Dissertations / Theses: 'Sédiments des estuaires – Flandre'

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Ouchaou, Rachid. "Evolution morphosédimentaire de la plaine maritime flamande depuis l'Antiquité : apport des prospections géoradar à la géoarchéologie." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILR081.

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Abstract:

Le géoradar est un outil de prospection géophysique non destructive basé sur les principes de propagation des ondes électromagnétiques (réfraction, réflexion et diffraction) dans le sous-sol. Cette méthode permet d'imager les discontinuités stratigraphiques les plus fines et de retracer ainsi la structure des premiers mètres du sous-sol, quand le substrat n'est pas trop conducteur. Un équipement géoradar a été acquis en 2020 par le Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences (LOG) dans le cadre du contrat de plan état-région (CPER) MARCO, ce qui a donné lieu à des travaux d'étudiants en licence et master réalisés dans le cadre de cette thèse, ainsi qu'à des collaborations académiques et industrielles. L'architecture géoradar des dunes côtières permet de reconstituer les mécanismes d'érosion et de dépôt du sable, depuis l'échelle d'événements saisonniers jusqu'à celle de l'édification dunaire à l'échelle millénale, comme cela est montré à partir de l'exemple la dune du Pilat (Gironde). L'espace à l'arrière du trait de côte est également prospecté. La plaine maritime flamande contient des corps sableux d'extension kilométrique, en partie enfouis sous les limons des polders, et qui sont stratégiques autant pour les ressources en eau que pour la diversité des milieux naturels. Un des plus connus est la dune fossile de Ghyvelde, un espace géré par le Conservatoire du littoral. Les profils géoradar réalisés sur la dune de Ghyvelde permettent d'imager à quelques mètres sous la dune sa racine estuarienne. Les polders eux-mêmes constituent une cible, contre toute attente étant donné la composante argileuse et conductive de ces terrains. Moyennant un décapage préalable de la couche de terre arable, le signal géoradar pénètre suffisamment dans les polders pour imager les derniers chenaux qui ont drainé la plaine avant son assèchement. Enfin, deux exemples montrent le potentiel du géoradar dans des études géologiques de couches sédimentaires plus profondes ou rocheuses. Dans les sables éocènes de la région de Leuven (Belgique), une profondeur de pénétration de plus de 30 mètres a été obtenue, permettant d'extrapoler en profondeur le gisement des sablières de la région. Dans les faluns d'Anjou, sur le géosite patrimonial et touristique des Perrières, des profils géoradar imagent parfaitement l'architecture des couches rocheuses exposées dans les carrières souterraines, même à travers la route, ce qui laisse apercevoir un potentiel de cartographie extensive en installant l'outil sur un véhicule. Les résultats obtenus sur ces chantiers montrent que le géoradar est un outil versatile pour les géoressources, le géopatrimoine, les géorisques et l'environnement. Le mémoire de thèse présente ces différents résultats d'ordre méthodologique à travers un chapitre soumis pour publication dans un ouvrage faisant état des travaux scientifiques financés par le CPER MARCO. Un autre chapitre de la thèse, correspondant au chantier principal et justifiant le titre du mémoire, fait l'objet d'un manuscrit soumis pour publication dans un journal international à comité de lecture (The Depositional Record). Il concerne l'évolution depuis le Moyen-Âge de la rive orientale de la paléo-Denna (un des bras de l'ancien delta du fleuve Aa) dans le secteur de Loon-Plage entre Gravelines et Dunkerque. Près de 30km de profils géoradar acquis dans le cadre du diagnostic archéologique préalable à l'extension du Grand Port Maritime de Dunkerque ont permis de cartographier les derniers chenaux estuariens et leur évolution au cours du Moyen-Âge. Les étapes de la poldérisation correspondant à la migration progressive des digues vers l'ouest se marquent dans la stratigraphie géoradar, et se traduisent par un remplacement des systèmes de chenaux par une nappe plus sableuse que les sédiments estuariens sous-jacents et formant le substrat agricole de la plaine
