et structurale (LAMS) — CNRS, Sorbonne Université — 4 place Jussieu, 75005 Paris, France</footnote>
paramètres physico-chimiques concernés pourraient ainsi profondément modifier leur fonctionnement. De plus, nous avons étudié des microbialites actuelles découvertes dans des zones profondes saisonnièrement anoxiques du lac alcalin Alchichica (Mexique) en couplant des analyses minéralogiques, géochimiques et de la diversité microbienne. Nous avons montré une relative résilience de ces écosystèmes dans ces conditions avec d'une part une minéralogie globalement inchangée et d'autre part une conservation des taxons par rapport aux conditions en permanence oxiques, malgré des fluctuations relatives d'abondances taxonomiques identifiées par metabarcoding. Au final, ces travaux ouvrent une série de questions sur le devenir, dans le cadre des changements globaux, de ces systèmes microbiens importants vis-à-vis de notre bio-géo-patrimoine mais aussi potentiellement pour les cycles géochimiques locaux du carbone (Havas et al., 2023).
ANR project COR-Resilience : Investigating tropical
CORal Resilience to global/local changes
over the last centuries: biogeochemical
observations and modelling

Eric Douville ¹

¹ Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines – Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France

Initiated by experimental researchers and climate and biogeochemical modellers from LSCE, LOV, LOCEAN, EPOC and CSM, the ANR program COR-Resilience aims at reconstructing, quantifying and evaluating past, present and future impacts of anthropogenically-driven climate change (ocean acidification & global warming), and local stressors (e.g. heavy metals, nutrients) on the calcification and growth mechanisms of two of the main reef-building coral genera (Porites and Diploastrea) found in the Indo-Pacific region, and their associated microboring flora. To achieve this objective, the project applies a combined "biogeochemical data – modelling" approach and reconstructs long-term key environmental parameters over the 2-5 last centuries based on coral geochemistry. Decadal to centennial scale records of past seawater temperature, carbonate chemistry and heavy metal concentration will be reconstructed and compared with the temporal variability of the microboring flora and the skeletal growth parameters to improve predictions of coral calcification and growth responses to natural and human-induced environmental changes. Such comparisons are rare given that they require a large effort in collecting multiple information on coral growth parameters, dynamics of skeletal colonization by microborers and geochemical proxies. The project working hypothesis is that coral growth and skeletal macro and micro- structures are not directly affected by the ambient seawater parameters, but by the direct influence of abiotic/biotic factors on the chemistry of the calcifying fluid from which aragonite precipitates and potentially on the abundance of microboring flora. The main purpose of COR-Resilience project is to provide: i - a full characterization of the present-day and past variability of the carbonate chemistry within the extracellular calcifying fluid of several colonies of Porites and Diploastrea from the Indo-Pacific region. Coral geochemistry will be also used to reconstruct the long-term SST variability and heavy metal contents of the ambient seawater; ii - a "data – model" comparison of the seawater carbonate chemistry and SST changes over the last centuries; iii- a comprehensive evaluation of the effects of multiple stressors on the growth mechanisms of two of the main reef-building coral genera (Porites and Diploastrea), using both field and cultured specimens. To achieve these goals, the COR-Resilience concorsium has access to high quality ambient environmental data acquired during recent oceanographic cruises and field campaigns (TARA-Pacific, 2016-2018 and TAAF CLIM-Eparses, 2019), as well as a unique collection of long coral cores. COR-Resilience is scientifically innovative because it will combine a diverse set of established and emerging geochemical proxies (δ¹⁸O, δ¹³C, δ¹¹B, B/Ca, Sr/Ca, Li/Mg, etc.) with the analysis of coral growth parameters (e.g. density) using advanced X-Ray Computed Tomography (XCT & µCT) at various scales (from core size to micrometer). To illustrate methodology used and expected results during the project and based on Marine Canesi's doctoral works published recently (Canesi et al. 2024; https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168552), the impacts of natural long-term exposure to low-pH seawater on the chemical regulation and growth of reef-building Porites collected from Palau Archipelago will be presented and discussed.
# Past microbial activity as a tracer of African Humid Periods' hydrological variability during MIS 5 and MIS 1 in the northern East African Rift System

Carlo Mologni¹, Nathalie Vigier², Isabelle Couchoud³, Hsun-Ming Hu⁴, Chuan-Chou Shen⁴, Marie Revel¹, Christophe Renac¹, Lamya Khalidi⁵, Guillemette Menot⁶, Véronique Michel⁵

1 Géoazur — CNRS, Observatoire de la Côte d'Azur Nice, IRD, Université Côte d'Azur — 06560 Valbonne, France

2 Institut de la Mer de Villefranche (IMEV) — CNRS, Sorbonne Université — 06234 Villefranche-sur-Mer, France

3 Environnements, Dynamiques et Territoires de la Montagne (EDYTEM) — CNRS, Université Savoie Chambéry, Ministère de la Culture — 73376 Le Bourget du Lac Cedex, France

4 High-Precision Mass Spectrometry and Environment Change Laboratory (HISPEC) — National Taiwan University — Taipei 10617, Taiwan, ROC, Taiwan

5 Culture et Environnements, Préhistoire, Antiquité, Moyen-Age (CEPAM) — CNRS, Université Nice Côte d'Azur — Pôle universitaire Saint-Jean-d'Angély - 06357 Nice Cedex 4, France

6 Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE) — CNRS, ENS Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, Université Jean Monnet Saint-Etienne — 69622 Villeurbanne Cedex, France

The East African Rift System (EARS) preserves several key geological sequences recording regional- to global-scale climatic processes. Long and continuous archives, such as lake sediments, were used to track precipitation intensities or air mass displacements over the continent, providing a large-scale overview of climatic processes.

This paper focuses on overlooked lacustrine biomineralization products from East African lakes: microbialites. Resulting from the precipitation of micritic/sparitic laminae from cyanobacteria microbial activity, such bioaccumulations record changes in lacustrine hydrological patterns through the time (Cohen et al., 1997). Here, we present the results of a multi-proxy study (microscopy, elemental geochemistry, lithium, oxygen and carbon stable isotopes and U-Th with ¹⁴C dating) of past and present microbialites from the Lake Abhe basin (Ethiopia), revealing two major lake transgressions during the MIS5 and MIS1, associated to African Humid Periods and to changes in regional precipitations. Changes in water chemistry and in microbial patterns was likely determined by water inputs/evaporation balance and transient fluvial interconnectivity (overflows) with contiguous basins. Extensive geomorphological surveys for reconstructing lake level fluctuations and tectonic deformations (Mologni et al., 2021), combined with the study of present-day of δ¹⁸Orunoff /δ¹⁸Olake waters and δ¹⁸Omicrobialite, allow us to propose evaporation/inputs balance and close/open lake system models during the investigated periods. Three major isotopic shifts at the end of MIS5 (between ~100 – ~77 ka BP) suggest a hydrological instability towards the MIS4 drying of Lake Abhe. Correlation and anticorrelation of δ¹⁸Omicrobialite and δ¹³Cmicrobialite indicate an alternating open/close lake system at this period. Lithium isotopy values (δ7Li) suggest an increase of silicate weathering or a detrital discharge (source effect) in concomitance of high waters inputs periods. During the Holocene (~10 - ~4.5 Ka cal BP), changes in water chemistry are likely linked to shifts of the lake overflowing system and a change in water inputs/evaporation intensity occurred at ~10, ~8 and ~4.5 ka BP.

We highlight direct (precipitations) and indirect (e.g. transient overflows) effects of climate change on one of the greatest lacustrine basin into the Afar Region (Ethiopia). This study offers new and original insights on the understanding of the impact of climate variability on regional hydro-systems in the northern EARS region, which still suffers from low spatial and temporal resolution of climate studies,
particularly regarding the MIS5.

Cohen, A.S., Talbot, M.R., Awramik, S.M., Dettman, D.L., Abell, P., 1997. Lake level and paleoenvironmental history of Lake Tanganyika, Africa, as inferred from late Holocene and modern stromatolites. Geological Society of America Bulletin 18.

Mologni, C., Bruxelles, L., Schuster, M., Davtian, G., Ménard, C., Orange, F., Doubre, C., Cauliez, J., Taezaz, H.B., Revel, M., Khalidi, L., 2021. Holocene East African monsoonal variations recorded in wave-dominated clastic paleo-shorelines of Lake Abhe, Central Afar region (Ethiopia & Djibouti). Geomorphology 391, 107896.
https://doi.org/10.1016/j geomorph.2021.107896
# Variations ponctuelles des paramètres de biominéralisation dans des organismes carbonatés marins

Guillaume Paris¹, Claire Rollion-Bard²

1 Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CRPG) — CNRS, Université de Lorraine — 54501 Vandoeuvre les Nancy Cedex, France

2 Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines — Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France

L'étude des archives sédimentaires permet de comprendre l'évolution du climat au cours de l'histoire de notre planète, mais également d'appréhender les conséquences des perturbations environnementales liées à l'activité humaine, notamment certaines des conséquences de l'augmentation de la teneur en CO₂ de l'atmosphère : réchauffement climatique et acidification de l'océan. Les conditions paléoenvironnementales sont reconstruites à partir de différentes informations contenues dans les sédiments parmi lesquels les carbonates biogéniques sédimentaires et leur composition chimique représentent une source d'information privilégiée pour la reconstruction des climats anciens.

Un des principaux obstacles à l'utilisation des traceurs géochimiques est les processus de biominéralisation impliqués lors de la précipitation des biocarbonates. Ceux-ci interfèrent souvent avec l'enregistrement des traceurs environnementaux. Cette interférence, appelée effet vital (Urey et al, 1951), correspond à la différence entre la signature géochimique attendue pour un carbonate inorganique à l'équilibre avec l'eau de mer environnante et celle obtenue pour un carbonate biogénique. Cet effet résulte à la fois de processus biologiques comme le transport actif d'ions par des protéines transmembranaires (ex. pompe Ca²⁺/H⁺), mais aussi de processus purement thermodynamiques comme les effets cinétiques liés aux vitesses de précipitation. Pour pouvoir utiliser les traceurs environnementaux au mieux, il est donc nécessaire de mieux comprendre les processus de biominéralisation.

