Dissertationen zum Thema „Étude géologique du sous-Sol“

La télédétection radar a connu un grand développement ces dernières années, majoritairement pour l'observation de la Terre, mais également pour l'exploration planétaire. Alors que l'essentiel des applications à ce jour concerne l'étude des surfaces, le SAR permet, sous certaines conditions d'aridité, de scruter les sous-sols et c'est cette capacité que nous avons étudié plus en détail. L'objectif de notre travail était de valider, de façon expérimentale et théorique, un ensemble de techniques et de méthodes permettant d'étudier et de caractériser le sous-sol à distance. A partir de l'étude de deux sites tests (le Pyla, France et la région de Bir Safsaf, Egypte), nos travaux ont permis de mettre en évidence des structures enfouies (interface géologique, humidité du sous-sol) par des signatures caractéristiques et d'évaluer les performances de tels systèmes, laissant entrevoir des champs d'applications nouveaux et très vastes : ressource en eau, cartographie géologique, archéologie, etc.

L'analyse diachronique (1953-1986) par photographie aerienne se traduit par une cartographie qui permet de suivre l'evolution de l'occupation du sol. Evaluation de la valeur pastorale des paturages naturels et comparaison avec les besoins journaliers de l'unite bovin tropical. Appreciation de la valeur d'especes cultivees (stylosanthes, brachiaria) et des conditions d'elevage dans la zone. Etude des problemes lies a l'amenagement par amelioration du potentiel pastoral (capacite des charges des paturages), exploitation rationnelle des paturages et associations de l'agriculture a l'elevage

Dans les systèmes de télécommunications l'isolateur est le seul élément qui n'a pas encore été intégré, en raison du traitement thermique élevé (~ 700 °C) nécessaire à la cristallisation des matériaux magnétiques le constituant. Ce composant autorise le passage de la lumière dans une seule direction, en bloquant la propagation dans le sens retour et évite les risques des dommages ou d'instabilités. Il est basé sur l'effet non-réciproque de la rotation Faraday des matériaux magnéto-optiques. Pour surmonter ce problème de compatibilité tout en exaltant l'effet magnéto-optique, un matériau composite structuré en cristal photonique 3D a été élaboré par imprégnation d'un opale direct de polystyrène avec une solution de précurseurs métalliques dopés avec des nanoparticules magnétiques (CoFe2O4) à basse température en utilisant le procédé sol-gel. Premièrement, nous avons montré par le calcul, que l'utilisation d'un matériau magnétique diluée avec un indice de réfraction relativement faible dans un cristal photonique 1D, peut augmenter le facteur de mérite par rapport à une seule monocouche magnéto-optique. Pour obtenir une rotation Faraday suffisante, la fraction volumique de nanoparticules magnétiques dans la couche composite a tout d'abord été augmentée de quelques pour cent à une valeur aussi importante que 40%. Le résultat principal de cette thèse est enfin que la rotation de Faraday des cristaux magnéto-photoniques réalisés a montré une amélioration sur les bords de la bande interdite photonique en comparaison à la seule monocouche.

La méthode géophysique électromagnétique inductive dans le domaine temporel (TDEM) est employée dans des domaines tels que l’hydrologie ou l’exploration minière et permet l’établissement de modèles de résistivité électrique du sous-sol. L’application de cette méthode avec des dispositifs d’acquisition réduits, avec des boucles de quelques mètres de côté, rend la mesure plus sensible aux autres paramètres électromagnétiques : la permittivité diélectrique et la viscosité magnétique. L’objet du travail de recherche présenté ici est de réaliser des sondages TDEM avec des dispositifs d’acquisition réduits et d’en extraire non seulement un modèle de résistivité électrique du sous-sol, mais aussi de permittivité diélectrique et de viscosité magnétique. L’acquisition d’un sondage TDEM avec des dispositifs à petites boucles implique également une sensibilité à la réponse du système sur lui-même, plus importante. Des simulations de cette réponse ont été menées afin de pouvoir l’estimer le plus précisément possible et la prendre en compte lors du traitement des données. Une géométrie d’acquisition des mesures est ensuite proposée pour rendre l’interprétation multi-paramètres de la mesure plus accessible. Les effets des propriétés électromagnétiques se superposent sur la mesure en configuration centrale. L’utilisation de géométries avec une sensibilité plus faible à la permittivité diélectrique et la viscosité magnétique permettra de séparer les contributions des différents paramètres. Ces développements méthodologiques ont enfin été testés lors d’acquisitions sur le site test de Garchy (Nièvre)
The geophysical electromagnetic inductive method in the time domain (TDEM) is used in fields such as hydrology or in mining exploration. It allows the establishment of electrical resistivity models of the subsurface. Using this methods with reduced acquisition loops with a width of only a few meters, makes the measurement more sensitive to additional parameters : the dielectric permittivity and the magnetic permeability. The present research work aims to acquire a small-loop TDEM sounding and to extract not only an electical resistivity model but also an estimation of the dielctric permittivity and of the magnetic viscosity. The acquisition of a small-loop TDEM sounding implies a increased sensitivity to the response from the acquisition system itself, in part because of the reduced distance between the transmission and reception loops. Simulations aiming to reproduce this system response have been carried out to be able to take it into account during the data processing step. A specific acquisition geometry is then proposed to ease the multi-parameter interpretation of the TDEM data. The effects from the electric, dielectric and magnetic properties of the ground are overlapping on the measurements in the central configuration. Using different geometry with lower sensivities to dielectric permittivity and magnetic viscosity should make the contribution of each parameter easier to isolate. These methological developments were then tested with field measurement on the test site of Garchy (Nièvre, France)