Ground-penetrating radar (GPR) is a non-destructive geophysical prospecting tool used to image the finest discontinuities of the underground where the soil is not too conductive. GPR equipment was acquired in 2020 by the Oceanology and Geosciences Laboratory (LOG), which gave rise to bachelor's and master's internships supervised as part of this thesis, as well as academic and industrial collaborations. The first part of the results presented in this memoir is a summary of the surveys carried out on a variety of targets to test the method. GPR gives excellent results on wind-blown sands, and makes it possible to reconstruct the evolution of the coastal dunes affected by climate change. Examples of very-high resolution architectures are provided on the Slack and Pilat dunes. The combined use of different GPR antennas allows describing the mechanisms of sand erosion and deposition, from the scale of seasonal events to that of dune construction on a millennial scale. The backshore area is also explored. The Flemish coastal plain contains sandbodies of kilometer extension, partly buried under the silt of the polders, and which are strategic both for water resources and for the diversity of natural environments. One of the best known is the Ghyvelde fossil dune, an area managed by the Coastal Conservatory. The GPR profiles carried out on the Ghyvelde dune make it possible to image a few meters below the dune a sandy unit of marine or estuarine origin. The polders themselves constitute a target, against all expectations given the clayey and conductive component of these lands. By previously stripping the topsoil, the GPR signal penetrates sufficiently (4m) to image the last channels that drained the plain before it dried up. Finally, two examples show the potential of GPR in geological studies of deeper sedimentary or rocky layers. In the Brussels sands of the Leuven region (Belgium), a penetration depth of more than 30 meters was obtained with a low frequency antenna, making it possible to reconstruct the geometry of tidal sand bar cropping in a sand pit and thereby to guide the sand mining. In the faluns of Anjou, on the heritage and tourist geosite of Perrières, the profiles obtained show the possibility of perfectly imaging the architecture of the rock layers exposed in the subterraneous quarries. Profiles realized on the roads show the feasability of potential extensive mapping by installing the tool on a vehicle. The results obtained on these targets opened up possibilities for developing other areas of research in applied geosciences, particularly with regard to georesources, geoheritage, geohazards and geoenvironment. The memoir presents these different aspects through an article manuscript submitted for publication in a co-edited book produced for decision makers. The second part of the thesis results presented in this memoir is focused on the work done in collaboration with INRAP (the National Institute of Research in Preventive Archaeology) on the Flemish coastal plain. It justifies the title of the dissertation, and is the subject of a manuscript submitted for publication in an international peer-reviewed journal (The Depositional Record). This concerns the evolution since the Middle Age of the eastern bank of the paleo-Denna, a banch of the paleo-delta of the Aa river that had its mouth between Gravelines and Dunkirk. About 30km of GPR profiles acquired as part of the archaeological diagnosis prior to the extension of the Grand Maritime Port of Dunkirk were used to map the last estuarine channels and their evolution during land reclamation. They show progressive shift of the front dikes towards the west which resulted in replacement of the channel system by a continuous layer sandier than the underlying estuarine sediments. This ultimate deposit forms the substrate of the modern agricultural soil of the coastal plain