Les isotopes du calcium, dont les rapports dans les carbonates biogéniques ont été envisagés comme potentiels traceurs de température (Gussone et al, 2003), de pH (e.g Lemarchand et al, 2004), ou de taux de précipitation (Lemarchand et al, 2004 ; Tang et al, 2008), peuvent également renseigner sur les processus de précipitation. Dans ce contexte, nous avons étudié la variabilité interne de la composition isotopique du calcium au sein de de différents carbonates biogéniques ayant grandi dans des températures constantes en couplant analyses ponctuelles des rapports isotopiques du bore et du calcium. Nous présentons de premières analyses des rapports isotopiques du bore afin d'apporter des contraintes sur certains aspects des conditions de cristallisation (pH, (CO₃²⁻)) parfois mis en avant pour expliquer les variations de d44Ca dans les carbonates. Dans des organismes ayant vécu dans des conditions de températures connues, nous serons ainsi à même d'apporter des contraintes nécessaires à l'origine des fractionnements isotopiques du calcium dans les carbonates biogéniques. Ce couplage analytique, jamais réalisé jusqu'à ce jour, permettra ainsi à la fois de progresser dans la compréhension des mécanismes de biominéralisation et dans l'utilisation de la composition isotopique du calcium comme traceur environnemental.
# Une approche multi-isotopiques (δ¹³C, δ¹⁸O, Δ₄₇, Δ₄₈, Δ¹⁷O) pour mieux contraindre l'origine des effets vitaux dans les coraux profonds

Marie Pesnin <fnref n="1" />, Mathieu Daëron <fnref n="1" />, Justin Chaillot <fnref n="1" />, Thibault Clauzel <fnref n="2" />, Miguel Bernecker <fnref n="3" />, Jens Fiebig <fnref n="3" />, Samir Kassi <fnref n="4" />, Sébastien Nomade <fnref n="1" />, Claire Rollion-Bard <fnref n="1" />

Les biominéraux carbonatés produits par les organismes marins (foraminifères, coraux, bivalves, brachiopodes, bryozoaires) sont des archives naturelles crucales pour reconstituer les conditions environnementales passées. Depuis les travaux de Harold Urey (1947), il est bien établi que la composition isotopique en oxygène des carbonates (¹⁸O/¹⁶O) dépend de la température de cristallisation et de l'isotopie de l'eau environnante. Ce rapport isotopique est devenu un outil clé en paléoclimatologie. Cependant, l'idée que ce fractionnement reflète un équilibre thermodynamique entre le carbonate et l'eau a été remise en question dès 1951. Chez certains organismes (foraminifères, bivalves), ce fractionnement varie de manière prédictive avec la température. En revanche, d'autres, comme les coraux et brachiopodes, montrent des écarts isotopiques, révélant des facteurs supplémentaires, regroupés sous le terme "effets vitaux". Ces mécanismes, encore mal compris, compliquent l'interprétation des signatures isotopiques dans le registre fossile.

En complément des traceurs isotopiques classiques (δ¹³C et δ¹⁸O), de nouveaux indicateurs comme le Δ¹⁷O, le Δ₄₇ et le Δ₄₈ apportent des perspectives nouvelles pour comprendre ces mécanismes. Les modèles théoriques suggèrent que l'utilisation combinée de ces traceurs permet : (1) d'identifier les processus à l'origine des déséquilibres isotopiques ; (2) de quantifier l'influence de facteurs environnementaux autres que la température (salinité, pH, carbone dissous) sur la composition isotopique des biocarbonates ; (3) de corriger les reconstitutions paléoclimatiques affectées par ces déséquilibres.

Les récents progrès en spectrométrie de masse et le développement de la spectroscopie d'absorption laser permettent désormais de combiner ces mesures sur un même échantillon, offrant ainsi l'opportunité de confronter, pour la première fois, les modèles théoriques à des données expérimentales complètes. Cette présentation introduit l'approche multi-isotopique comme une méthode prometteuse pour corriger les déséquilibres isotopiques dans les carbonates marins. Nous nous appuierons sur les résultats de la première caractérisation simultanée des isotopes stables (δ¹³C, δ¹⁸O) et des anomalies isotopiques (Δ¹⁷O, Δ₄₇, Δ₄₈) dans des squelettes de coraux d'eau froide modernes, connus pour leurs effets vitaux marqués.

<footnote n="1">¹ Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines — Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">² Centre de recherche et de restauration des musées de France (C2RMF) — CNRS, Ministère de la Culture — Palais du Louvre, 75001 Paris, France</footnote>

<footnote n="3">³ Institut für Geowissenschaften – Institut für Geowissenschaften, Goethe Universität — 60438 Frankfurt am Main, Allemagne</footnote>

<footnote n="4">⁴ Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (LIPHY) — CNRS, Université Grenoble Alpes — 38058 Grenoble cedex 9, France</footnote>
Les résultats de cette étude montrent que l'association d'observations multi-isotopiques et de modèles théoriques ajustés est essentielle pour interpréter correctement les signatures isotopiques des biocarbonates et mieux prendre en compte les effets biologiques et environnementaux sur leur composition.
Asian Monsoon dynamics revealed by calcified root
cells in Northwest China during the MIS 5

Charlotte Prud'homme <fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Eric Verrecchia <fnref n="2" />, Yue Li <fnref n="3" />, Aditi Dave <fnref n="2" />, Jorge Spangenberg <fnref n="2" />, Hubert Vonhof <fnref n="4" />, Torsten Vennemann <fnref n="2" />, Yougui Song <fnref n="3" />, Kathryn Fitzsimmons <fnref n="5" />

Loess deposits are widespread in China and serve as important archives of Quaternary climate and
environmental changes in East Asia. The alternation between paleosols and loess units in this region
reveals that glacial and interglacial cycles are predominantly influenced by the interaction between the
East Asian summer and winter monsoons.

In this study, we focus on a Chinese loess-paleosol sequence in northwest Beijing, with particular attention to the MIS 5 palaeosol and the loess units above and below it. We investigate a potential new palaeoenvironmental proxy: the calcified root cells (CRC) formed by biomineralization of root cells which are typical of herbaceous vegetation of steppe environments and indicate seasonal variations in dryness.

Our findings suggest that CRC form contemporaneously with their surrounding sediments, providing a reliable record of past environmental conditions. OSL dating, CRC concentration variability combined with stable isotope analyses reveal that CRC capture variations driven by the East Asian Summer Monsoon (EASM) and the Siberian High. The isotopic signatures of CRC indicate seasonal formation phases: depleted δ¹O and δ¹³C values during warm, humid summers reflect an intensified monsoon, while higher values during cold, dry winters indicate the Siberian High's influence. This suggests that CRC form during specific seasons, providing insight into the interplay between monsoon and arid cycles. The isotopic variability within CRC points to multiple formation episodes under changing climate conditions, highlighting their value in reconstructing paleoclimate records. These findings improve our understanding of past monsoon dynamics.

<footnote n="1">¹ Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CRPG) — CNRS, Université de Lorraine — 54501 Vandoeuvre les Nancy Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">² Institut des Dynamiques de la Surface Terrestre — Université de Lausanne (IDYST-UNIL) — 1015 Lausanne, Suisse</footnote>

<footnote n="3">³ State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Institute of Earth Environment — Chinese Academy of Sciences —Xi'an 710061, Chine</footnote>

<footnote n="4">⁴ Max Planck Institute for Chemistry (MPIC) -55128 Mainz, Allemagne</footnote>

<footnote n="5">⁵ Department of Geosciences, Faculty of Mathematic-Natural Sciences — University of Tübingen – Allemagne</footnote>
9 - Incendies et changements globaux:
comprendre les régimes de feux passés et
présent pour mieux prédire les risques futurs
# Végétation et régime des feux Holocène dans les contreforts du massif du Pamir (Nurata et Samarqand, Ouzbékistan)

Chéïma Barhoumi <fnref n="1" />, Lucas Dugerdil <fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Julie Alibert <fnref n="1" />, Marie-Estelle Delpiroux <fnref n="1" />, A. Adam Ali <fnref n="1" />, Sebastien Joannin <fnref n="1" />,<fnref n="3" />

Le bassin du Touran est une zone aride (alternance de désert et de steppes) d'Asie centrale située entre la mer Caspienne et la chaîne montagneuse du Pamir-Alaï. Ce vaste bassin coupé entre l'Ouzbékistan, le Kazakhstan, le Turkménistan et le Tadjikistan est traversé par deux fleuves importants (le Syr-Daria et l'Amou-Daria) qui ont accueilli sur leurs rives plusieurs civilisations importantes depuis l'âge de Bronze. Parmi eux, on trouve le complexe archéologique de BMAC (complexe archéologique Bactriane) plus connu sous le nom de civilisations de la vallée de l'Oxus. Cette civilisation florissante, riche, hiérarchisée et proto-urbaine a soudainement disparu lors du passage à l'âge de Fer. Les causes de cette transition sont très mal connues et différentes hypothèses sont étudiées. Cette étude examine la dynamique de la végétation (pollen), de l'activité humaine (pollen et NPP) et de l'activité des feux (macro-charbons) à partir de deux carottes de sédiments lacustres du lac Fazilman (massif de Nourata) et du lac Ogshagil (province de Samarqand), couvrant l'Holocène. Les résultats fourniront une synthèse claire et précise des régimes de végétation et de feux pour le nord de l'Ouzbékistan à l'Holocène et en particulier à l'âge de Bronze afin de la discuter et de la comparer aux synthèses archéologiques de la région.

<footnote n="1">¹ Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM) – CNRS, EPHE Paris, IRD, Université de Montpellier, Université Paris sciences et lettres, CIRAD, INRAP – 34095 Montpellier Cedex 05, France</footnote>

<footnote n="2">² Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE) – CNRS, ENS Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, Université Jean Monnet Saint-Etienne – 69622 Villeurbanne Cedex, France</footnote>

<footnote n="3">³ Earth, Environment Society, Faculty of Science —McMaster University – Canada</footnote>
# Analyse des Dynamiques des Incendies de Forêt à l'Échelle Mondiale et Européennes avec l'Indice de Danger de Feu

Ayat-Allah Bouramdane¹

¹ Université Internationale de Rabat (UIR) – Technopolis Rabat, Shore Rocade, Rabat-Salé Rabat, Maroc

Le triangle de l'ignition, comprenant le carburant (végétation), un agent oxydant (air et oxygène) et une source d'ignition (activités accidentelles ou délibérées), est essentiel pour comprendre les feux de forêt. Cette communication souligne l'importance de comprendre la dynamique des feux de forêt à l'échelle mondiale et européenne, en se concentrant sur les impacts environnementaux, la sécurité publique et la santé, ainsi que les répercussions économiques. Les objectifs de cette étude sont multiples : (1) analyser les variations spatiales et temporelles de l'Indice de Danger de Feu (Fire Weather Index, FWI) à travers le monde, avec un accent particulier sur les régions européennes et leur impact sur les systèmes agrivoltaïques ; (2) identifier les facteurs climatiques et environnementaux spécifiques contribuant à l'augmentation du FWI dans différentes zones ; (3) utiliser les résultats obtenus pour informer des stratégies de gestion des incendies ciblées pour les régions européennes. L'originalité de l'étude repose sur l'utilisation des données du European Forest Fire Information System (EFFIS), partie du Copernicus Emergency Management Service (CEMS), disponibles via le Climate Data Store (CDS) du European Commission Joint Research Centre. Les données couvrent la période de 1991 à 2022, permettant une analyse complète des tendances de danger d'incendie, avec un focus sur les mois d'été de mai à septembre pour capturer la période de danger maximal. Les résultats mettent en lumière les schémas temporels et spatiaux de FWI dans le monde et dans les régions européennes, identifiant des zones à faible et haut risque. Les implications pratiques couvrent l'impact des feux de forêt sur les systèmes agrivoltaïques (production d'énergie, implications économiques sur l'agriculture, stratégies de résilience). La communication aussi discute les facteurs contribuant à un FWI élevé (extrêmes de température, humidité relative, régimes de précipitations, type et structure de la végétation, topographie, vitesse et direction du vent). Enfin, la communication proposera des stratégies pour une gestion efficace des feux de forêt, incluant des mesures proactives et l'installation de systèmes agrivoltaïques. Les conclusions résumeront les principaux résultats, les implications politiques, les limitations de l'étude (analyse basée sur les données du FWI sans considération des occurrences réelles de feux ou des sources d'ignition) et les orientations futures (incorporation de variables supplémentaires telles que les données de foudre ou les caractéristiques de couverture terrestre pour améliorer la capacité prédictive de l'analyse ; exploration de l'impact des feux de forêt sur les systèmes agrivoltaïques réels pour fournir des insights précieux sur l'intersection du risque d'incendie, du climat et de l'agriculture).
# Dynamiques des feux en Afrique
## Sub-Saharienne durant les derniers 25000 ans en lien avec les changements du climat et les activités anthropiques