Le déclin de la biodiversité et son impact sur le fonctionnement des écosystèmes sont un enjeu majeur du XXIème siècle. L’agriculture intensive est aujourd’hui considérée comme l’un des facteurs responsables de ce déclin, suscitant une volonté sociétale pour une transition vers l’agroécologie. Celle-ci vise à intégrer les fonctions écologiques dans la production des biens agricoles. Les prairies permanentes sont au cœur de ces enjeux, étant à la fois essentielles pour l’alimentation du bétail, tout en pouvant abriter une forte biodiversité. L'intensification des pratiques agricoles peut modifier les communautés de plantes et de pollinisateurs et leurs interactions plantes-pollinisateurs. Actuellement, les mécanismes expliquant ces changements sont peu étudiés, encore moins avec une approche utilisant les traits fonctionnels comme celle que nous proposons dans cette thèse. Les objectifs de cette thèse sont : 1) d’étudier l’effet de l’intensification agricole locale sur la diversité fonctionnelle des traits floraux et les conséquences sur la fonction de pollinisation ; 2) d’étudier les relations entre diversité des traits floraux et diversités taxonomique et fonctionnelle des pollinisateurs ; 3) de déterminer si la pilosité et la surface de la face des pollinisateurs sont des bons prédicteurs de la quantité de pollen transporté. Afin d’atteindre ces objectifs, nous avons sélectionné en Moselle 16 prairies permanentes appartenant à un gradient d’intensification agricole. Nous avons mesuré cinq traits floraux appartenant à trois catégories (signal, barrière à l’exploitation, récompense) sur les espèces de plantes de nos communautés. Nous avons constitué des réseaux visuels d’interactions plantes-pollinisateurs en capturant les insectes butineurs le long de transects. Enfin, nous avons mesuré la masse de ces insectes ainsi que la surface et la pilosité de leur face que nous avons relié à la quantité de pollen qu’ils transportaient. Tout d’abord, nous avons montré que la fertilité du sol a une influence significative sur la diversité fonctionnelle des traits floraux mais pas l’intensification agricole. Alors que la fertilité du sol est connue pour influencer la diversité fonctionnelle des traits végétatifs, ces résultats sont les premiers à montrer un effet du sol sur la diversité fonctionnelle des traits floraux, et pourraient avoir comme origine un phénomène d’exclusion compétitive. L’augmentation de la diversité fonctionnelle des traits floraux augmente significativement la fréquence des interactions plantes-pollinisateurs, proxy de la fonction de pollinisation. Ces résultats sont en concordance avec les relations positives attendues entre biodiversité et fonctionnement des écosystèmes. L’augmentation de la diversité fonctionnelle de la production de sucre augmente significativement la richesse taxonomique des pollinisateurs mais pas la diversité fonctionnelle de leur masse corporelle, suggérant l’importance de maximiser la diversité fonctionnelle de la production de sucre pour maintenir une forte diversité taxonomique de pollinisateurs à l’heure où cette dernière connaît un déclin. Enfin, nous avons montré que la quantité de pollen transporté sur la face des pollinisateurs augmente significativement avec la surface et la pilosité de cette partie de leur corps. Ce résultat est une validation de ces deux traits d’effet pour la pollinisation à un ensemble d’espèces de plantes sauvages, là où ils n’étaient partiellement validés que pour quelques espèces de plantes cultivées. Cette thèse apporte donc une perspective unique sur les effets en cascade des facteurs locaux jusqu’à la fonction de pollinisation en prairie permanente
Decline in biodiversity and its impacts on ecosystem functioning are critical issues we are facing in the 21st century. Intensive agriculture is nowadays considered as one of the factors behind this decline, sparking off a societal desire toward an agroecological transition. Agroecology aims at integrating ecological functions into food production processes. Permanent grasslands are at the core of these issues, because of their essential roles in livestock feeding, but also because of their ability to harbor a rich biodiversity. Intensification of agricultural practices can modify plant and pollinator communities, but also interactions between these two trophic levels. Presently, the mechanisms behind these modifications are little studied, and even less with a functional trait-based approach as we propose in this PhD thesis. The goals of this PhD thesis are: 1) to study the effects of local land-use intensification on functional diversity of floral traits and their consequences on pollination function; 2) to study the relationships between functional diversity of floral traits and both taxonomic and functional diversities of pollinators; 3) to determine if hairiness and surface of pollinator face are good predictors of face pollen load. To do so, we selected 16 permanent grasslands belonging to a land-use intensification gradient in Moselle, France. We measured five floral traits belonging to three categories (cue/signal, exploitation barrier, reward) from plant species in the communities we followed. We established visual plant-pollinator interaction networks by catching foraging insects along transects. Finally, we measured insect body mass, as well as the surface and the hairiness of their face which were related to their face pollen load. Firstly, we found a significant effect of soil fertility on functional diversity of floral traits, but no effect of land-use intensification. While soil fertility is already known to influence functional diversity of vegetative traits, our results show for the first time an effect of soil characteristics on functional diversity of floral traits, that could be caused by exclusive competition. Moreover, an increase in functional diversity of floral traits results in an increase in plant-pollinator interaction frequency, a proxy of pollination function. This result is in congruence with the expected positive relationships between biodiversity and ecosystem functioning. We also found that an increase in functional diversity of nectar sugar production increases pollinator taxonomic richness but not functional diversity of their body mass. This result suggests the importance to maximize functional diversity of sugar production to maintain a high taxonomic diversity of pollinators, while pollinators face currently a global decline. Lastly, we showed an increase in face pollen load of pollinators with hairiness as well as surface of this body part, validating these two pollination effect traits for a set of wild plant species, while until now it was only done for a few cultivated plant species. This PhD thesis thus brings a unique perspective of cascading effects from local factors to pollination function in permanent grasslands

Cette étude porte sur les structures souterraines des amphithéâtres dans les provinces de l’Afrique du Nord sur une période allant du Ier siècle av. J.-C au IVe siècle. Les recherches se sont tout d’abord concentrées sur les sources littéraires et iconographiques qui rapportent des moments du spectacle, puis sur la constitution d’un corpus architectural exhaustif centré sur l’Afrique. Le sujet de notre recherche repose toutefois sur une réalité décrite qui ne trouve pas forcément de témoignages matériels sur le terrain. Il concerne, en outre, l’aménagement des sous-sols dans les amphithéâtres et l’ensemble des techniques et des processus qui permettaient de ménager des effets de surprise sur le spectateur. Nous revenons dans un premier temps sur la contextualisation du sujet, l’historiographie de la recherche et proposons une synthèse chronologique sur l’évolution des spectacles et des sous-sols. Nous avons ensuite constitué un corpus des amphithéâtres d’Afrique du Nord dotés d’un sous-sol. Il relève, en outre, de l’analyse architecturale de neuf amphithéâtres africains, dont les observations ont servi de fondement à une réflexion sur la conception et l’organisation des différentes composantes du sous-sol sur le plan technique, à une étude des éléments périssables et à la proposition d’une typologie adaptée des modes d’organisation. L’analyse se clôt par trois synthèses qui visent à répondre à des questionnements d’ordre architectural, spatial et social, parmi lesquels la nécessité du sous-sol au fonctionnement du spectacle, la multifonctionnalité des espaces, le déplacement des cages et des équipes, et la préparation des spectacles et les effets sur la foule
This study focuses on the underground of amphitheaters in the Roman North Africa provinces from the 1st century BCE to the 4th century CE. The research initially concentrated on literary and iconographic sources that describe moments of spectacle, and then on the compilation of a comprehensive architectural corpus centered on Africa. However, the subject of our research is based on a described reality that may not necessarily have tangible evidence in the field. It pertains to the arrangement of underground spaces in amphitheaters and the various techniques and processes employed to create surprise effects for the spectators. Firstly, we revisit the contextualization of the subject the historiography of the research and provide a chronological synthesis of the evolution of spectacles and underground spaces. Subsequently, we assembled a corpus of North African amphitheaters equipped with underground facilities. Furthermore, we conducted an architectural analysis of nine African amphitheaters, with the observations forming the basis for a reflection on the technical design and organization of different underground components, an examination of perishable elements, and the proposal of a suitable typology for organizational modes. The analysis concludes with three syntheses aimed at addressing architectural, spatial, and social questions, including the necessity of underground spaces for the functioning of the spectacle, the multifunctionality of spaces, the movement of cages and teams, and the preparation of performances and their effects on the audience