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Margotta, José. "Stratigraphic architecture and sedimentary evolution of the Holocene deposits in the French Flemish coastal plain, Northern France." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10012/document.

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Abstract:

Cette thèse a pour objectif la reconstitution des étapes ayant conduit au remplissage sédimentaire de la plaine maritime flamande française au cours de l'Holocène. L'approche utilisée a consisté en l'utilisation conjointe de bases de données de forages, de sondages et d'observations réalisées au cours de cette étude et, pour la première fois de données issues d'une campagne de sismique à très haute résolution dans les voies navigables de la plaine côtière. La relecture des données lithologiques au regard de nos propres observations permet de définir précisément les faciès de remplissage de la plaine. Les données lithologiques, minéralogiques (argiles) et micropaléontologiques (foraminifères et pollens) sont à la base de la reconnaissance de 5 faciès sédimentaires représentatifs du remplissage. Ces faciès ont été interprétés en assemblages de faciès de dépôt. Ceux-ci ont été regroupés en 3 unités caractérisant l'évolution verticale des conditions de dépôt. A la base une plaine alluviale, puis une série estuarienne dominée par la marée et une série d'estran tidal. La première unité correspond à des dépôts tardi-pléistocènes, tandis que les deux autres représentent les dépôts holocènes remplissant la majorité de l'espace d'accommodation disponible. Une série de 10 profils au travers de la plaine maritime permet de comprendre la distribution et la géométrie de ces unités ainsi que l'organisation des faciès sédimentaires. L'arrangement stratigraphique met en évidence les interactions entre le taux de remontée du niveau marin et les conditions hydrodynamiques caractérisées par un régime macrotidal et influencées localement par la houle. Notre étude permet de mieux comprendre le fonctionnement de ce type de zone basse et ouvre des perspectives de modélisation de scénarios futurs d'évolution
The aim of this study is to reconstruct the evolution of the Holocene deposits along the French Flemish Coastal Plain. This approach is achieved combining available and newly dataset from boreholes, cores descriptions and, for the first time in this plain, the interpretation of VHR seismic profiles on the coastal plain waterways. The study of lithology, micropaleontological assemblages (foraminifera and pollen analyses) and clay mineralogy provides the basis to recognize five sedimentary facies as representative of the Holocene infill. These sedimentary facies were interpreted as depositional facies assemblages in accordance to their depositional features. Depositional facies were grouped in three sedimentary units that better define the depositional environment. From base to top, the units are: alluvial plain, tide-dominated estuary and tidal flats. The alluvial plain consists of late Pleistocene deposits while estuarine and tidal flats units represent the Holocene deposits covering almost the whole available accommodation space. Distribution and geometry of these sedimentary units and their internal architecture of depositional facies were observed from ten cross-sections that cover most of the coastal plain. Stratigraphic arrangement shows the interaction of the Holocene sea-level rise and the coastal hydrodynamic conditions, dominated by the macrotidal regime and influenced by waves action, as the main factors that ruled the sedimentation of the area. This study opens new possibilities to better understand the coastal processes that acted in this lowland, as well as serves as a basis for future studies or modelling possible future scenario

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Balouin, Yann. "Les embouchures mésotidales (tidal inlets) et leur relation avec les littoraux adjacents : Exemple de la Barra Nova, Sud Portugal." Bordeaux 1, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR12451.

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Abstract:

L'évolution d'une embouchure tidale dépend de l'équilibre dynamique entre les processus littoraux sur les côtes adjacentes et la barrière hydraulique que représente le chenal de marée. L'objectif de ce travail était de quantifier l'influence de ces différents paramètres afin de comprendre et prédire la morphodynamique du site de la Barra Nova sur le système d'îles-barrières de la Ria Formosa (Sud Portugal). Les mesures de morphodynamique (bathymétries, vidéo), d'hydrodynamique et de dynamique sédimentaire (traçages) ont permis de quantifier l'évolution de cette embouchure en déterminant les processus hydrosédimentaires sur le littoral adjacent, et la réponse du système aux variations climatiques. Un schéma conceptuel est proposé, basé sur la compréhension de la morphodynamique à court terme et sur l'enregistrement vidéo à moyen terme. Ce nouveau concept, qui explique l'évolution saisonnière de la Barra Nova, met en évidence les facteurs responsables de la migration historique de cette embouchure.

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Deloffre, Julien. "La sédimentation fine sur les vasières intertidales en estuaires macrotidaux." Rouen, 2005. http://www.theses.fr/2005ROUES057.

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Abstract:

Les vasières intertidales estuariennes correspondent à des zones de stockage temporaire ou pérenne de sédiments cohésifs. Le fonctionnement hydro-sédimentaire des vasières intertidales des estuaires macrotidaux nécessite de prendre en compte différentes échelles de temps du cycle semi-diurne au cycle pluriannuel. L’objectif de cette étude est de comprendre et de quantifier le transport sédimentaire en domaine estuarien par des mesures haute fréquence, haute résolution et long terme des variations altimétriques de la surface des vasières intertidales. La prise en compte d’échelles de temps emboîtées permet d’appréhender le rôle respectif des paramètres hydrodynamiques : la marée, le débit fluvial, la houle et le batillage. La mesure altimétrique haute-fréquence permet d’identifier et de comprendre les séquences lithologiques enregistrées au sein des carottes sédimentaires. La comparaison des séquences de sédimentation/érosion et la connaissance de l’âge des dépôts apportent une information indispensable à l’interprétation des profils géochimiques
Intertidal mudflats constitute temporary or permanent storage areas of cohesive sediments. Understanding hydrodynamic and sedimentary behaviour of intertidal mudflats in macrotidal context requires to consider various timescales ranging from semi-diurnal to annual cycles. The aim of this study is to better apprehend and quantify sediment transport processes on intertidal mudflats in estuarine systems. This work is based on high frequency, high resolution and long term measurements of bed level on the studied sites. Studying the evolution of intertidal mudflats at different timescales highlights the respective role of each controlling hydrodynamic forcing parameters, i. E. Tidal cycles, river flow, wind waves and/or boat-induced waves. High-frequency bed level monitoring permits to identify and understand lithological sequences recorded in the sedimentary cores. Comparison of erosion/sedimentation sequences and the knowledge of deposit ages bring/provide useful information for the interpretation of bio-geochemical processes

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Marot, Franck. "Caractérisation et traitement de sédiments de dragage contenant des polluants métalliques." Le Havre, 1997. http://www.theses.fr/1997LEHA0009.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est d'évaluer les possibilités de décontamination des vases de dragage polluées par des métaux lourds et de déterminer leur devenir après traitement. Les travaux portent sur des sédiments d'estuaires et de canaux prélèves sur différents sites français. Dans un premier temps, les caractérisations physiques, chimiques et minérales de ces produits ont montré des pollutions complexes et parfois très marquées. Les études de spéciation menées par une succession de séparations physiques, d'observations binoculaires et d'analyses au microscope électronique a balayage et a la microsonde, ont permis de déterminer pour chaque sédiment, les principaux porteurs de métaux (microsulfures, précipitations de carbonates, adsorptions sur des grains d'oxyde de fer, particules anthropiques,. . . ). A l'issue de ces travaux, des essais de traitement physique et physico-chimique visant à concentrer ces porteurs sur une fraction pondérale réduite, ont été effectués. La flottation a conduit aux résultats les plus prometteurs. L'efficacité de cette technique de tri est cependant très sensible à la nature des collecteurs chimiques utilises et seuls des tests d'optimisation sont en mesure de parfaire leur choix. Par ailleurs, selon les objectifs de décontamination fixés, des séparations gravimétriques ou densimétriques complémentaires peuvent permettre d'affiner le traitement. Dans un troisième temps, le devenir des matériaux traités a été étudié sur le plan du comportement mécanique. Avec des fractions fines souvent importantes, la consolidation de ces produits est très lente. Pour prédire son évolution dans le temps, une étude expérimentale a été menée en centrifugeuse sous macrogravité. Les degrés de consolidation atteints en fin d'essai (90% après un temps équivalent de 900 jours) et les tassements mesures (70% de la hauteur initiale) ont montré la lenteur et l'importance du phénomène étudié.

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Durou, Cyril. "Recherche d'indicateurs de l'état physiologique de l'annélide polychète endogée Nereis diversicolor en relation avec la qualité du milieu." Nantes, 2006. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=c05200bc-5624-4d41-b29c-caa04667698e.

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Abstract:

L'évaluation du risque écologique dans des milieux estuariens est limitée notamment par le manque d'indicateurs biologiques du compartiment sédimentaire mais aussi par une méconnaissance de la physiologie (de reproduction en particulier) des invertébrés. In situ, le maintien des populations d'invertébrés est largement dépendant de l'état de santé des individus. Une approche multiparamétrique a été mise en œuvre chez Nereis diversicolor, espèce clé du compartiment intrasédimentaire, recommandée dans les programmes de biosurveillance de la qualité du milieu. Des indicateurs physiologiques (relations taille - masse, état reproducteur, réserves énergétiques) sont proposés pour établir l’état de qualité biologique du milieu estuarien. De plus, le présent travail établit pour la première fois les relations entre les niveaux en réserves énergétiques (glycogène, lipides), le stade de maturité sexuelle et les niveaux en hormones stéroïdiennes (progestérone, 17β-œstradiol et testostérone)
Risk assessment in estuarine ecosystems is mainly limited due to the lack of both biological indicators for the sediment and knowledge about invertebrate physiology (particularly of reproduction). In situ, conservation of invertebrate population strongly depends upon individual health status. A multi-parameter methodology was applied to Nereis diversicolor, a key species of the sediment, recommended in biomonitoring programs. Physiological indicators (size - weight relationships, reproduction status, energy reserves) are proposed to assess the biological quality status in estuarine ecosystems. Moreover, this work links for the first time levels of energy reserves (glycogen, lipids), sexual maturity stage and level of steroid hormones (progesterone, 17β-œstradiol and testosterone)