Laurent Bremond <fnref n="1" />, Julie Aleman <fnref n="2" />, Charly Favier <fnref n="1" />, Olivier Blarquez <fnref n="2" />,<fnref n="3" />, Daniele Colombaroli <fnref n="4" />,<fnref n="5" />, Simon E. Connor <fnref n="6" />, Carlos Cordova <fnref n="7" />, Colin Courtney-Mustaphi <fnref n="8" />, Abraham Dabengwa <fnref n="9" />, Graciela Gil-Romera <fnref n="10" />,<fnref n="11" />, William D. Gosling <fnref n="12" />, Tamryn Hamilton <fnref n="9" />, Vincent Montade <fnref n="1" />, Andriantsilavo H.i. Razafimanantsoa <fnref n="13" />, Mitchell J. Power <fnref n="14" />, Estelle Razanatsoa <fnref n="15" />, Ibouraïma Yabi <fnref n="16" />, Boris Vannière <fnref n="17" />,<fnref n="18" />, Contributors GPD <fnref n="19" />

L'objectif de cette étude est d'identifier les facteurs influençant la dynamique des incendies à long terme en Afrique subsaharienne. Pour cela, nous avons réalisé une synthèse des enregistrements de charbons sédimentaires disponibles sur les 25 derniers milliers d'années. Nous avons utilisé les données accessibles dans la Global Paleofire Database, mises à jour avec les données récemment publiées, afin de reconstituer la combustion de biomasse passée sur l'ensemble du continent. Nous avons analysé et normalisé les enregistrements fossiles de charbons sédimentaires, regroupés par région (Afrique centrale, Afrique de l'Est, Afrique australe et océan Indien) et par type de végétation (forêt, savane et arbustes).

Un des premiers résultats a été de constater qu'il y avait peu de données de qualité à l'échelle du continent dès que nous dépassions les 5 derniers milliers d'années.

Nous observons également que l'analyse à l'échelle continentale masque fortement les particularités

<footnote n="1">¹ Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM) – CNRS, EPHE Paris, IRD, Université de Montpellier, Université Paris sciences et lettres, CIRAD, INRAP – 34095 Montpellier Cedex 05, France</footnote>

<footnote n="2">² Centre de Recherche et d'Enseignement de Géosciences de l'Environnement (CEREGE) – Collège de France, CNRS, IRD, Aix Marseille Université, INRAE – 13545 Aix-en-Provence, France</footnote>

<footnote n="3">³ Departement de Geographie – Universite de Montreal – Canada</footnote>

<footnote n="4">⁴ Royal Holloway [University of London] – Egham, Surrey, TW20 0EX, Royaume-Uni</footnote>

<footnote n="5">⁵ deceased</footnote>

<footnote n="6">⁶ School of Culture, History Language – Australian National University – Canberra ACT-2601, Australie</footnote>

<footnote n="7">⁷ Department of Geography – Oklahoma State University – 337 Murray Hall Stillwater, OK 74078, États-Unis</footnote>

<footnote n="8">⁸ Geocology, Department of Environmental Sciences – University of Basel – Klingelbergstrasse 27, 4056 Basel, Suisse</footnote>

<footnote n="9">⁹ Evolutionary Studies Institute, University of the Witwatersrand, Johannesburg – Afrique du Sud</footnote>

<footnote n="10">¹⁰ Department of Ecology – Philipps-Marburg University – Marburg, Allemagne</footnote>

<footnote n="11">¹¹ IPE-CSIC – Avda. Montañana, 1005, 50054, Zaragoza, Espagne</footnote>

<footnote n="12">¹² Institute for Biodiversity Ecosystem Dynamics – University of Amsterdam – Amsterdam, Pays-Bas</footnote>

<footnote n="13">¹³ Plant Conservation Unit, Department of Geological Sciences – University of Cape Town – Cape Town, Afrique du Sud</footnote>

<footnote n="14">¹⁴ Natural History Museum of Utah, Department of Geography – University of Utah – Salt Lake City, Utah, États-Unis</footnote>

<footnote n="15">¹⁵ Plant and Conservation Unit – University of Cape Town (UCT) – Cape Town, South Africa, Afrique du Sud</footnote>

<footnote n="16">¹⁶ Département de Géographie et Aménagement du Territoire (DGAT) – Université d'Abomey-Calavi – Bénin</footnote>

<footnote n="17">¹⁷ CHRONO-ENVIRONNEMENT – Université Franche-Comté Besançon, Université Bourgogne Franche-Comté, CNRS, INRAP, Ministère de la Culture – 25030 Besançon cedex, France</footnote>

<footnote n="18">¹⁸ Institute of Plant Sciences, Oeschger Centre for Climate Change Research, University of Bern – Suisse</footnote>

<footnote n="19">¹⁹ GPD contributors</footnote>
régionales. Nos résultats suggèrent que les changements de biomasse brûlée sont nuancés et ne peuvent pas être simplement attribués au climat ou aux activités anthropiques, et qu'ils ont varié en fonction de l'histoire de chaque sous-région et de chaque type de végétation : en Afrique centrale, les feux de biomasse ont augmenté après la fin de la période humide africaine et la première vague de migration des populations de langue bantoue, tandis qu'en Afrique de l'Est et dans les îles de l'océan Indien, il semble que la croissance de la population humaine ait été le principal moteur de l'activité des feux. En Afrique du Sud, la diminution des précipitations semble compenser l'activité des incendies due à la croissance démographique en réduisant la biomasse potentiellement inflammable. Bien que la diversité des techniques méthodologiques utilisées pour quantifier les charbons sédimentaires rende les comparaisons difficiles, ces données permettent de dégager des tendances régionales. Cette synthèse souligne ainsi la nécessité d'augmenter le nombre de sites disposant de données sur les charbons sédimentaires et d'harmoniser les méthodes d'extraction et de quantification des charbons dans toute l'Afrique afin d'améliorer les évaluations régionales et continentales de l'histoire des incendies.
# Détermination des conditions climatiques post-incendiaires par la dendro-geochimie des isotopes stables du carbone et hydrogène de 1600 C.E. à 2006 C.E. au Nord de la Suède

Emma Cuenot<fnref n="1" />, Igor Drobyshev<fnref n="2" />, Fourel François<fnref n="3" />, Nicolas Patris<fnref n="4" />, Nina Ryzhkova<fnref n="5" />, Florian Voron<fnref n="6" />, Ilham Bentaleb<fnref n="1" />

Les feux de forêt sont amenés à être de plus en plus fréquents à l'avenir. Dans la forêt boréale suédoise, ce sont des perturbations d'origine naturelle causées par des facteurs climatiques, ou d'origine anthropique. Les cernes de croissances des arbres enregistrent les conditions climatiques par leur composition isotopique. Cette étude utilise la dendro-géochimie des isotopes stables du carbone afin de déterminer les facteurs climatiques qui contrôlent les feux de forêt, et d'identifier un signal isotopique qui survient systématiquement avant un feu. Pour cela des analyses d'isotopes stables de δ¹³C ont été réalisées avec une résolution sub saisonnière sur une période d'environ un millénaire. Les valeurs de D¹³C sont plus faibles lors des années de grand feu indiquant que les pins (Pinus sylvestris) souffraient de stress hydrique. La dendroisotopie semble montrer des résultats prometteurs pour étudier les LFY. L'étude à haute résolution temporelle dans les cernes de croissances montre de très bons résultats et peut être généralisée pour l'étude d'évènements discrets tel que les feux de forêts de grandes ampleurs.

<footnote n="1">¹ Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM) – CNRS, EPHE Paris, IRD, Université de Montpellier, Université Paris sciences et lettres, CIRAD, INRAP – 34095 Montpellier Cedex 05, France</footnote>

<footnote n="2">² Swedish University of Agricultural Sciences – Suède</footnote>

<footnote n="3">³ Laboratoire d'Écologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés (LEHNA) — CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENTPR, INRAE — 69622 Villeurbanne Cedex, France</footnote>

<footnote n="4">⁴ HydroSciences Montpellier – Université Montpellier, CNRS, IRD – France</footnote>

<footnote n="5">⁵ University of Eastern Finland – Educa, Tulliportinkatu 1, 80130 Joensuu, Finland, Finlande</footnote>

<footnote n="6">⁶ OSU OREME, AETE ISO – IRD, Université Montpellier – France</footnote>
# Cropland fires : an emerging risk in the context of climate change

Gabriel De Blic¹

¹ Laboratoire de géographie physique : Environnements Quaternaires et Actuels (LGP) – CNRS, Université Panthéon-Sorbonne, Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne – 94320 Thiais, France

Cropland fires are under-studied in the scientific literature. When they are, it is mostly regarding their emissions and their effect on atmospheric pollution. Yet, these fires pose a significant threat to agricultural production and to the agricultural-urban interface in the Seine-et-Marne department (France). Moreover, the specific dynamics of these fires pose a management issue to fire departments. Since 2021, a joint research program was established with one Fire Department. This project faces different challenges, mainly the lack of specific literature about cropland fires as a risk, as they usually are studied through the scope of their emissions. The aim of this program is to produce scientific knowledge regarding cropland fires, an emerging risk for firefighters and farmers throughout the Paris Basin in the context of climate change. Also, there is a lack of specific cropland fire data, considering the fact that the vast majority of these fires are not appearing on remote sensing images such as MODIS database. The part of the project we are presenting here aims at building said specific database and understanding how weather parameters affect fire hazard and propagation in agricultural vegetation. To achieve this, we use fire department sources to build a cropland fire database, we then correlate cropland fire occurrences with climate and weather conditions using already-existing agricultural weather sensors, a unique approach in fire research.