En vue de l'étude des dynamiques de population des nématodes inféodés au bananier (sous-groupe Cavendish), le mode de croissance particulier du système racinaire a nécessité l'élaboration d'une technique d'échantillonnage adaptée. De plus, la multiplicité des types de sol des bananeraies en Côte d'Ivoire, a entrainé la mise en place d'expérimentations multilocales. L'étude faunistique a permis de dresser la liste de 21 espèces, parmi lesquelles quatre sont prédominantes : Radopholus similis. Helicotylencbus multicinctus. Hoplolaimus pararobustus et Céphalenchus emarginatus. L'analyse statistique multivariée de leur répartition en relation avec certaines variables du sol a mis en évidence des tendances très différentes; ces variables ne semblent pas avoir d'effet sur les populations de R. Similis tandis qu'elles ont une influence diverse sur les autres espèces. Sur sol organique, H. Multicinctus est prédominant tandis que sur sol minéral, R. Similis demeure le principal endoparasite. Les modalités du parasitisme des principales espèces, et le mode de propagation végétative du bananier, entrainent leur dissémination dans l'écorce du matériel de plantation. L'étude de la libération des nématodes par ce matériel en culture hydroponique a démontré que, après plantation,c'est cet inoculum apporté par le rhizome, seul ou surajouté à celui du sol, qui ré-infeste rapidement le système racinaire, via le sol, puisque toute racine émise est indemne de nématodes. Sur sol minéral, les fluctuations de population de R. Similis sont la résultante de plusieurs facteurs, tels la phénologie du renouvellement racinaire, la pluviosité et la compétition avec les autres espèces phytoparasites. Sur sol organique, en conditions édaphiques favorables pour H. Multicinctus, la pluviosité apparait comme l'unique facteur agissant sur les dynamiques de population de cette espèce. Par contre, la compétition avec les autres espèces semble être le facteur prédominant pour R. Similis. Ces résultats ont permis l'élaboration de nouvelles stratégies de lutte contre les nématodes du bananier, afin d'optimiser le contrôle de leurs populations
In order to study the population dynamics of plants-parasitic nematodes associated with bananas (sub-group Cavendish), a new sampling method has been used in relation with the specific growth of the root system. Then, owing to the diversity of soil types in banana-growing areas in the Ivory Coast, multi-local experiments were set up. Faunistic study has allowed to list 21 differents species, in which four are prevalent: Radopholus similis, Helicotylenchus multicinctus, Hoplolaimus pararobustus and Cephalenchus emarginatus. Multivariate analysis of their distribution in relation with some soil variables has shown important differences in nematode trends; R. Similis, contrary to the others species, seems not too affected by these variables. On organic soil H. Multicinctus is predominant, whereas R. Similis remains the main endoparasitic species on mineral soil. Host-parasite relationship with respect to the main nematode species, and the vegetative way of banana propagation, leads to their dissemination through the cortex of the planting material. Study of the emergence of the nematodes from this planting material in hydrophonic culture has shown that, after planting, it is the inoculum brought by the corm, alone or in combination with the one from the soil, which infests rapidly the root system, because each root is produced free of nematodes. On mineral soil, population dynamic of R. Similis results from several factors such as, the phenology of the renovation of the roots, the rainfall and the competition with the others species. On organic soil, in favourable conditions of soil type for H. Multicinctus, rainfall appears as the only factor involved in the population dynamics, contrary to R. Similis for which competition with the other nematodes seems to be the prevalent factor. These results have allowed us to determine new strategies of nematode control in order to optimize the pest management

Peu d'informations sont disponibles sur la composition du sous-sol de la planète Mars. La recherche d'éventuels réservoirs, qui pourraient avoir subsisté à des profondeurs kilométriques reste d'actualité. Le sondage EM apparaît comme une des solutions les plus prometteuses. Un radar à pénétration de sol EISS Electromagnetic Investigation of the SubSurface a été développé pour la mission ExoMars et permet le sondage profond du sous-sol en mono et bistatique. Nous présentons des résultats d'études menées sur l'optimisation de l'antenne électrique constituée de deux monopôles chargés et sur l'impact de l'angle entre ces deux monopôles sur les performances de EISS. Le couplage entre l'antenne et le sol a été analysé afin d'estimer la permittivité du sous-sol proche. Différentes techniques d'interprétation des données en termes de détection, localisation en 3D et caractérisation des strates du sous-sol sont proposées et évaluées à partir de données simulées.

L'analyse des mécanismes de l'accrétion tectonique de sédiments a été entreprise le long de la marge convergente Europe-Afrique, sur le prisme d'accrétion sicilien, et à l'aide de modélisations expérimentales : 1) le prisme sicilien correspond à l'écaillage, du Néogène à l'actuel, de différents domaines paléogéographiques des marges africaine et européenne dans un contexte de subduction-collision entre ces deux plaques. Le domaine centro-silicien (ou de Caltanissetta) est le domaine le plus récent accrété au front du prisme. L'imbrication d'un ensemble d'écailles très pelliculaires à vergence sud résulte d'événements tectoniques Pliocène à Pléistocène inférieur. La dispersion des orientations structurales révèle le rôle des structures obliques à la direction de raccourcissement principale (ns). La présence de duplex dans la partie est du domaine implique l'existence de deux niveaux de décollement superposés, partageant le domaine frontal en une unité tectonique inferieure et une unité tectonique supérieure. Les écailles de l'unité tectonique supérieure reposent, le plus souvent, sur une formation argileuse de type mélangé (le mélange varicolore) qui est interprété comme le niveau de décollement intermédiaire. Le décollement profond n'est pas visible à l'affleurement. Le mélangé varicolore présente des indices de déformation dans un milieu encore riche en fluide : 1) diapirisme argileux au cœur des anticlinaux frontaux et 2) nombreuses traces de cristallisations syntectoniques. A l'échelle du domaine frontal du prisme, la répartition des minéralisations, essentiellement au niveau des zones de faille, suggère des circulations de fluides localisées pendant la phase de mise en place des écailles. A partir de l'analyse des inclusions fluides piégées dans ces cristallisations (quartz et calcite) nous avons tenté de caractériser la nature et de reconstituer l'histoire p/t de ces circulations de fluides. Au niveau des chevauchements de base des duplex (connectes au décollement profond) sont présents des fluides aqueux à faible salinité ainsi que des hydrocarbures. Les mesures thermiques (microthermométrie et état de maturation de la matière organique) indiquent des températures de piégeage élevées (>200c), qui sont en déséquilibre par rapport au paléo-gradient régional et par rapport à l'état de recristallisation de la matrice argileuse encaissante. Ceci suggère des advections de fluides d'origine profonde le long du décollement basal (8 à 10 km) en régime transitoire ; 2) l'analyse de la géométrie et de la cinématique des bassins avant-arc et des zones de transfert de la déformation a été réalisée à partir de modèles expérimentaux en sable. Des modèles couplant sédimentation et raccourcissement ont permis de tester l'influence de la friction le long du décollement sur le développement des bassins avant-arc. Lors du raccourcissement du modèle, un équilibre mécanique s'établit entre deux failles principales : le chevauchement frontal et le rétrochevauchement majeur qui limite le bassin avant-arc. La propagation de la déformation au front ou dans la partie arrière du prisme est enregistrée par l'épaisseur des séquences sédimentaires déposées dans le bassin avant-arc à chaque étape de raccourcissement. Nous avons testé l'influence de différents dispositifs sur la formation et l'évolution des zones de transfert de la déformation. Les variations de l'épaisseur sédimentaire dans l'avant-pays, le décalage horizontal de la butée, une géométrie coudée de la butée ou une variation latérale de la friction le long du décollement entrainent la formation d'une zone de transfert. Ces zones sont caractérisées par des propagations alternées ou synchrones des chevauchements. Leur structure 3d montre de forte courbure des chevauchements et la formation de rampes obliques a la direction de raccourcissement