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Marion, Claire. "Processus de sédimentation fine en domaine estuarien macrotidal : approche trans-disciplinaire et multi-échelles : application à l'estuaire de l'Authie, Nord de la France." Littoral, 2007. http://www.theses.fr/2007DUNK0188.

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Abstract:

Les mécanismes contrôlant la dynamique des sédiments fins en milieu estuarien sont complexes du fait de la multiplicité des processus en action et de leurs interactions diverses et encore souvent mal comprises. L’étude de la dynamique des sédiments fins regroupe quelques uns des enjeux environnementaux fondamentaux. En raison de leur forte affinité avec une large gamme de contaminants métalliques et organiques, les particules fines sont en mesure de concentrer la pollution provenant à la fois du bassin versant et du milieu marin et dont les risques respectifs sont croissants (agriculture, trafic maritime…). Leur accrétion mène à la formation de vasières puis à l’édification de marais maritimes, habitats d’importance communautaire au niveau européen. La pérennité de ces espaces ainsi que la biodiversité et la maintenance des ressources qu’ils contiennent sont cependant menacées par le comblement général des estuaires. Les travaux effectués lors de cette thèse ont permis de dégager quelques points clefs du fonctionnement d’un estuaire co-dominé par la houle et la marée en soulignant notamment les interactions entre les différents processus. Ils ont également permis d’appliquer un ensemble d’outils et de croiser les regards scientifiques par le biais d’une méthodologie transdisciplinaire. Les études à l’échelle de la marée ont mis en évidence l’influence significative mais restreinte de la houle au domaine d’embouchure, la mixité des masses d’eau et la présence d’un maximum de turbidité résultant d’un jeu d’asymétrie de la marée. Cette pompe tidale est en mesure de redistribuer les sédiments très largement au sein de l’estuaire, notamment par le biais de macroflocs. Les interactions entre la morphologie et les asymétries de marées sont complexes et, à travers le transport résiduel engendré, conditionnent l’évolution du système estuarien. La dynamique tidale est particulièrement bien enregistrée à travers la nature des dépôts et leurs rythmicité. Les suivis ont montré une constante disponibilité des MES dans les masses d’eau et le rôle clef de vecteur des chenaux de marée. Les apports de sédiments sur les zones intertidales se font ensuite selon les niveaux altimétriques. Les différents résultats ont mis en évidence l’importance de la spartine dans les mécanismes de piégeage des sédiments sur les marais salés et leur variabilité saisonnière mais également les répercussions que pouvaient avoir les forts taux de sédimentation sur les biocénoses benthiques à moyen terme. Sur une échelle plus longue, nous avons pu envisager les conséquences en termes d’élévation de cette accumulation en soulignant l’effet de la compaction du profil sédimentaire. Le volet stratigraphique, prenant en compte les conclusions de l’histoire holocène de la plaine maritime flamande, confirme le stade de comblement avancé de l’estuaire. Les recherches sur l’estuaire de l’Authie sont susceptibles de déboucher sur un modèle d’estuaire à dominance hydrodynamique mixte marée-houle, pertinent pour des estuaires macrotidaux tempérés situés dans des domaines à forte disponibilité en sables et répondant à ces critères hydrodynamiques (estuaire de la Manche). Les perturbations d’ordre climatique et la variabilité naturelle qui s’amorcent dans le cadre du changement global s’accompagnent d’une pression humaine de plus en plus forte sur les espaces estuariens. Ces risques devront nous obliger à appréhender les écosystèmes estuariens de manière holistique en les replaçant au niveau régional de la Manche mais également dans le contexte mondial
The mechanisms controlling fine sediments dynamics in estuaries are complex because of the multiplicity of active processes and their diverse interactions, most often not well understood. The study of fine sediment dynamics embodies a number of fundamental environmental issues. Due to their strong affinity with a large range of metallic and organic contaminants, fine-grained deposits are capable of concentrating pollutants from watersheds and from the sea, both of which are sources of increasing coastal zone hazards (from agriculture, maritime traffic. . . ). Accretion of estuarine deposits leads to mudflat formation, and then salt marsh establishment, thus forming habitats of supreme importance in the European community. The lasting biodiversity and resource value of these habitats are at risk from accelerated estuarine infilling. The objective of this thesis has been to highlight key points of the functioning of an estuary co-dominated by waves and tides, and to gain better insight into the interactions underlying fine-grained sedimentation processes. The approach is highly methodological, based on the application of a cross-disciplinaryassemblage of tools. The study shows that wave influence, though significant, is restricted to the esturary mouth. The esturary exhibits freshwater/salinity mixing and the presence of a turbidity maximum resulting from a combination of tidal asymmetries. This tidal pumping is capable of very widely redistributing the sediment within the estuary, notably via macrofloc dynamics. Interactions between tidal asymmetry and morphology are complex and, through generated residual transport, condition the evolution of the estuarine system. The tidal dynamics are particularly well recorded by the characteristics of deposited sediments and their clear rhythmic pattern. The monitoring has shown the constant availability of sediment in the water column and the key role of tidal channels as vectors of sediment circulation. The input of sediment over the intertidal zones is governed by elevation within the tidal frame. The different results have highlighted the importance of Spartina in sediment trapping mechanisms over salt marshes and their seasonal variability but also the medium-term impacts of high sedimentation rates on benthic biocoenoses. At longer timescales, investigation of the consequences of this accretion highlights the effect of compaction of the sedimentary profile. The stratigraphic input from this work takes into account conclusions from the Holocene history of the neighbouring Flemish coastal plain, and confirms the advanced stage of infilling of the Authie esturay. The research on the Authie estuary may be summarised by a model of an estuary with mixed wave-tide hydrodynamic dominance pertinent to temperate macrotidal estuaries located in sand-rich tidal seas with storm wave influence, which is precisely the case of English Channel estuaries. Climatic perturbations and natural variability initiated within the frame of global change result in increasing human pressures on estuaries, thus generating potential risks. Tacking these pressures and risks calls for a holistic approach to the study of estuarine ecosystems, not only at the regional scale of the English Channel, but also in the world context