The study area is the Seine-et-Marne department, covering half of the Ile-de-France capital region. It is characterized by extensive agriculture on fertile soils, mostly cereal and oilseed crops. The Seine-et-Marne is also home to 1,5 million inhabitants, mostly located in the suburbs of the capital city of Paris. The landscape of the Seine-et-Marne is thus characterized by a vast agricultural-urban interface, especially prone to cropland fire risks.

To build our fire database we extracted all the firefighting intervention for vegetation fires between 2011-2019 from the ARTEMIS intervention management software used by the Seine-et-Marne FD. We then processed these interventions via their label but also spatial (we made them appear and crossed with the land cover on GIS) and temporal (seasonal) criteria. By compiling our data according to these criteria, we obtain 1,498 interventions for crop fires from 2010 to 2019. For our weather database, we are exploiting the weather data from Sencrop weather stations, a commercial weather provider for farmers, to compensate for the lack of sufficient open access weather station at such a scale. We will correlate past fires with the closest weather sensor, to identify the weather parameters at the time of the fire.

The use of the fire database allows us to consider the number of fires, their location (buildings maps using GIS) and their temporality. We observe some seasonal trends, but also interannual differences. We observe that interface areas are the most fire-prone. We also observe a daily peak in the fire activity between 4 and 6 PM. We can correlate these results with our weather data, observing a very strong link between temperature, humidity but also nocturnal temperature. Some days such as the 25th July 2019 had an exceptional fire activity. This allows us to consider not only the effect of synoptic weather conditions but also local-scale weather conditions as a parameter for fire risk, but also the threat posed by climate change that would worsen fire conditions in this area.
# Utilisation du microcharbon dans les sédiments marins pour comprendre les régimes d'incendies modernes en Méditerranée occidentale.

Marion Genet <fnref n="1" />, Anne-Laure Daniau <fnref n="2" />, Florent Mouillot <fnref n="3" />, Bernard Dennielou <fnref n="4" />, Muriel Georget <fnref n="2" />, Sabine Schmidt <fnref n="2" />

Les microcharbons sont des particules de végétation brûlée lors des incendies, transportées dans les sédiments par les fleuves et le vent, et utilisées comme proxy des incendies. Lorsqu'ils sont observés dans des enregistrements sédimentaires, ils permettent de reconstruire l'évolution de la biomasse brûlée et de l'activité des incendies. En revanche, pour interpréter avec précision les variations du microcharbon au fil du temps, il est crucial d'avoir une compréhension approfondie de ce proxy, c'est-à-dire de la manière dont il reflète les conditions environnementales et les caractéristiques des incendies. Cependant, l'interprétation du microcharbon n'est pas simple, car sa quantité est influencée non seulement par les paramètres des incendies (nombre de feux, surface brûlée, intensité des feux), mais aussi par des facteurs climatiques (températures, précipitations, humidité) et le type de végétation (forêts, prairies). Dans cette étude, nous avons examiné la concentration de microcharbons et leurs caractéristiques morphométriques, en particulier le rapport d'élongation (rapport longueur/largeur), dans 277 échantillons de sédiments de surface prélevés dans la région de la Méditerranée occidentale. Les résultats révèlent qu'une concentration accrue de microcharbons n'est pas associée à une grande superficie brûlée ou à un nombre élevé d'incendies, mais est plutôt liée à l'expansion de la végétation ouverte ainsi qu'à des climats plus chauds et plus secs. De plus, les particules de microcharbon de forme carrée étaient associées à la combustion d'arbustes et d'arbres, tandis que les particules allongées étaient liées aux incendies dans les zones de végétation ouverte. Cette étude permet une meilleure compréhension du proxy "microcharbon", en démontrant que la distribution du microcharbon est influencée non seulement par des paramètres liés aux incendies, tels que le nombre de feux, la surface brûlée et l'intensité des feux, mais aussi par les conditions climatiques et le type de végétation brûlée. L'utilisation combinée de la quantité de microcharbons et de leur forme permettrait d'interpréter de manière plus robuste les changements dans le type de biomasse brûlée (forêt/végétation ouverte) et dans le type d'incendie (de surface ou de cime), en analysant la forme des particules de microcharbon (allongée/carrée), tandis que la combustibilité de la végétation liée aux conditions climatiques (sèches/humides) pourrait être évaluée en analysant la quantité de microcharbons (élevée/faible).

<footnote n="1">1 Laboratoire Géosciences Océan (GEO-OCEAN) — Université de Brest, CNRS, IFREMER, Université Bretagne-Sud, SHOM — 29280 Plouzané, France</footnote>

<footnote n="2">2 Environnement, et Paléoenvironnement Océaniques et Continentaux (EPOC) — CNRS, Université de Bordeaux, Bordeaux INP, EPHE Paris, Université Paris sciences et lettres — 33615 Pessac Cedex, France</footnote>

<footnote n="3">3 Centre d'Écologie Fonctionnelle et Évolutive (CEFE) — CNRS, Université Paul Valéry Montpellier 3, EPHE Paris, IRD, Université de Montpellier, Institut Agro, INRAE — 34293 Montpellier Cedex 5, France</footnote>

<footnote n="4">4 Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER) — Université de Brest — France</footnote>
Multi-millennial modeling of
North-western France vegetation

Marion Lestienne ¹

¹ Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM) – CNRS, EPHE Paris, IRD, Université de Montpellier, Université Paris sciences et lettres, CIRAD, INRAP – 34095 Montpellier Cedex 05, France

In North-western France, the Massif Armorican, historically less prone to wildfires due to its climate and vegetation, is projected to experience significantly increased fire risks in the coming decades. This risk is exacerbated by pastoral decline, leading to the development of heathland, fuel accumulation and thus fire spread, especially in military training areas prone to ignition. The exceptional fire activity during the summer of 2022, which saw over 3800 hectares of vegetation burned in Brittany, supports these predictions. While wildfires may promote plant diversity in some regions, their impact on historically less fire-affected areas like Brittany remains unknown. Hence, understanding the long-term vegetation dynamics is crucial for anticipating potential changes in these ecosystems in the context of climate change.

Palynology is the most commonly used method for reconstructing past plant biodiversity. However, representing plant biodiversity through pollen is challenging due to variations in pollen production and dispersion among species. The Landscape Reconstruction Algorithm (LRA), incorporating models like REVEALS and LOVE, offers a promising approach to vegetation reconstruction based on pollen data, while effectively reducing biases caused by the complex pollen-vegetation relationship. These models have been tested and validated in various regions, including southern Sweden, and will be used to reconstruct past plant biodiversity in Brittany. Reconstruction will use pollen data from the Armorican database, containing pollen records from 60 well dated sites studied throughout the Armorican Massif. Various diversity indices are used showing an increase in plant richness over the last two millennia, mainly due to traditional human activities. A decline in this diversity can be observed in the records over the last few centuries records due to pastoral decline, agricultural intensification and the possible increased frequency of fires.

This presentation will provide an overview of the initial findings of this project, which aims in the long term to reconstruct the history of fires, human activities, vegetation dynamics during the late Holocene in Armorica, and to model vegetation and fire hazard.
10 - Comprendre la dynamique du climat à
différentes échelles de temps : du
développement méthodologique aux
applications paléoenvironnementales
# Eastern Mediterranean dynamics during sapropel S1: new insights from Al

Mathias Ageron <fnref n="1" />, Sonia Chaabane <fnref n="2" />, Camille Godbillot <fnref n="2" />, Laetitia Licari <fnref n="2" />, Anthony Gramoullé <fnref n="2" />, Vincent Guarinos <fnref n="2" />, Tachikawa Kazuyo <fnref n="2" />, Thibault De Garidel-Thoron <fnref n="2" />

Current climate change has a significant impact on marine ecosystems, especially in the Mediterranean Sea, identified as a climate 'hotspot,' where temperature and salinity changes could disrupt the basin's thermohaline circulation. Such events happened during the recent climatic past, when sapropel deposits events marked large perturbations of the oxygenation and salinity in the eastern Mediterranean Sea. To improve our understanding and prediction of such changes, it is crucial to examine past events. Here we focus on the last sapropel, S1, an episode of deep-water anoxia that occurred during the early Holocene, between ~10.5 and ~6 cal. ka BP in the Eastern Mediterranean Sea.

This event is marked by a wet and humid phase over Northern Africa, associated to the precessional forcing which drove massive increases of terrestrial runoffs. However, the impact of terrestrial fluxes on the surface salinities in the Mediterranean Sea remains poorly constrained, with most of the studies located off the Nile river, and the S1 event is also thought to be multiphasic with a return of significant deep-water oxygenation between ~8.5 and ~7.8 cal. ka BP.

To decipher the spatio-temporal sequence of this event, we used an original approach based on combined (1) micropaleontological, and (2) Al analysis in two sediment cores from the Levantine Basin: SL95, collected from the Gulf of Sirte, and MD04-2724, collected off the Nile Delta. Beside benthic and planktonic foraminiferal assemblage data, we investigate the morphometric traits of planktic foraminifera (chamber size and test size). The method employed for measuring these two types of proxies is innovative, as it integrates automated image capture, species identification, and morphometric trait measurement using two automated systems, supported by the application of a convolutional neural network.

We show that S1a (~10.5 to ~8.5 cal. ka BP) is characterized by a morphological response of planktic foraminifera to deep-water anoxia in the Nile Delta ; S1b (~7.8 to ~6 cal. ka BP) response is located in the Gulf of Sirte based on 12.000 images analyses of planktic foraminifera. It implies that the S1a and S1b are characterized by a different source of freshwater. Such a diachronous response needs to be further investigated through modelling studies.

<footnote n="1">¹ Centre de Recherche en Cancérologie et Immunologie Intégrée Nantes Angers (CRCI2NA) — Université Angers, INSERM, Nantes Université — 44007 Nantes, France</footnote>

<footnote n="2">² Centre de Recherche et d'Enseignement de Géosciences de l'Environnement (CEREGE) – Collège de France, CNRS, IRD, Aix Marseille Université, INRAE – 13545 Aix-en-Provence, France</footnote>
# The paleoceanography of the southwest subtropical Pacific during the past 1.2 Myr

Vera Christanti Agusta <fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Mary Elliot <fnref n="1" />, Franck Bassinot <fnref n="2" />

This study presents new data on the variability in vertical water gradient in the southwest of the Pacific Ocean region impacted by the southward flow of Tropical waters. In order to reconstruct changes in the water column structure during past Glacial-Interglacial terminations, we analysed multiple species of planktonic foraminifera with known ecological differences such as depth habitats and season of life. Our study uses sediment core MD06-3018 collected from 2470 m depth in the eastern side of New Caledonia Trough (NCT), during a Marion Dufresne cruise in 2006. Our strategy is to analyse both Mg/Ca and δ¹⁸O on multi-species of planktonic foraminiferal to reconstruct the vertical thermal-hydrological variabilities over specific intervals of the past million years. The age model of this sediment core is well constrained by tuning the δ¹⁸O record of benthic foraminifera *Cibicides wuellerstorfi* to reference stratigraphic record. We analysed four different species of foraminifera: surface dwellers (*Globigerinoides ruber* s.s., with a depth habitat 0-50 meters water depth), mid-depth dwellers (*Pulleniatina obliquiloculata* and *Neogloboquadrina dutertrei*, at ~75-125 meters water depth) and deeper thermocline dwellers (*Globoorotalia truncatulinoides* at > 300m). We focus on specific Glacial-Interglacial transitions: Marine Isotope Stage (MIS) 2/1, MIS 6/5, and MIS 12/11. Our preliminary results reveal striking differences between the changes in subsurface water hydrology associated with each termination.