Étude d'une serre agricole munie de capteurs solaires et d'un système d'échangeurs enterrés, à air. Modélisation du système ; simulation sur ordinateur du comportement thermique, et comparaison avec des résultats expérimentaux

Une modélisation de la courbure d'une dalle bicouche armée est présentée. La première couche est formée d'un matériau armé stable en voile de verre, à comportement élastique linéaire. La seconde est une couche en "matières plastiques" à base de FVC, dont le comportement est viscoélastique. L'instabilité de la structure est due au retrait induit dans la couche viscoélastique après la fabrication. Le modèle utilisé est le Modèle Multiphasique des Matériaux Multicouches appelé "modèle M4". Il propose une modélisation alternative des structures multicouches, par rapport aux deux grands courants, bidimensionnels et tridimensionnels. Une solution analytique, à coût numérique réduit, est proposée. Le comportement de la couche viscoélastique est identifié à un modèle de Zener. Les différentes caractéristiques du modèle sont déterminées, en se basant sur des séries d'essais expérimentaux simples, inspirés par le comportement réel du matériau. Le problème à résoudre est donc celui de l'évolution de la géométrie de ce bicouche (Elastique - Viscoélastique) avec le temps, ainsi que le rôle de chaque paramètre dans cette évolution.

Nous modélisons le rapport entre variation de pesanteur et déplacement vertical du sol dus à une surcharge à la surface d'un modèle de Terre à symétrie sphérique, stratifié et élastique. Les résultats théoriques sont comparés aux valeurs numériques trouvées pour diverses charges à partir des sorties de modèles globaux. Nous évaluons la résolution et la précision des variations temporelles du contenu en eau du sol estimées par la mission de gravimétrie spatiale GRACE. Celles-ci sont comparées aux prédictions des variations saisonnières de plusieurs modèles hydrologiques. En Europe, la validation des mesures GRACE par les mesures des gravimètres du reseau GGP repose sur une analyse en composantes principales et met en évidence la sécheresse de l'été 2003. Les signatures gravitationnelles cosismique et postsismique associées au séisme de Sumatra (2004) sont extraites des données GRACE. Une modélisation de l'effet cosismique montre que la réponse statique de l'océan ne peut être negligée.

Ce travail vise à évaluer les performances de matériaux à base de silice et à rationaliser leur synthèse en fonction des propriétés d’adsorption recherchées (capacité et/ou sélectivité) en combinant des approches expérimentales et la modélisation de dynamique moléculaire. Ces matériaux devaient idéalement présenter une capacité d’adsorption CO2 mais également une sélectivité CO2 /CH4 élevées. Les différentes étapes de ce travail ont été :- la synthèse et la fonctionnalisation des matériaux de silice,- leur caractérisation texturale et chimique,- la détermination des capacités d’adsorption du CO2, de leur sélectivité CO2/CH 4 ,- les caractérisations par différentes techniques spectroscopiques et microscopiques des échantillons pour essayer de localiser l’adsorption du CO2 et mesurer sa mobilité,- l’identification microscopique par modélisation moléculaire des facteurs physico-chimiques influant sur l’adsorption préférentielle du CO2 et sa diffusivité dans le matériau hôte ainsi que sur le rôle du caractère hydrophile/hydrophobe du matériau de silice par le biais de sa fonctionnalisation.Ces objectifs ont nécessité la préparation de matériaux à surfaces spécifiques élevées par le biais d’un procédé sol-gel simple. Ces matériaux ont été modifiés afin d’obtenir un taux de fonctionnalisation par des groupements -CH3 suffisant pour modifier le caractère hydrophile du matériaux tout en conservant une surface spécifique suffisante. L’influence de la taille des pores a également été sondée.Les capacités d’adsorption des gaz sous pression ont été réalisées pour les gaz purs mais également sur des mélanges CO2/CH4 dans différentes proportions. La sélectivité CH 4 /CO 2 , souvent estimée à partir des isothermes des corps purs et/ou la méthode IAST, a dans ce cas été déterminée à partir de la mesure directe des isothermes des mélanges de gaz. Il est apparu que l’eau joue un rôle crucial sur les capacité et sélectivités d’adsorption. Ce paramètre est l’un de ceux qui a été étudié à travers les simulations de dynamiques moléculaires. L’influence de l’introduction de groupements hydrophobes a également été exploré.Les résultats obtenus par dynamique moléculaire sont dans l’ensemble en bon accord avec les données expérimentales. Ces deux approches parallèles expérience/théorie ont mis en évidence la sélectivité de l’un des matériaux pour des applications où l’effluent gazeux est peu chargé en CO 2
This work aims to evaluate the performance of silica-based materials and to rationalize their synthesis according to their desired adsorption properties (capacity and/or selectivity) by combining experimental approaches and the management of the molecular animal. These materials are ideally suited for CO2 adsorption capacity but also CO2/ CH4 selectivity. The different stages of this work were:- the synthesis and functionalization of the silica materials,- their textural and chemical characterization,- the determination of CO2 adsorption capacities, of their CO2/ CH4 selectivity.- the characterizations by various spectroscopic and microscopic techniques of tests to try to locate the adsorption of CO2 and to measure its mobility,- microscopic identification by the factor of physic-Factors influence the preferential adsorption of CO2 and its diffusivity in the role of hydrophilic / hydrophobic character in silica by functional.These objectives required the preparation of high specific surface materials through a simple sol-gel process. These materials have been modified in order to obtain a degree of functionalization with -CH3 groups sufficient to modify the hydrophilic nature of the material while maintaining a sufficient specific surface area. The influence of pore size was also probed.The adsorption capacities of the gases under pressure were carried out for pure gases but also on CO2/ CH4 mixtures in different proportions. The CH4/ CO2 selectivity, often estimated from the pure body isotherms and / or the IAST method, was in this case determined from the direct measurement of the isotherms of the gas mixtures. It has become apparent that water plays a crucial role in adsorption capacity and selectivity. This parameter is one of those studied through molecular dynamics simulations. The influence of the introduction of hydrophobic groups has also been explored.The results obtained by molecular dynamics are on the whole in good agreement with the experimental data. These two parallel experience / theory approaches have highlighted the selectivity of one of the materials for applications where the gaseous effluent is little loaded with CO2

