• Langue : Français, Anglais
• Discipline : Sciences de la terre et de l'univers
• Identifiant : 2025ULILR040
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 24/11/2025

Résumé en langue originale

Les milieux subantarctiques connaissent aujourd'hui des transformations rapides liées au changement climatique, marquées aux îles de Kerguelen (49° S, 69° E) par des records de réchauffement de l'air de +1,5 °C depuis le milieu du XX? siècle et une baisse des précipitations. Selon les projections en glaciologie, la calotte glaciaire Cook est susceptible de disparaître totalement d'ici 2100. Ce constat illustre la vulnérabilité des écosystèmes et la nécessité de développer des méthodes capables de suivre et d'interpréter les changements environnementaux à l'échelle régionale. Dans ce contexte, la cartographie des paysages apparaît comme un outil essentiel pour identifier, suivre et interpréter les trajectoires environnementales à l'échelle régionale.Cette thèse propose une approche de cartographie et de caractérisation fondée sur l'exploitation conjointe des séries temporelles NDVI MODIS (2003-2022) et des réanalyses climatiques issues du modèle de MAR. Trois méthodes complémentaires ont été développées : (i) la stratification et classification en paysages radiométriques ; (ii) le suivi des tendances de verdissement et brunissement et leur relation avec les facteurs climatiques ; (iii) la caractérisation phénologique par télédétection et son lien avec les aléas climatiques. Le concept de paysage radiométrique, défini comme une unité spatiale homogène issue des signatures temporelles du NDVI, constitue le point d'entrée de cette recherche ainsi que le socle de l'analyse des trajectoires environnementales.La méthodologie développée a permis de cartographier cinq types de paysages : mosaïques littorales dispersées, altitudes intermédiaires, haute altitude, transition et de plaine. Validée localement par des données de terrain, des métriques topographiques et les réanalyses climatiques, cette typologie révèle des différences significatives et constitue la première carte des grands domaines paysagers de l'archipel, offrant un cadre de contextualisation spatiale robuste pour l'étude des écosystèmes subantarctiques.Les dynamiques végétales révèlent un contraste marqué entre l'ouest, globalement stable, et l'est de l'archipel, où les évolutions sont plus hétérogènes. Le centre-est se distingue par un fort verdissement, particulièrement dans les paysages de haute altitude et de transition, tandis que les plaines et zones littorales de l'Est présentent une mosaïque plus contrastée dominée par des tendances au brunissement. La température de l'air apparaît comme le principal facteur explicatif, rendant compte de 79 % des variations observées. Sur le plan phénologique, un allongement généralisé de la saison de croissance, atteignant jusqu'à 30 jours supplémentaires, est observé dans l'ensemble des cinq paysages. Cet allongement s'accompagne d'une hausse significative du signal NDVI, révélant une intensification de la productivité végétale sur près de 28 % des surfaces reconnues comme végétalisées.En réinterrogeant les trajectoires paysagères, ce travail souligne la diversité des dynamiques récentes entre verdissement, brunissement et stabilité. Il met en évidence, pour la première fois aux îles de Kerguelen, le potentiel des séries MODIS pour cartographier et analyser à long terme les trajectoires des paysages de l'archipel. Les méthodes développées, robustes et reproductibles, ouvrant la voie au suivi d'autres régions isolées et sensibles au climat. Replacés dans un contexte plus large, ces résultats témoignent des dynamiques de profonds des bouleversements écologiques qui s'opèrent sur les environnements terrestres du système Terre, qui s'accompagneront de conséquences majeures pour le fonctionnement ou la survie des écosystèmes actuels.

Résumé traduit

Sub-Antarctic environments are currently undergoing rapid transformations driven by climate change, particularly in the Kerguelen Islands (49°S, 69°E), where record air warming of +1.5 °C since the mid-20th century and a decline in precipitation have been observed. According to glaciological projections, the Cook Ice Cap is expected to disappear completely by 2100. These findings highlight the vulnerability of ecosystems and the need to develop methods capable of monitoring and interpreting environmental changes at a regional scale. In this context, landscape mapping emerges as an essential tool to identify, monitor, and interpret environmental trajectories at regional scales.This dissertation proposes a mapping and characterization approach based on the combined use of MODIS NDVI time series (2003-2022) and climate reanalyses from the MAR model. Three complementary methods were developed: (i) stratification and classification into radiometric landscapes; (ii) monitoring greening and browning trends and their relationship with climatic factors; (iii) phenological characterization through remote sensing and its link with climate variability. The concept of the radiometric landscape, defined as a homogeneous spatial unit derived from NDVI temporal signatures, serves as both the entry point of this research and the foundation for analyzing environmental trajectories.The methodology developed enabled the mapping of five landscape types: scattered coastal mosaics, intermediate altitudes, high altitudes, transitional zones, and low-relief plains. Validated locally through field data, topographic metrics, and climate reanalyses, this typology reveals significant differences and constitutes the first map of the main landscape domains of the archipelago, providing a robust spatial framework for studying sub-Antarctic ecosystems.Vegetation dynamics reveal a sharp contrast between the west, which remains generally stable, and the east of the archipelago, where changes are more heterogeneous. The central-eastern sector stands out with strong greening, particularly in high-altitude and transitional landscapes, while the plains and coastal areas of the east display a more contrasted mosaic dominated by browning trends. Air temperature emerges as the main explanatory factor, accounting for 79% of observed variations. From a phenological perspective, a widespread lengthening of the growing season—by up to 30 additional days—was detected across all five landscapes. This lengthening is accompanied by a significant increase in NDVI signal, indicating an intensification of vegetation productivity over nearly 28% of vegetated areas.By re-examining landscape trajectories, this work underscores the diversity of recent dynamics, ranging from greening to browning to stability. It demonstrates, for the first time in the Kerguelen Islands, the potential of MODIS time series to map and analyze long-term landscape trajectories across the archipelago. The methods developed, both robust and reproducible, pave the way for monitoring other remote and climate-sensitive regions. Placed within a broader context, these results reflect the profound ecological upheavals currently reshaping terrestrial environments of the Earth system, with major consequences for the functioning and survival of present-day ecosystems.