<footnote n="1">¹ Laboratoire de Planétologie et Géosciences (LPG Nantes) — Université Angers, Le Mans Université, Nantes
Université, CNRS, CNES — 44322 Nantes Cedex 3, France</footnote>

<footnote n="2">² National Research and Innovation Agency Republic of Indonesia (BRIN) - Jl. Sangkuriang 40135 Bandung, Indonésie</footnote>

<footnote n="4">⁴ Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines — Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France
France</footnote>
Reconstructing past ocean density to evaluate
numerical climate models at the Last Glacial
Maximum (LGM)

Héloïse Barathieu<fnref n="1" />, Thibaut Caley<fnref n="1" />, Didier Roche<fnref n="2" />, Niclas Rieger<fnref n="3" />,
Tamara Happé<fnref n="4" />

The hydrological cycle plays a crucial role in the Earth's climate and has a direct impact on human populations. Despite advances, the IPCC AR6 report highlights persistent uncertainties concerning future projections of potential changes in this hydrological cycle. Past climates offer a unique opportunity to assess the ability of numerical models to simulate various natural perturbations.

Some studies show that the spatial pattern of sea surface salinity (SSS) is strongly correlated with the mean spatial pattern of the evaporation-precipitation (E-P) balance, making it a good tracer of the water cycle. In addition, salinity in combination with temperature determine the density of sea water and therefore the ocean dynamics.

In this study we investigated and revisited the use of the δ¹⁸Oc of planktonic foraminifera as a surface paleodensity proxy for the whole ocean (from low to high latitudes). We then reconstructed past density changes during the last glacial maximum (LGM) using an extended database covering all ocean basins, and evaluated numerical climate models (PMIP3 and PMIP4 experiments) in their ability to simulate this parameter during this extreme climatic period.

Similarities and differences between reconstructed density and model simulations are discussed in detail, highlighting potential biases and challenges in modelling water density at the LGM.

We will also briefly introduce how our new approach based on density reconstruction allow to extract past quantitative salinity changes and we will discuss the associated uncertainties and potential applications.

<footnote n="1">1 Environnement, et Paléoenvironnement Océaniques et Continentaux (EPOC) – CNRS, Université de Bordeaux,
Bordeaux INP, EPHE Paris, Université Paris sciences et lettres – 33615 Pessac Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">2 Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines — Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France</footnote>

<footnote n="3">³ Centre de Recerca Matemàtica (CRM) - 08193 Bellaterra, Barcelona, Espagne</footnote>

<footnote n="4">⁴ Institute for environmental studies (IVM) – Vrije Universiteit Amsterdam — Faculty of Science, Amsterdam, Pays-Bas</footnote>
# Past quantitative salinity and density reconstructions: new approach and applications.

Héloïse Barathieu<fnref n="1" />, Thibaut Caley<fnref n="1" />, Valentin Portmann<fnref n="1" />, Didier Swingedouw<fnref n="1" />, Didier Roche<fnref n="2" />, Niclas Rieger<fnref n="3" />, Bruno Malaize<fnref n="1" />, Marion Peral<fnref n="1" />, Emilie Dassie<fnref n="1" />, Karine Charlier<fnref n="1" />, Franck Bassinot<fnref n="2" />

The hydrological cycle plays a crucial role in the Earth's climate and has a direct impact on human populations. Despite advances, the IPCC AR6 report highlights persistent uncertainties concerning future projections of potential changes in this hydrological cycle, in particular for low latitudes monsoonal systems. Some studies show that the spatial pattern of sea surface salinity (SSS) is strongly correlated with the mean spatial pattern of the evaporation-precipitation (E-P) balance, therefore constituting a good tracer of the water cycle.

In this study, we present a new approach to quantitatively reconstruct past sea surface salinity based on planktonic foraminifera derive density and temperature reconstructions (Mg/Ca, Δ47). Preliminary results on marine sediment cores extracted from regions under the influence of the south Asian monsoon system will be highlighted. We will also present a preliminary framework on how these new past quantitative reconstructions (density and salinity) could be used as predictor in emergent constraints methods, using PMIP and CMIP numerical climate modelling experiments, in order to reduce uncertainties on future Asian monsoon precipitation changes.

<footnote n="1">1 Environnement, et Paléoenvironnement Océaniques et Continentaux (EPOC) – CNRS, Université de Bordeaux, Bordeaux INP, EPHE Paris, Université Paris sciences et lettres – 33615 Pessac Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">2 Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines – Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France</footnote>

<footnote n="3">3 Centre de Recerca Matemàtica (CRM) – 08193 Bellaterra, Barcelona, Espagne</footnote>
Temperature-sensitivity of water stable isotopes in
global precipitation: a noble gas-based, paleoclimate
perspective

David Bekaert <fnref n="1" />, Alizé Longeau <fnref n="1" />, Gabriel Fénisse <fnref n="1" />, Pierre-Henri Blard <fnref n="1" />,
Charlotte Prud'homme <fnref n="1" />, Werner Aeschbach <fnref n="2" />, Roi Ram <fnref n="2" />, Camille Risi <fnref n="3" />,
Sylvia Dee <fnref n="4" />, Kanon Kino <fnref n="5" />, Alexandre Cauquoin <fnref n="5" />, Kei Yoshimura <fnref n="5" />,
Allegra Legrande <fnref n="6" />, Hayoung Bong <fnref n="6" />, Dominique Genty <fnref n="7" />, Jian Zhang <fnref n="7" />,
Alan Seltzer <fnref n="8" />

Water stable isotopes (δD and δ¹⁸O) serve as a valuable geochemical tool for reconstructing past
hydrological changes and paleoclimate variations across various natural archives, including ice cores, lake
and ocean sediment layers, coral reefs, and cave formations. However, a common limitation of this proxy
is that fossil records of past δD–δ¹⁸O changes reflect changes not only in local temperature, but also in
circulation changes, moisture source conditions and various hydrological processes along air mass
trajectories. Observed correlations between the δD–δ¹⁸O of modern precipitation and local temperature
variations have been proposed as a potential method to isolate paleoclimate signals from water stable
isotope fossil records. Nevertheless, the applicability of these modern, seasonal correlations to longer
timescales (e.g., glacial–interglacial transitions) remains uncertain. Here, we use fossil groundwater as a
direct archive of past annual temperature and δD–δ¹⁸O co-variations to constrain the temperature
sensitivity of water stable isotope variations in precipitation worldwide over the past ~40,000 years. On
one hand, the δ¹⁸O of soil water mainly reflects that of rainfall, which is itself linearly dependent on the
mean air temperature at mid and high latitudes. On the other hand, due to their temperature-dependent
solubility in water and insensitivity to biological and chemical processes, dissolved atmospheric noble gas
concentrations in ancient groundwater constitute reliable, physics-based proxies of past climates. We
show that co-variations of groundwater stable isotopes and noble gas temperatures (NGT) over the last
deglaciation represent a promising, yet underexploited, avenue to constrain the sensitivity of the stable
isotope thermometer for high resolution δ¹⁸O-based paleoclimate reconstructions (e.g., from
speleothems). This first comprehensive compilation of fossil groundwater water stable isotope and NGT
records from around the world (746 samples from 38 locations) reveals that, although significant
correlations can be found worldwide, European fossil groundwaters preserve the most consistent
temperature–water stable isotope relationships. These are compatible with a primarily temperature-
driven evolution of δD–δ¹⁸O during deglacial warming. We infer that water stable isotope variations in
European natural archives can be reliably used for isotope-based paleoclimate reconstructions. Weaker

<footnote n="1">¹ Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CRPG) — CNRS, Université de Lorraine — 54501 Vandoeuvre les Nancy Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">² Heidelberg University – Allemagne</footnote>

<footnote n="3">³ Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines — Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France</footnote>

<footnote n="4">⁴ Rice University – États-Unis</footnote>

<footnote n="5">5 The University of Tokyo – Japon</footnote>

<footnote n="6">⁶ NASA Goddard Institute for Space Studies and Center for Climate Systems Research, Columbia – États-Unis</footnote>

<footnote n="7">7 Environnement, et Paléoenvironnement Océaniques et Continentaux (EPOC) — CNRS, Université de Bordeaux, Bordeaux INP, EPHE Paris, Université Paris sciences et lettres — 33615 Pessac Cedex, France</footnote>

<footnote n="8">⁸ Woods Hole Oceanographic Institution – États-Unis</footnote>
correlations in North America, Asia, and Africa likely reflect additional influences from global atmospheric
circulation changes, primarily attributed to topographic changes (e.g., due to the retreat of the
Laurentide ice sheet) and glacial-interglacial Hadley cell variations. In these regions, paleotemperature
reconstructions based on water stable isotope variations may be less reliable. Finally, we propose that
the long term δ¹⁸O-temperature correlations derived in this study provide a useful tool for evaluating the
ability of General Circulation Models (GCMs) simulations of the LGM and transient simulations of the last
deglaciation to reproduce the long-term evolution of precipitation isotopic compositions in the
continental realm.
# Dépôts éoliens pléistocènes en Europe : distribution et chronologie

Pascal Bertran<sup>1,2</sup>, Mathieu Bosq<sup>1</sup>, Sebastian Kreutzer<sup>3</sup>, Philippe Lanos<sup>4,5</sup>, Philippe Dufresne<sup>4,5</sup>, Christoph Schmidt<sup>6</sup>

Des travaux récents sur la distribution et la chronologie des dépôts éoliens européens renouvel lent leur connaissance et permettent de mieux appréhender les facteurs à l'origine de leur mise en place. Ces travaux comprennent (1) une révision de la cartographie des sables éoliens et des lœss fondée sur la base de données européenne de texture des sols (LUCAS), (2) le traitement des âges OSL obtenus sur de nombreuses séquences afin de déterminer les principales périodes de sédimentation. La nouvelle cartographie proposée met en évidence plusieurs systèmes éoliens distincts en Europe, chacun comprenant une bande de sable à proximité des sources, puis une bande de lœss sableux et de lœss à plus grande distance. Les deux principaux systèmes sont liés aux calottes glaciaires fennoscandienne (FIS) et alpine (AIS), qui ont produit en abondance des particules fines (sable, limon) évacuées par les écoulements proglaciaires et mis à la disposition de la déflation dans les plaines alluviales. Des systèmes éoliens plus réduits existaient également le long des côtes atlantiques et dans des bassins continentaux où affleurent des terrains détritiques peu consolidés susceptibles à la déflation. Le gradient de végétation qui existait au SIM 2 explique en partie la variabilité granulométrique des lœss. La végétation arbustive du sud de l'Europe a piégé efficacement les sables et les limons grossiers à proximité des cours d'eau et généré ainsi d'épaisses accumulations de lœss sableux. La chronologie des dépôts éoliens n'apparaît pas homogène en Europe, mais des spécificités propres à chaque système existent. Le pic de sédimentation des lœss nord-européens est plus tardif d'environ deux millénaires par rapport à celui des lœss périalpins. Cette différence reflète la croissance asynchrone de la FIS et de l'AIS. Des facteurs paléogéographiques, notamment le développement du lac baltique pendant le SIM 3 et la réorganisation des écoulements proglaciaires suite à la coalescence de la FIS et de la calotte britannique, expliquent d'autres particularités chronologiques des lœss du nord de l'Europe. Pour les systèmes côtiers et continentaux, les pics de sédimentation semblent liés aux événements de Heinrich, pendant lesquels la déflation était favorisée par une végétation réduite et un climat plus sec.