Cette étude est une contribution à l'étude de la dépollution des sols à l'aide d'une modélisation expérimentale. L'objectif du travail est d'étudier les processus physico-chimiques intervenant au cours du transport de polluants métalliques toxiques dans les sols soumis à un champ électrique. Les essais sont réalisés en laboratoire avec des sols obtenus à partir d'un mélange d'un sable de Fontainebleau avec une solution cationique de polluant. Les polluants étudiés sont des métaux amphotères dont le plomb(II), le chrome(III) et le zinc(II), avec des concentrations initiales variant de 0,1 à 10 g/l. Une tension électrique constante est appliquée au dispositif pendant un temps déterminé. L'analyse des teneurs de polluant sur différents endroits de la cuve à l'arrêt du traitement dans le sol montre que la répartition du polluant varie en fonction de la nature et de la concentration initiale du polluant utilisé. Ainsi, dans le cas du plomb, nous avons observé trois cas de figure : - une distribution plutôt homogène du plomb dans la cuve pour une concentration initiale de 0,1 g de Pb2+/1, consécutive à un faible déplacement du polluant, - un appauvrissement des zones anodique et cathodique, par rapport à la teneur initiale, avec accumulation du polluant au centre de la cuve pour 1 g de Pb2+/1, - un appauvrissement important des zones anodiques avec accumulation du polluant à la cathode pour 10 g de Pb2+/1. Les mesures de pH réalisées sur le sol et sur l'eau interstitielle à différents intervalles de temps ont mis en évidence deux mécanismes à l'origine du transport du plomb : un transport cationique à l'anode en présence de pH acides, suivi d'un transport anionique à la cathode pour des pH basiques. En effet, certains hydroxydes métalliques peuvent, sous des conditions de pH basiques, former des anions par réactions de dissolution. Cette propriété permet alors de « remobiliser » le plomb précipité à la cathode sous forme d'anions plombates et de concentrer le polluant dans les zones centrales du dispositif. L'action combinée de ces deux mécanismes de transport concentre la pollution, soit au centre de la cuve, soit à la cathode suivant la concentration initiale. Selon les cas, l'action d'un champ électrique permettrait de restreindre le volume de sol pollué à traiter ultérieurement ou à excaver. La mesure de la conductivité électrique de l'eau interstitielle met en évidence des variations de la concentration ionique dans le milieu liées au déplacement du polluant ou à sa précipitation. Les concentrations utilisées dans le cas du chrome et du zinc ont mis en évidence un transport sous une forme cationique. Aucun phénomène de « remobilisation » n'a pu être observé car les pH mesurés à la cathode ne favorisaient pas un transport important du polluant sous forme d'anions.

Le présent travail de thèse aborde la question du couplage entre fluides et déformation en milieu sous-marin, un sujet d'importance dans le domaine des risques, naturels (séismes, glissements de terrain) ou industriels (stabilité des plateformes de forage en mer, par exemple). Trois études de cas sont présentées : les deux premières concernent la Mer de Marmara, en Turquie, une zone fortement exposée au risque sismique, du fait de la proximité de la Faille Nord-Anatolienne ; la troisième concerne une zone pétrolifère offshore, sur la pente continentale du delta profond du Niger. La première étude de cas en Mer de Marmara porte sur l'activité micro-sismique qui caractérise l'escarpement ouest du Bassin de Tekirdag. Notre étude montre que la déformation contribue à maintenir des perméabilités élevées associées au réseau de failles sous l'escarpement, ce qui permet aux fluides de remonter des réservoirs gaziers du Bassin de Thrace jusqu'à la surface. La deuxième étude de cas porte sur des micro-évènements enregistrés par les sismographes de fond de mer, non sismiques, de courtes durées (200 à 600 msec), et caractérisés par des fréquences comprises entre 10 et 30 Hz. Notre étude montre que ces micro-évènements sont liés à des expulsions de gaz. Les OBS fournissent donc des informations inattendues pour l'étude des processus de dégazage naturel en fond de mer. La troisième étude de cas, sur la pente continentale du Nigeria, démontre que la combinaison de piézomètres et d'OBS voisins en fond de mer permet de suivre l'évolution des phases d'accumulation et de vidange de gaz dans les sédiments superficiels. La détection et la surveillance des phénomènes de dégazage naturel en fond de mer est d'une importance qui pourrait s'avérer critique dans les zones d'exploitation pétrolière en domaine offshore. D'une manière générale, ce travail plaide pour la nécessité : i) de disposer de plusieurs réseaux d'observatoires sous-marins câblés en Mer de Marmara et d'un modèle de vitesse-3D rendant compte du fort gradient de vitesses sismiques dans les couches superficielles (la structure de vitesses du domaine sous-marin étant radicalement différente de celle du domaine émergé, la combinaison des données sismologiques à terre et en mer s'avère très difficile); ii) de développer des approches de surveillance multi-paramètres. Pour chaque paramètre, il est nécessaire de connaître la variabilité naturelle "normale", de manière à détecter les variations anormales. La recherche sur les processus physiques et le développement algorithmique doivent être conduits de front.

L'appauvrissement des sols et les changements climatiques réduisent de nos jours les rendements des récoltes en Afrique de l’Ouest. En guise de solution, l’amendement des sols à base de composts est souvent envisagé. Dans cette étude, cinq composts ont été élaborés à partir de deux types de déchets (urbains et de restauration) du fumier et du phosphate: les composts C1 (déchets d'ordures ménagères + restauration), C2 (C1 + fumier), C3 (C1 + phosphate naturel), C4 (C1 + fumier + phosphate naturel) et C5 (déchets de restauration). Ces composts sont d'abord caractérisés puis leurs effets étudiés sur un sol pauvre et sur deux cultures (le maïs et la tomate) sous serre et au champ sous deux régimes hydriques afin d’identifier ceux pouvant améliorer la résistance des deux plantes à une baisse de régime hydrique, appliquée pendant la phase préflorale. Les résultats montrent que les composts C3, C4 et C5 présentent des teneurs élevées en phosphore, en moyenne 1,62%, contre 0,09% pour le compost C1. Les composts C3 et C4 présentent les plus fortes teneurs en calcium, en moyenne 3,9 %, contre 1,2% pour le compost C1 tandis que les composts C4 et C1 se sont révélés plus hydrophobes que tous les autres composts. Les plantes de maïs cultivées sous irrigation permanente sur les sols amendés avec les composts C4 et C5 sous serre ont montré des teneurs en azote et en potassium élevées, respectivement 2,55% et 6,69% contre 1,33% et 3,97% pour les plantes témoins et celles cultivées avec l'engrais chimique. La réduction du régime hydrique entraîne une élévation des teneurs en potassium et en calcium chez les plantes cultivées sur les 5 composts comparées aux plantes témoins. Au champ, sous régime hydrique réduit, les composts C4 et C5 sont ceux qui ont permis aux plantes de maïs de maintenir des niveaux de paramètres physiologiques (faible perméabilité membranaire et un taux de chlorophylle totale élevé) comparés à ceux des plantes normalement irriguées. Ces 2 composts ont aussi permis de conserver les rendements en grains chez les plantes partiellement privées d'eau (5,52t/ha et 6,72t/ha pour C4 et C5) comparées à celles normalement arrosées (5,65t/ha et 5,09t/ha pour C4 et C5). Les plantes de la tomate cultivées avec le compost C3 ont enregistré sous le régime hydrique réduit, une augmentation du poids des fruits par plant comparé à celles arrosées normalement (95,93g contre 44,29g) tandis que dans les mêmes conditions, le compost C5 s'est révélé plus performant en terme d’augmentation du nombre de fruit par plant (7,39 contre 4,26). Ces données indiquent que les composts C3, C4 et C5 sont les plus performants et pourraient être retenus dans les programmes de vulgarisation des 2 plantes dans le contexte actuel des changements climatiques en vue d'un développement durable
Soil nutrient depletion and water deficit as a result of seasons’ disruption are major factors adversely affecting crop yields in West Africa. To remedy this, the amendment of compost-based soil is often considered. In this study, Five composts were elaborated using household waste and agri-food waste, manure and phosphate: composts C1 (household waste + agri-food waste), C2 (C1 + manure), C3 (C1 + natural phosphate), C4 (C1 + manure + natural phosphate) and C5 (agri-food waste). These composts were first characterized and their effects on an acidic soil and on two crops (corn and tomato) were then investigated in greenhouse and field under two water regimes in the goal to identify the best's ones in improving resistance of the two crops to watering reducing, applied prior flowering. The results showed for C4 and C5 high contents of phosphorus, about 1.62% compared to 0.09% for the C1 compost. Composts C3 and C4 showed the highest levels of calcium, about 3.9% compared to 1.2% for the C1 compost while composts C4 and C1 were more hydrophobic than all other composts. Plants of corn grown under constant irrigation on soil amended with compost C4 and C5 in greenhouse showed high nitrogen and potassium contents, respectively 2.55% and 6.69% compared to 1.33% and 3.97 % of the control plants and those grown on synthetic fertilizers. Under reduced watering, we recorded higher potassium and calcium contents in plants grown on all of the five composts compared to control plants. In field, under reduced watering, composts C4 and C5 were those leading corn plants to maintain physiological parameters levels (low cell membrane permeability and high total chlorophyll) compared to well –watered plants. We also recorded for both composts the same grain yields in plants submitted to two water regimes, respectively 5.52t/ha and 6.72t/ha for C4 and C5 in well-watered plants and 5.65t/ha and 5.09t/ha for C4 and C5 in plants grown under low water regime. In tomato, an increased weight of fruit per plant was recorded in C3 compost plants under reduced-watering compared to those well-watered (95.93g compared to 44.29g) while in the same conditions, the compost C5 was the best for the number of fruits per plant (7.39 against 4.26). These data indicated that the three composts C3, C4 and C5 were the most efficient in this study and may be retained in adaptation programs of two crops to climate change for a sustainable development

Le présent travail est consacré aux problèmes de l'altération de roches basiques et ultrabasiques sous des conditions climatiques différentes et à l'influence de ces processus sur la stabilité à long terme des talus de mines à ciel ouvert. Les roches font partie d'anciens profils d'altération et, mises à jour par l'exploitation, subissent des altérations météoriques modernes qui changent les paramètres pétrographiques et géotechniques les caractérisant, ceci au niveau de la matrice rocheuse et du massif rocheux. Deux objets ont été étudiés au cours de ce travail : la mine de chromite de Bemanevika (Madagascar) où les métabasites et méta-ultrabasites sont très intensivement altérées sous conditions climatiques tropicales et la mine d'amiante de Bagenovskoe (Oural Central, Russie), où des roches de même type sont exposées à l'altération sous conditions tempérées continentales. La prévision de la stabilité des talus à long terme, en tenant compte du développement de l'altération dans les massifs, y a été analysée. Nous avons également procédé à des simulations en laboratoire de l'altération et de l'évolution de l'altérabilité de diverses roches. Deux types de simulation ont été réalisés : l'altération physique par cycles de gel-dégel intensif et l'altération chimique par cycles de lessivage en eau chaude en extracteur Soxhlet. L'analyse et la comparaison des résultats en laboratoire et in situ permettent de quantifier les processus d'altération et, enfin, d'établir les schémas de développement à long terme d'instabilités dans différents massifs rocheux sous diverses conditions climatiques.

Ce travail vise à caractériser et comparer les fonctionnements hydrodynamiques à plusieurs échelles spatiales en zones cristalline et sédimentaire de l’Ouest nigérien et par suite à proposer un modèle simple de fonctionnement hydrodynamique des bassins expérimentaux cristallins qui soit potentiellement transposable aux échelles supérieures.L’analyse qualitative du paysage montre que ces deux domaines ont des états de surface communs et spécifiques.L’étude expérimentale effectuée sur les états de surface communs (surface biologique, BIOL, d’érosion, ERO, structurale, ST-jac, et cultivée, C) montre, à l’échelle ponctuelle, que la surface ERO a la même valeur de conductivité hydraulique K dans les deux contextes. En revanche, les surfaces C et surtout ST ont des conductivités plus faibles en zone cristalline. Le suivi temporel effectué sur ces deux états de surface en zone cristalline a mis en évidence la stationnarité de la conductivité sur ST (jachère de 5 ans) durant la saison des pluies tandis qu'elle varie fortement sur la surface cultivée en fonction du calendrier cultural et du cumul de pluie. K décroit d’une valeur initiale de 170 mm/h après le sarclage à 20 mm/h (soit la conductivité mesurée sur ST) lorsque la surface sarclée reçoit un cumul de pluie de l’ordre de 70 mm. La conductivité atteint même la valeur de 10 mm/h après un cumul de pluie de 180 mm. Cette variation de la conductivité montre l’avantage à court terme du sarclage qui améliore l’infiltration mais qui à long terme tend à dégrader la surface.Les résultats obtenus à l’échelle de la surface élémentaire (10 m²) valident bien les mesures ponctuelles. La surface ERO a le même coefficient du ruissellement (Kr) en zones cristalline et sédimentaire tandis que les surfaces ST et cultivée ont un Kr plus élevé en zone cristalline. L’analyse de l’évolution temporelle du Kr de la surface cultivée du socle a montré que sur 63 événements pluvieux observés entre 2011 et 2013, 22 ont un Kr supérieur à la moyenne (qui est de 0.25) dont près de 2/3 sont observés après plus de 70 mm de pluie qui suivent le sarclage. Les résultats obtenus à ces deux échelles (ponctuelle et surface élémentaire) sont donc cohérents et montrent que la surface cultivée s’encroûte et peut ruisseler plus que la surface ST et autant que la surface ERO. A l’échelle du bassin versant (5 ha), les Kr sont plus élevés sur les bassins cristallins à cause de ces fortes valeurs de Kr des surfaces élémentaires mais aussi parce qu’ils sont composés d’autres surfaces à forte capacité ruisselante que sont la surface d’affleurement du socle altéré et la surface gravillonnaire ayant un Kr de 0.58. A ces trois échelles (ponctuelle, élémentaire, petit bassin), on note la non-dépendance du fonctionnement hydrodynamique à l'état hydrique initial.L’exploitation des résultats ponctuels obtenus sur le site cristallin (conductivité moyenne de BIOL, ERO, et ST et conductivité variable sur la surface cultivée) dans le modèle de Green et Ampt a permis de caler le potentiel de front par état de surface et décrire de manière très satisfaisante les ruissellements mesurés sur les surfaces élémentaires. Sur la base des ruissellements ainsi calculés, nous avons simulé les hydrogrammes à l’exutoire des bassins expérimentaux en assimilant le fonctionnement de ces derniers à celui des surfaces élémentaires en spatialisant leur infiltrabilité. En faisant l’hypothèse d’une ré-infiltration nulle sur les versants, nous avons appliqué une fonction de transfert simple prenant en compte la distance de chaque surface élémentaire par rapport au réseau hydrographique, une vitesse d'écoulement constante et une pluie imbibante de 3 à 4 mm devant saturer la couverture sableuse de ravine, ce qui est beaucoup moins qu'en zone sédimentaire. Finalement, les hydrogrammes simulés reproduisent assez bien les caractéristiques des hydrogrammes mesurés, ce qui offre une perspective d’application de certains principes du modèle sur de plus grands bassins
This work aims at characterizing and comparing the hydrodynamical functioning at several spatial scales within the granitic-basement and sedimentary zones of Western Niger. Then, a simple hydrological model that could be suitable for use at larger scales is proposed and tested.Qualitatively, the two geological domains have common and specific surface features.The experimental work carried out onto common surface features (biological crust, BIOL; erosion crust, ERO; fallow structural surface, ST and cultivated, C) shows that, at the point scale, ERO has the same hydraulic conductivity K value in both contexts. On the other hand, surfaces features C and especially ST have lower K values in granitic context.Monitoring of the ST and C sites along the rainy season proved the stationarity of the ST conductivity value. On the contrary, K varies widely with the amount of rain received from an initial value of 170 mm/h after weeding down to 20 mm/h (i.e. the ST measured value) after 70 mm of rain and even 10 mm/h after 180 mm of rain. This variation shows the short-term benefit of weeding onto infiltration but a degradation of the soil surface on the long term.At the plot scale (10 m2), runoff measurements are consistent with point measurements. ERO has the same runoff coefficient (Kr) in granitic and sedimentary zones while ST and C surfaces have a higher Kr in granitic context.Runoff monitoring of the granitic site cultivated plots showed that from a total of 63 rain events between 2011 and 2013, 22 had a Kr value higher than the average value (0.25) from which 2/3 are observed after the surface had received more than 70 mm rain after weeding.Results obtained at the two scales (point and 10-m2 plot) are thus consistent and show that the cultivated surface gets crusted and may produce runoff more than fallow ST sites and as much as ERO features.At the basin scale (5 ha), Kr values are higher in the granitic site, not only because of the higher Kr value for a given surface feature but also because of the specific low-infiltrating surfaces which are granite outcrops and gravel crusts (Kr = 0.58).At the three previous scales (point, plot and small basin), runoff volume was found independent of soil initial moisture.Using the previous point-scale results in a Green-Ampt infiltration model led to calibrate the wetting front pressure head for each surface feature and to satisfactorily describe runoff volumes obtained at the plot scale.By estimating runoff with the Green-Ampt infiltration model at any given point, basin-scale hydrograms were obtained by adding the contribution of all elementary surfaces. Assuming no re-infiltration of runoff water within the basins, a simple transfer function was chosen accounting for the distance of each surface to the hydrological network, a constant water velocity of 0.05 m.s-1 and a volume of 3-4 mm of water necessary to fill the kori sand cover, which is much less than that in the sedimentary context. Finally, simulated hydrograms reproduce nicely the measured ones, which offers the perspective of applying some principles of the model to larger basins