<footnote n="1">¹ De la Préhistoire à l'Actuel : Culture, Environnement et Anthropologie (PACEA) – CNRS, Ministère de la Culture, Université de Bordeaux, EPHE, INRAP, Université Paris Sciences et Lettres – Université de Bordeaux, 33615 Pessac, France</footnote>

<footnote n="2">² Centre de recherches archéologiques de Bègles (Inrap – Grand Sud-Ouest) – INRAP – BP 161, 210 cours Victor-Hugo. 33130 Bègles, France</footnote>

<footnote n="3">³ Institute of Geography – University of Heidelberg – Heidelberg, Allemagne</footnote>

<footnote n="4">⁴ Archéosciences-Bordeaux : Matériaux, temps, Images et Sociétés (Archéosciences Bordeaux) — CNRS, Université Bordeaux Montaigne — Maison de l'Archéologie, 33607 Pessac, France</footnote>

<footnote n="5">5 Geosciences Rennes — CNRS, Université de Rennes — Campus de bBaulieu, 35042 Rennes cedex, France</footnote>

<footnote n="6">⁶ Institute of Earth Surface Dynamics – University of Lausanne – Géopolis, 1015 Lausanne, Suisse</footnote>
# AquaOxy

Nicolas Bienville¹

¹ Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines — Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France

## Contexte

L'étude du paléoclimat à partir des archives climatiques est essentielle pour améliorer notre compréhension du système climatique terrestre, en particulier en l'absence de perturbations anthropiques.

La biosphère joue un rôle crucial dans ce système, et l'étude de sa productivité, ainsi que de ses variations au cours du temps, permet d'explorer ses interactions avec le climat, notamment via les modifications de l'atmosphère (cycle du carbone et de l'oxygène).

Les carottes de glace sont une archive privilégiée car les bulles d'air qu'elles contiennent permettent justement d'accéder à l'atmosphère du passé. Il est cependant difficile d'y mesurer la concentration en dioxygène, mais nous pouvons en revanche mesurer sa composition isotopique ($\delta^{18}$O et $\delta^{17}$O), qui peut servir de traceur de la productivité de la biosphère et du cycle hydrologique.

## Objectifs

Pour le moment les relations entre ces paramètres sont surtout de nature qualitative, et nous souhaitons donc les quantifier en mesurant les coefficients de fractionnement isotopiques associés aux processus biologiques.

## Résultats

Pour cela des chambres biologiques aquatiques fermées ont été développées, avec des mesures isotopiques précises réalisées grâce à une technologie innovante de spectroscopie optique.

Après avoir été assemblés et testés, ils ont été déployés à l'Écotron Île-de-France pour des séries de mesures.

Les premiers résultats ont permis de mesurer le signal des cycles jour/nuit et de calculer les coefficients de fractionnement isotopique associés.

L'objectif est ensuite d'intégrer ces données dans des modèles de système Terre afin de reconstituer les variations historiques de la productivité biologique et d'améliorer la datation des carottes de glace.
# An insight into the global biosphere productivity during the Last Glacial Maximum from Stratospheric oxygen chemistry: preliminary results from the box-model approach

Lekshmi Mudra Bindhu<fnref n="1" />, Ji-Woong Yang<fnref n="1" />, Christof Janssen<fnref n="2" />, Slimane Bekki<fnref n="3" />, Amaelle Landais<fnref n="1" />

The triple isotope composition (Δ¹⁷O) of atmospheric oxygen (O₂) has been suggested as a tracer of the global biosphere productivity, based on the fact that the Δ¹⁷O of tropospheric O₂ is determined by the biosphere productivity (i.e., photosynthesis) and stratospheric photo-chemistry (Luz et al., 1999). Ice-core measurements highlight glacial-interglacial cycles of Δ¹⁷O of O₂, which have been interpreted as indicators of past global biosphere productivity changes (Blunier et al., 2002, 2012; Brandon et al., 2020; Yang et al., 2022). However, the possible role of stratospheric processes in these past Δ¹⁷O (O₂) changes is unclear because our current understanding of past stratospheric changes and of their influence on Δ¹⁷O of tropospheric O₂ is still limited. For example, climate-chemistry model simulation studies suggest a stratospheric warming (Wang et al., 2020) and changes in stratosphere-troposphere exchange (Rind et al., 2009; Fu et al., 2020) during Last Glacial Maximum (LGM); however, their impact on Δ¹⁷O of tropospheric O₂ is unknown. The lack of knowledge on the past stratosphere remains a significant uncertainty in interpreting the ice-core Δ¹⁷O (O₂) records in terms of past global biosphere productivity (Yang et al., 2022). To address this limitation, we use a box model of Δ¹⁷O of O₂ that includes of a complex reaction scheme (55 reactions) of stratospheric oxygen chemistry and its isotopologues (Young et al., 2014; Valerio, 2021). We carried out model experiments to explore the sensitivity of Δ¹⁷O of O₂ to lower CO₂ concentration, warmer stratosphere, and weaker/stronger stratosphere-troposphere exchange (STE). Our preliminary results show that the magnitude of the stratospheric mass-independent fractionation (MIF) is reduced when the model is forced with lower CO₂ concentration or a warmer stratospheric temperature (i.e., Δ¹⁷O of stratospheric O₂ is less depleted than tropospheric O₂). The slowdown (acceleration) of STE increases (reduces) the magnitude of the stratospheric isotope effect. The combined effect of a warmer stratosphere and lower CO₂ further reduces the magnitude of Δ¹⁷O depletion in stratospheric O₂, and therefore favors lower-than-present global biosphere productivity, from ~80 (8K warming) to 90 (0K warming) % modern. The influence of STE on Δ¹⁷O (O₂) budget is small relative to other factors because the effects of slowdown (acceleration) of STE and increase (decrease) of the magnitude of stratospheric isotope effect on Δ¹⁷O of tropospheric O₂ largely cancel each other. However, our preliminary estimate of LGM global productivity has considerable uncertainty associated with incomplete knowledge about the past stratospheric photochemistry (e.g., Δ¹⁷O of CO₂ in the past) and isotope fractionation by biological/hydrological processes. Further studies using a 3D Climate-Chemistry Model, an isotope-enabled Earth System Model, or biological chamber experiments could increase our knowledge on Δ¹⁷O (O₂) in the past atmosphere.

<footnote n="1">¹ Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement – LSCE-IPSL (CNRS-CEA-UVSQ), Université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette, France – France</footnote>

<footnote n="2">² De la Molécule aux Nanos-objets : Réactivité, Interactions et Spectroscopies (MONARIS) – Sorbonne Université
UPMC Paris VI, Centre national de la recherche scientifique - CNRS (France) – France</footnote>

<footnote n="3">³ Laboratoire Atmosphères et Observations Spatiales – LATMOS-IPSL, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, CNRS, Sorbonne Université, Guyancourt, France – France</footnote>
# StripesCounter: A new tool for high resolution cyclicity analysis, applies to paleoclimate archives

Clara Boutreux<fnref n="1" />, Patrick Brockmann<fnref n="2" />, Mary Elliot<fnref n="1" />, Matthieu Carré<fnref n="3" />

Current global warming introduces significant uncertainties in the behavior of rapid climate phenomena such as the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) and the Indian Ocean Dipole (IOD). These phenomena greatly influence global climate patterns, regional weather systems, and ecosystems. Instrumental data is too short to constrain the relationship between the mean climate state and interannual climate variability. We explore methods to reconstruct past climate variability using fossil archives., Growth patterns (sclerochronological data) of shells of marine bivalves reflect changes in both biological and environmental factors and can potentially provide valuable high-resolution records of past climate variability. Giant clams (Tridacna spp.), the largest family of bivalve mollusks, inhabit the shallow, warm waters of tropical regions. Their longevity and aragonite shells make them valuable climate archives, offering seasonal to diurnal chronologies with exceptional sensitivity to environmental variations. However, traditional methods of analyzing growth bands often face challenges in terms of accuracy and efficiency. To address these limitations, we introduce StripesCounter, a semi-automated software tool designed to detect growth bands in high-resolution images. To test its effectiveness and determine whether Tridacna gigas shells respond to rapid climate change, we analyzed daily growth variations in a modern specimen from Papua New Guinea (Hu-04-MT7), which experienced three major ENSO events during the 20th century. Using confocal laser scanning microscopy (LSCM) and the StripesCounter software, we measured daily increments of shell growth. The results demonstrate the reproducibility of this high-resolution study method and are consistent compare to traditional method. We used several detrending methods for substracting the biological trend. Results show that, shell growth is sensitive to seasonal climatic variability caused by ENSO in this region. This can be observed in the semi-annual variability of the growth rate through a disturbance that can be attributed to a disruption in the semi-annual cycle of sea surface productivity. Our findings not only validate the method's reliability for high temporal resolution studies but also enable the detection of subtle growth variations tied to environmental changes. Furthermore, this program can be utilized in other paleoclimatology fields, such as dendrochronology, and in various scientific domains to investigate the cyclic formation of complex structures. Its versatility expands research possibilities, providing a detailed analysis of growth cycles and environmental changes, and offering deeper insights into historical and natural processes across diverse scientific contexts.