Le traitement des sols est une technique connue qui a largement été utilisée dans les constructions ferroviaires et routières. Il améliore la maniabilité des sols en réduisant la teneur en eau et en améliorant les performances hydromécaniques par renforcement et lien des agrégats du sol. Cependant, la durabilité des sols traités reste une question ouverte, elle constitue l'objectif principal du projet ANR TerDOUEST (Terrassements Durables – Ouvrages en Sols Traités, 2008-2012).La présente étude fait partie des travaux réalisés dans le cadre du projet TerDOUEST, et traite de l'effet de la taille des agrégats sur l'évolution de la raideur (Gmax) des sols fins provenant d'Héricourt (70) et traités à la chaux et/ou au ciment, à l'aide de la technique piézo-électrique (bender element). Dans les conditions de laboratoire, quatre tailles d'agrégats ont été étudiées (Dmax = 0.4, 1, 2 et 5 mm). Afin d'obtenir des tailles d'agrégats souhaitées, les sols ont d'abord été séchés, broyés puis tamisés à une taille désirée. Les sols ont ensuite été ramenés à la teneur en eau souhaitée, mélangés au liant hydraulique (chaux et/ou ciment) puis compactés du côté sec et du côté humide de l'optimum du Proctor normal, tout en conservant la même densité sèche. Les mesures de Gmax des sols traités ont été réalisées pendant la cure et pendant l'application de cycles humidification/séchage. Dans les conditions du terrain, qui correspondent au remblai expérimental d'Héricourt, les tailles des agrégats sont nettement plus élevées : Dmax = 20 et 31.5 mm pour le limon et l'argile, respectivement. Les résultats montrent que le comportement hydromécanique des sols traités est fortement influencé par la taille des agrégats, que les sols soient argileux ou limoneux, préparés en laboratoire ou bien dans les conditions du terrain : plus la taille des agrégats est élevée, plus la raideur diminue avec le temps de cure et moins les sols résistent à la succession de cycles humidification/séchage. Une forte hétérogénéité des sols in-situ a aussi été identifiée clairement. Un modèle hyperbolique a été développé afin de permettre l'application des résultats obtenus en laboratoire à ceux obtenus dans des conditions de terrain, étant donné l'effet de la taille des agrégats. La comparaison entre le modèle de prédictions et les mesures expérimentales démontre la performance du modèle proposé, à condition d'utiliser les valeurs moyennes des données expérimentales afin de minimiser l'effet de l'hétérogénéité du sol
Soil treatment is a well known earthwork technique which has been widely used in constructions of railway and highway substructures. It can improve the workability of soils by lowering their water contents and improve the hydro-mechanical performance by reinforcing and binding the soil grains/aggregates. However, the durability of the treated soils is still an open question. It constitutes the main objective of the ANR project TerDOUEST (Terrassements Durables - Ouvrages en Sols Traités, 2008 - 2012).The present study is part of the works in TerDOUEST project, and deals with the aggregate size effect on the stiffness (Gmax) development of lime and/or cement treated fine-grained soils from Héricourt using bender element technique. In the laboratory conditions, four aggregates sizes were accounted for (Dmax = 0.4, 1, 2 and 5 mm). To prepare an aggregate size, the soils were first air-dried, crushed and sieved through a target sieve. The soils were then brought to a desired water content, mixed with additive (lime and/or cement) and compacted both dry and wet of optimum of normal Proctor by keeping the same dry density. The Gmax measurements were performed during curing and during application of wetting/drying cycles. In field conditions that refer to the experimental embankment in Héricourt, the aggregates size is significantly larger: Dmax = 20 mm and 31.5 mm for the silt and the clay, respectively. Cores samples were taken from the embankment at two different times and the Gmax measurements on core specimens were performed. The results show that the hydromechanical behaviour of the cementitious treated soils is strongly influenced by the aggregates size for the treated silt and clay prepared in both laboratory and field conditions: the larger the aggregates, the lower the Gmax and the resistance to wetting/drying cycles. The high heterogeneity of the in-situ soils was also clearly identified. A hyperbolic model was developed enabling up-scaling the results in laboratory conditions to those in field conditions by considering the effect of aggregate size. Comparison between the model predictions and experimental measurements shows the performance of the model proposed, provided that the mean values of experimental data are used to minimize the effect of soil heterogeneity