<footnote n="1">1 Laboratoire de Planétologie et Géosciences (LPG Nantes) — Université Angers, Le Mans Université, Nantes Université, CNRS, CNES — 44322 Nantes Cedex 3, France</footnote>

<footnote n="2">2 Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines — Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France</footnote>

<footnote n="3">3 Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN) — Sorbonne Université, CNRS, MNHN, IRD — 4 place Jussieu - 75252 Paris Cedex 05, France</footnote>
Modelling the triple-isotopic composition of oceanic
oxygen

Emeline Clermont <fnref n="1" />, Ji-Woong Yang <fnref n="1" />, Didier M. Roche 1,2

Glacial/interglacial transitions are key periods in past climates with major changes in the biosphere, concerning carbon and climate exchanges. While the ocean and permafrost are suspected of having transferred large quantities of carbon dioxide (CO₂) to the atmosphere during these periods (e.g., Lourantou et al., 2010; Sigman & Boyle, 2000), there is a lack of quantitative estimates of the global biosphere productivity change. Although there are different proxy records for paleoproductivity, they are mostly indirect geochemical tracers and reflect the regional signals. Instead, the triple isotopic composition of oxygen (17≡ ln(1 + δ¹⁷O) – 0.516 × ln(1 + δ¹⁸O)) has been proposed as a tracer of the global biosphere productivity in the past (Luz et al., 1999). The 17 budget of tropospheric O₂ is driven by the triple-isotopic composition of O₂ produced by marine (17ocean) and terrestrial biosphere (17terr). Much effort has been made to infer changes in 17terr under different climate condition (e.g., Last Glacial Maximum) (e.g., Landais et al., 2007), however, our current understanding on 17ocean is limited partly due to the lack of Earth System Model capable of calculating the triple isotopic composition of dissolved O₂. In order to identify the contribution of the oceanic biosphere to the productivity of the global biosphere, a new proxy, the 17ocean, has been added to the iLOVECLIM intermediate complexity climate model. Contrary to the tracer definition proposed by Luz & Barkan, 2005, preliminary sensitivity tests obtained for the pre-industrial period reveal that the tracer is sensitive to respiration. In addition, the 17ocean is sensitive to the differential integration of oxygen isotopes by organisms. Initial results obtained with the iLOVECLIM model show good agreement with previous estimates. By adding the 17terr to the model, for the first time it will be possible to reconstruct the past 17 using a coupled climate model.

References:

Landais, A., Lathiere, J., Barkan, E., & Luz, B. (2007). Reconsidering the change in global biosphere productivity between the Last Glacial Maximum and present day from the triple oxygen isotopic composition of air trapped in ice cores. *Global Biogeochemical Cycles*, *21*(1), 2006GB002739. https://doi.org/10.1029/2006GB002739

Lourantou, A., Lavrič, J. V., Köhler, P., Barnola, J., Paillard, D., Michel, E., Raynaud, D., & Chappellaz, J. (2010). Constraint of the CO2 rise by new atmospheric carbon isotopic measurements during the last deglaciation. *Global Biogeochemical Cycles*, *24*(2), 2009GB003545. https://doi.org/10.1029/2009GB003545

Luz, B., & Barkan, E. (2005). The isotopic ratios 17O/16O and 18O/16O in molecular oxygen and their significance in biogeochemistry. *Geochimica et Cosmochimica Acta*, *69* (5), 1099–1110.
https://doi.org/10.1016/j.gca.2004.09.001

Luz, B., Barkan, E., Bender, M. L., Thiemens, M. H., & Boering, K. A. (1999). Triple-isotope composition of atmospheric oxygen as a tracer of biosphere productivity. *Nature*, *400* (6744), 547–550.
https://doi.org/10.1038/22987

Sigman, D. M., & Boyle, E. A. (2000). Glacial/interglacial variations in atmospheric carbon dioxide. *Nature*, *407* (6806), 859–869. https://doi.org/10.1038/35038000

<footnote n="1">¹ Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines — Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">² Cluster Earth and Climate [Amsterdam] – Vrije Universiteit Amsterdam – Amsterdam, Pays-Bas</footnote>
# Enregistrement par les paramètres magnétiques sédimentaires des variations climatiques du Pacifique équatorial ouest lors des derniers 40 ka.

Louise Dauchy-Tric<fnref n="1" />, Julie Carlut<fnref n="1" />, Franck Bassinot<fnref n="2" />

Les propriétés magnétiques permettent d'étudier les changements climatiques enregistrés dans les sédiments marins à différentes échelles de temps. Les variations de concentration et de granulométrie magnétique peuvent notamment être utilisées pour reconstruire les changements de précipitations et de circulation océanique profonde. Notre étude porte sur l'analyse magnétique de la carotte MD01-2385 (0.22 S, 134.24 E), prélevée au niveau de la maîge nord-ouest de la Papouasie-Nouvelle-Guinée, dans l'océan Pacifique équatorial ouest. Cette zone se trouve au cœur du " bassin chaud du Pacifique ouest " (Western Pacific Warm Pool, WPWP), une zone majeure de transfert de chaleur et d'humidité vers l'atmosphère, impactant le climat à grande échelle. Le climat de cette région est affecté par la mousson Indo-Australienne ainsi que par le phénomène El Niño-Oscillation Australe (ENSO) ce qui rend très complexes la reconstruction et la compréhension de ses variations passées.

Nous avons développé un modèle d'âge à haute-résolution basé sur 47 datations ¹⁴C, mettant en évidence un taux de sédimentation moyen élevé, de 30 cm/ka. Nous avons prélevé un échantillon tous les 2 cm, ce qui correspond à une résolution temporelle d'environ 70 ans. Les proxies de granulométrie magnétique (ARM/SIRM et Karm/K) montrent une décroissance progressive de la taille des grains lors de la dernière transition glaciaire-interglaciaire (~17 ka), ce qui suggère une diminution de l'intensité des courants de fond. Les valeurs de granulométrie restent ensuite stables à partir de ~8 ka. De 40 à ~13 ka, les oscillations millénaires du rapport ARM/SIRM semblent présenter des similitudes avec les changements de δ¹⁸O enregistrés au site EDML, en Antarctique. La fin de la déglaciation semble être plus en phase avec les variations de δ¹⁸O du forage glaciaire NGRIP (Groenland).

Les données magnétiques montrent des oscillations associées à la précession. Nous les interprétons comme traduisant les variations passées d'intensité des précipitations, en accord avec les variations des traceurs géochimiques et sédimentaires de l'altération continentale obtenues par Yu et al. (2023) sur la même carotte.

Nous avons daté à ~ 25.5 ka BP un niveau sédimentaire composé de gros grains magnétiques et de particules volcaniques. Il pourrait s'agir d'un dépôt associé à la super-éruption d'Oruanui du volcan Taupo en Nouvelle-Zélande, datée à ~ 25.6 ka. Des analyses géochimiques permettront de confirmer cette hypothèse.

<footnote n="1">1 Institut de physique du Globe de Paris (IPGP) – CNRS, Institut de Physique du Globe de Paris, Université Paris Cité, Université La Réunion – 75238 Paris Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">2 Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines – Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France</footnote>
# Reconstruction du niveau marin pendant la dernière déglaciation à partir du récif de Tahiti : nouvelles données et nouvelles contraintes sur l'amplitude du MWP-1A

Pierre Deschamps¹, Abel Guihou¹, Jennifer Weil-Accardo¹, Edouard Bard¹, Gilbert Camoin¹, Bruno Hamelin¹

¹Centre de Recherche et d'Enseignement de Géosciences de l'Environnement (CEREGE) – Collège de France, CNRS, IRD, Aix Marseille Université, INRAE – 13545 Aix-en-Provence, France

Une façon d'appréhender la dynamique des calottes de glaces et donc d'améliorer la modélisation et la prévision des variations futures du niveau marin est de s'appuyer sur des archives géologiques qui ont enregistré les variations passées du niveau marin. À ce titre, les carottes forées dans les récifs coralliens comme Tahiti et le Barbade fournissent des indications particulièrement précieuses sur ces variations et donc sur le comportement des calottes glaciaire par le passé. Des enregistrements obtenus à l'aide de ces archives ont ainsi mis en évidence des remontées extrêmement rapides du niveau de la mer, en particulier lors de la dernière déglaciation. Au cours de cette période qui a vu le niveau marin passer de la cote -120/130 mètres depuis le dernier maximum glaciaire, au niveau actuel, la remontée du niveau marin n'a pas été constante mais a été ponctuée par des accélérations rapides du niveau marin associées à des débâcles massives des calottes. La plus importante de ces accélérations, intitulée " MeltWater Pulse 1A " (MWP-1A) en anglais, a en particulier été précisément enregistrée dans les carottes du récif coralien de Tahiti prélevées dans le cadre de l'expédition internationale IODP 310. Une première reconstitution du MWP-1A obtenue à partir de datations de coraux provenant essentiellement des sites de Tiarei et Maraa a mis en évidence une élévation de 12 à 22 m du niveau marin en 340 ans, de 14,65 à 14,31 ka BP à Tahiti (Deschamps et al., Nature 2012), donc synchrone du réchauffement du Bolling. Le principal facteur d'incertitude sur l'amplitude du MWP-1A résulte de la faible contrainte sur la paléobathymétrie basée sur la tranche d'eau d'habitat des assemblages coralliens qui marquaient le début et la fin du MWP-1A. Nous présentons ici de nouvelles datations de coraux provenant de carottes situées sur les marges du site de Tiarei. Dans ces carottes, le développement du récif coralien est nettement moins continu que par ailleurs, mais les assemblages sont caractéristiques de la zone de brisant de la houle. Les nouvelles datations obtenues paraissent indiquer que le niveau marin était 8 m plus élevé que précédemment estimé vers 15,5 ka BP et possiblement de 3 m plus élevé juste avant le MWP-1A. Cette dernière contrainte conduit à réduire l'amplitude du MWP-1a à 13,8 1,3 m, ce qui implique une contribution moindre d'eau de fonte en provenance de l'Antarctique pendant cet évènement, par rapport à celles des calottes fennoscandienne et laurentide.
Past million years climatic evolution in numerical
climate transient simulations

Thomas Extier <fnref n="1" />, Thibaut Caley <fnref n="1" />, Alicia Hou <fnref n="1" />, Didier Roche <fnref n="2" />

The mechanisms associated with the climatic changes of the past million years are not fully addressed and understood. Only very few transient simulations with numerical climate models exist and cover the last 3 Ma (Willeit et al., 2019; Yun et al., 2023). Here, we will show the setup and preliminary results of the first long transient simulations over the last 4.5 Ma using the coupled Earth system model of intermediate complexity iLOVECLIM. This model will be used in this project since it is well-suited for long-term paleoclimate simulations, as already shown in Caley et al. (2014; 2018).

Running this 4.5 Ma transient simulation would require several years of continuous calculation. To reduce this computing time to a couple of months we follow the recent approach of Yun et al. (2023). We split the experiment into 44 individual chunks, starting during an interglacial period and covering at least one glacial/interglacial cycle. Each chunk overlaps with the next chunk by 20 ka so that the issue of initial conditions and spin-up time can be evaluated properly. We also use an acceleration factor of 5 for the orbital parameters, greenhouse gases concentration and ice-sheet forcing. The final climate trajectory is obtained by combining the individual chunks and by using sliding linear interpolation in the chunk-overlap periods.