L’espace souterrain, qui s’étend depuis la surface des terres émergées et des fonds marins jusqu’au centre de la Terre, est délaissé par le droit international. Aucune règle de droit international positif ne vient réglementer l’utilisation que les Etats font de leur espace souterrain territorial, cette utilisation et le régime de la propriété souterraine faisant partie de leur domaine réservé. Si les normes internationales régissent l’utilisation de l’espace souterrain extra-territorial, celui des grands fonds marins et celui de l’Antarctique, elles n’appréhendent l’espace souterrain qu’en termes d’utilisation et de mise en valeur des ressources minérales. De ce régime juridique d’exploration et d’exploitation des ressources minérales dépend d’ailleurs le statut juridique de l’espace souterrain qui va de la pleine souveraineté de l’Etat côtier à l’exclusion de toute appropriation nationale ou individuelle. Devant la multiplication des utilisations souterraines et face aux dommages environnementaux et aux violations des droits de l’homme liés à certaines de ces utilisations, le droit international doit réinvestir l’espace souterrain et notamment le contenu et l’étendue des droits qui le concernent tant dans l’ordre interne qu’international afin d’en réglementer la mise en valeur et d’en assurer la protection
Until today, there has been little interest of international Law concerning the earth’s subsurface, as the space that extends from the surface of the soil or of the seabed to the center of the earth. On the one hand, there is no rule of international law that regulates the use Sovereign States have of their territorial subsurface. It is currently understood that subsburface activities and property law that regulates them, are within domestic jurisdiction only and do not come under international law scrutinity as they waive the exercice of an absolute independance of States. On the other hand, the existing rules of international law that regulates extraterritorial subsurface, notably the seabed and ocean floor and subsoil thereof beyond national jurisdiction and the Antarctic, consider the earth’s subsurface mostly in terms of use and exploitation of mineral resources. Faced with the evergrowing uses of the subsurface that are solely used for extraction or for injection and storing, and regarding the impacts of some underground activities on the environment and on human rights, International Law must play a role by regulating the content and extent of rights that are exercised over the earth’s subsurface inside and outside territorial jurisdiction for development and protection purposes

La filtration sous haute pression des résidus miniers en suspension s’avère être une technique hautement efficace pour augmenter la siccité de ces résidus jusqu’à de très hautes fractions solides. Cette augmentation de siccité offre une opportunité aux industries de diminuer significativement la quantité de résidus devant être disposés. Dans cette optique, le présent travail est une étude expérimentale de la filtration sous haute pression de divers résidus miniers pour l’obtention de haute fraction solide. Le comportement rhéologique de la boue rouge pendant la filtration est aussi étudié. Les propriétés, telles que la limite d’élasticité en compression, la résistance spécifique massique et le taux de déposition des particules solides sous forme de gâteau, sont étudiées. En utilisant différentes procédures expérimentales, il a été démontré que la limite d’élasticité en compression de la boue rouge augmente exponentiellement et son comportement devient semblable à celui d’un solide au-delà d’une fraction solide massique d’environ 70%. La résistance spécifique massique du gâteau augmente linéairement selon sa fraction massique et le taux de déposition des particules solides atteint un plateau lorsque la pression de filtration dépasse 6000 kPa. Différents montages expérimentaux ont été fabriqués afin d’étudier la filtration sous haute pression des résidus miniers. Il est démontré qu’une filtration radiale au travers une enveloppe filtrante composée d’un empilement de disques métalliques compressés permet d’atteindre de hautes fractions solides puisque l’enveloppe peut résister à de très hautes pressions tout en assurant une bonne séparation solide-liquide. Différents paramètres sont étudiés, tels que la rugosité de surface, la mouillabilité du medium, l’épaisseur filtrante, la densité de plaques et la force de compression appliquée sur celles-ci. La rugosité de surface s’avère être la propriété qui influence le plus la perméabilité du filtre. L’acier inoxydable pulvérisé au jet de billes de verre et un acier recouvert de peinture cuite sont les principaux choix de médium filtrant pour la filtration des résidus miniers étudiés. Des modèles de filtration axiale et radiale de boue compressible et non-compressible sont présentés tout au long du présent travail. Ces modèles permettent d’étudier de la filtration des résidus de la production d’alumine, du bore, du fer, et de la digestion du charbon. Des procédures expérimentales de filtration sur presse hydraulique et avec pompe à déplacement positif permettent de filtrer sous haute pression ces divers résidus. Tous les résidus démontrent une bonne capacité de séparation solide-liquide à l’aide des méthodes employés, à l’exception du résidu de la production du bore. Dans le cas du bore, la taille des particules et la viscosité de la suspension offre une trop grande résistance pour obtenir une haute fraction solide.

La zone de cisaillement de Doda, l'objet de cette étude, fait partie des failles majeures qui sont d'une grande importance structurale pour plusieurs ceintures de roches vertes de la Province du Supérieur. Ces discontinuités structurales sont de loin le fait marquant de la sous-province de l'Abitibi. Leur rôle est incontesté dans l'évolution géodynamique de la ceinture de roches vertes. La faille de Doda fait partie des discontinuités E-O. Située dans le segment Caopatina - Desmaraisville, elle s'étend sur une distance de 100 km, du Front du Grenville vers l'ouest. Dans le secteur d'étude, à part les dykes protérozoïques, les roches volcanosédimentaires sont d'âge archéen et font partie de la ceinture de roches vertes de Chibougamau - Matagami. Trois déformations sont reconnues dans la région. La déformation archéenne (D1) est associée à la schistosité régionale S1. Elle est la plus forte et la plus pénétrative. Elle est généralement d'attitude E-O et fortement abrupte vers le nord. Les linéations d'étirement et minérale qui ont une plongé qui varie de subverticale à subhorizontale, sont incluses dans les plans de foliations S1. La schistosité S2 associée à la déformation (D2) recoupe la schistosité S1. Elle a une attitude généralement O-ONO. Une linéation minérale subhorizontale semble lui être associée. La déformation la plus tardive, d'âge Grenvillien (D3), recoupe toutes les structures précédentes et se manifeste par des failles cassantes à rejet senestre. La déformation au sein de la zone de faille possède un caractère fragile-ductile et se caractérise par une déformation non-coaxiale progressive au sein d'un décrochement dextre. En effet des linéations à plongé modérée (<45o) ainsi qu'un certain nombre de structures asymétriques (veines de quartz boudinées, des veines en crochon, des "foliation fish" et des porphyroclastes) sont associées à cette phase de déformation qui semble être la plus longue. Tous ces indicateurs cinématiques indiquent un sens de mouvement dextre. Des modèles simples tels la transpression ou le charriage ne satisfont pas toutes les observations. Le modèle de transpression ne peut expliquer les linéations à plongé modérée (45o). Le modèle de charriage ne peut expliquer, quant à lui, les mouvements à composante pendage ainsi que le décrochement. Nos données sont mieux expliquées par deux épisodes séparés de mouvements durant lesquels la direction de transport subit progressivement une rotation anti-horaire. Un charriage à vergence nord semble offrir la configuration géométrique la plus acceptable.