This unique 4.5 Ma transient simulation will serve to (1) better understand global climate evolution and dynamic over long time period, (2) perform model intercomparison over the last 3 Ma (CLIMBER-2 – Willeit et al., 2019; CESM1.2 – Yun et al., 2023), (3) realize data-model comparison and integration with various climate records from different components of the climate system.

<footnote n="1">¹ Environnement, et Paléoenvironnement Océaniques et Continentaux (EPOC) – CNRS, Université de Bordeaux, Bordeaux INP, EPHE Paris, Université Paris sciences et lettres – 33615 Pessac Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">² Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) — CEA, CNRS, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines — Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France</footnote>
# Reconstitutions paléoclimatiques sur la base de données polliniques depuis le dernier maximum glaciaire en Europe : approches multi-méthodes, inversion probabiliste et mégabiomisation

Gabriel Fénisse<fnref n="1" />, Manuel Chevalier<fnref n="2" />, Odile Peyron<fnref n="3" />, David Bekaert <fnref n="1" />,
Pierre-Henri Blard <fnref n="1" />

Les données polliniques constituent un des proxys les plus abondants et résolus spatio-
temporellement dans les zones humides européennes (i.e., lacs, marais, tourbières) pour contraindre
l'évolution du climat depuis le dernier maximum glaciaire (LGM, 19-26 kyr). Cette période de quasi-
stabilité climatique, caractérisée par un climat drastiquement différent de l'actuel, forme un point
d'ancrage majeur pour évaluer la fiabilité des modèles de climat liés aux projections du changement
climatique anthropique. Les assemblages de pollens peuvent documenter des gradients spatiaux
climatiques, les effets de proximité des calottes et les saisonnalités (e.g., (1)). En revanche, le nombres de
sites fossiles, les qualités des enregistrements et les contraintes d'âge restent limités. En Europe, les
différentes inversions polliniques décrivent des évolutions climatiques différentes (e.g., MAT et WAPLs,
(2), (3)) et dépendantes des climats analogues (modernes) échantillonnés.

Nous présentons ici une compilation de séquences polliniques, avec des modèles d'âge révisés en Europe, et une synthèse des reconstitutions obtenues à partir du dernier jeu de données de calibration européen le plus exhaustif : EMPD2 ((4)). Les températures et précipitations reconstituées à partir de la méthode d'analogue moderne (MAT) et des moindres carrés (WAPLs), sont comparées à la probabiliste CREST ((5)) pour la première fois appliquée en Europe. Dans les zones étudiées, nous démontrons l'intérêt de suivre une approche de mégabiomisation ((6)) plutôt qu'une méthode de biomisation de PFT plus détaillées ((7)) afin de quantifier des évolutions climatiques cohérentes. En comparant les paléoclimats site par site, nous montrons que CREST est particulièrement sensible et performant pour les pollens plus détaillés taxonomiquement et moins dépendant du manque d'analogue que MAT et WAPLs. De plus, les reconstitutions issues de CREST montrent des variabilités des reconstitutions moins abruptes que les résultats des deux autres méthodes.

Au LGM, nos reconstitutions multi-méthodes sont plus froides et sèches que celles de la littérature (e.g., (1)), pouvant s'expliquer par un biais lié à l'abondance d'analogue. Au sein de ces reconstitutions, les variabilités des moyennes des mois les plus froids sont plus importantes que les mois les plus chauds. En plus des effets locaux, les gradients climatiques altitudinaux sont bien plus marqués que les variations latitudinales.

Pour juger la significativité des refroidissements et assèchements déduits des pollens, nous proposons une étude synthèse inter-proxys continentaux et les comparons avec ceux extraits du modèle de climat à complexité intermédiaire iLOVECLIM ((8)).

<footnote n="1">¹ Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CRPG) — CNRS, Université de Lorraine — 54501 Vandoeuvre les Nancy Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">² Institute for Geosciences, Department of Meteorology – University of Bonn — Bonn, Allemagne</footnote>

<footnote n="3">³ Institut des Sciences de l'Évolution de Montpellier (ISEM) – CNRS, EPHE Paris, IRD, Université de Montpellier, Université Paris sciences et lettres, CIRAD, INRAP – 34095 Montpellier Cedex 05, France</footnote>
(1) Brewer S. +, https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2008.08.029.

(2) Overpeck J. + 1994, https://doi.org/10.1016/0033-5894(85)90074-2

(3) Ter Braak C. + 1993

(4) Davis B.A.S. + 2020, https://doi.org/10.5194/essd-12-2423-2020

(5) Chevalier M. 2022, https://doi:10.5194/cp-18-821-2022.

(6) Prentice C. + 1996, https://doi.org/10.1007/BF00211617

(7) Li C. + 2024, https://doi.org/10.5194/egusphere-2024-1862

(8) Roche D. M. + 2014, https://doi.org/10.5194/gmd-7-1377-2014
PROJET EC2CO-ESPALIER : LES ENVIRONNEMENTS
LACUSTRES PASSES EN ANATOLIE OCCIDENTALE AU
QUATÈRAIRE SUPERIEUR - LE LAC BURDUR
(TURQUIE)

Elisabeth Gibert-Brunet <fnref n="1" />, Alina Tudryn <fnref n="1" />, Nevzat Ozgur <fnref n="2" />, Aurélie Noret <fnref n="1" />,
Iskender Gulle <fnref n="3" />, Erdal Kosun <fnref n="4" />, Piotr Tucholka <fnref n="5" />, Serdar Kapucu <fnref n="2" />

Aujourd'hui, la compréhension des changements climatiques affectant La Méditerranée orientale et le Moyen-Orient fait de l'étude ces régions un enjeu direct et significatif. En effet, ces régions se réchauffent presque deux fois plus vite que la moyenne mondiale. Toutefois, en raison des difficultés liées aux enregistrements continentaux souvent discontinus et à la surimposition des activités humaines, l'évolution climatique de la région anatolienne et ses mécanismes ne sont pas encore bien établis ou compris.

A la question générale de la compréhension de la dynamique climatique du Proche et Moyen Orient, se surimpose depuis quelques décennies une évolution rapide des hydrosystèmes lacustres. Confrontés à des désordres environnementaux liés à la surimposition du changement climatique (modification des précipitations : origine, quantité, variabilité) et des impacts anthropiques (sur- exploitation des eaux de surface et souterraines), ces hydrosystèmes sont en danger.

Situé en Anatolie et un des plus grands et profonds lacs de Turquie, le lac Burdur est aujourd'hui en danger avec une baisse de plus de 12 m de son niveau. L'impact anthropique lié à l'utilisation des ressources en eaux est mis en cause pour 90%, les 10% restant étant attribués au dérèglement climatique.

Les principaux objectifs du projet scientifique ESPALIER sur le bassin du lac Burdur (Turquie) sont (1) de déchiffrer les modèles et les tendances de l'évolution environnementale du lac en relation avec les changements naturels et anthropiques (échelle infrarégionale) à l'Actuel (bilans) et au cours du Quaternaire supérieur, (2) d'intégrer les résultats dans des stratégies de gestion durable de l'eau et des écosystèmes, et (3) de comparer les enregistrements multidisciplinaires obtenus à l'échelle suprarégionale pour tenter une reconstitution globale à l'échelle de l'Anatolie et du Moyen Orient.

Une mission de terrain a eu lieu en septembre 2024, et nous a permis de prélever 19 échantillons d'eau (de surface et souterrains) ainsi qu'un sondage sédimentaire de plus de 30 m de long. Nous présentons ici les premiers résultats : (i) la description du sondage en lien avec la géologie du site, et (ii) les données des isotopes stables de l'eau, qui vont nous permettre d'établir le bilan actuel du lac, préalable indispensable à la compréhension des changements passés.

<footnote n="1">¹ Géosciences Paris Saclay (GEOPS) – Université Paris-Saclay, CNRS – Université Paris Saclay, bâts. 504 & 510, 91405 Orsay Cedex, France</footnote>

<footnote n="2">² JEOSER YERBIL – Isparta, Turquie</footnote>

<footnote n="3">³ Département de Biologie — Université Mehmet Aktif Ersoy — Burdur, Turquie</footnote>

<footnote n="4">⁴ Département de Géologie — Université Akdeniz — Antalya, Turquie</footnote>

<footnote n="5">⁵ Département de Géologie — Université de Varsovie — Varsovie, Pologne</footnote>
Halite fluid inclusions as direct archives of past lake
temperature and chemical composition: application
to the Last Interglacial and Holocene Dead Sea

Emmanuel Guillerm<fnref n="1" />, Tim Lowenstein<fnref n="2" />, Yves Krüger<fnref n="3" />, Mebrahtu Weldeghebriel<fnref n="4" />,
Véronique Gardien<fnref n="5" />, Frédéric Caupin<fnref n="6" />, Achim Brauer<fnref n="1" />

Past temperature and chemical composition of lakes are valuable windows into paleoclimates. However, few proxies allow direct reconstruction of these variables. Here, we present new methods for exploiting the potential of fluid inclusions in halite as archives of lake temperature and chemical composition. We illustrate these methods with results from halites sampled in cores from the deepest floor of the Dead Sea, in the southern Levant, in the scope of the Horizon 2020 CROSSROADS project. Brillouin spectroscopy, nucleation-assisted microthermometry and laser ablation inductively coupled mass spectrometry on fluid inclusions in halite, now allow characterization of the temperature and absolute concentration of major and minor elements of ancient hypersaline lake waters. We show that water temperature was notably colder than today at the peak of the present and last interglacials. The twofold increase in magnesium concentration, reflecting a twofold decrease in lake volume, highlights increasingly dry conditions from the start to the end of interglacials. Several elements, such as calcium, strontium, barium and lithium, increase significantly throughout the Holocene, suggesting a gradual reequilibration of the lake's composition following a major change in the relative contribution of inflows at the end of the last glacial. These results pave the way to a better understanding of past climate conditions and atmospheric circulation changes in the Dead Sea and other hypersaline lakes.

<footnote n="1">¹ GFZ German Research Centre for Geosciences, Section Climate Dynamics and Landscape Evolution — Potsdam, Allemagne</footnote>

<footnote n="2">² Binghamton University – Binghamton University State University of New York — 4400 Vestal Parkway East Binghamton, NY 13902, États-Unis</footnote>

<footnote n="3">³ University of Bergen – Universitetet i Bergen | — Postboks 7800, NO-5020 Bergen, Norvège</footnote>

<footnote n="4">⁴ Department of Geosciences – Princeton University — Guyot Hall, Princeton, NJ 08544-1013, États-Unis</footnote>

<footnote n="5">⁵ Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE) - CNRS, ENS Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, Université Jean Monnet Saint-Etienne - 69622 Villeurbanne Cedex, France</footnote>

<footnote n="6">⁶ Institut Lumière Matière (ILM) — Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS — 69622 Villeurbanne Cedex, France</footnote>