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Allard, Jonathan. "Enregistrements des changements environnementaux dans les sédiments littoraux : cas des pertuis charentais et du bassin d'Arcachon." La Rochelle, 2008. http://www.theses.fr/2008LAROS257.

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Abstract:

Cette thèse avait pour objectif d’évaluer le potentiel des sédiments littoraux à enregistrer les changements environnementaux. Trois sites d’études ont été choisis sur la côte atlantique française: la flèche sableuse de la Pointe d’Arçay pour l’enregistrement du climat de la houle ; la Baie de Marennes-Oléron et le Bassin d’Arcachon pour la discrimination des nombreux forçages contrôlant le comblement des estuaires. La Pointe d’Arçay est une flèche sableuse à « crochons » qui présente un taux d’allongement moyen de 26 m/an. Les approches géomorphologiques et de modélisation de la houle depuis 1979 ont mis en évidence que les houles les plus énergétiques favoriseraient un fort allongement de la flèche alors que les houles moins énergétiques favoriseraient un faible gain sédimentaire et un recourbement de l’extrémité de la flèche. Ce mécanisme semble expliquer le développement successif des crochons le long de la flèche depuis la deuxième moitié du 20ème siècle. La Baie de Marennes-Oléron et du Bassin d’Arcachon ont été analysés séparément, puis comparés, grâce à deux approches complémentaires, la stratigraphie (sismique THR et carottages) et les évolutions morphologiques séculaires. Le comblement de la Baie de Marennes-Oléron est rapide depuis le 19ème siècle et est complexe depuis 8 000 ans BP en raison des multiples forçages qui le contrôlent. Le comblement du Bassin d’Arcachon a un budget équilibré depuis le 19ème siècle et semble principalement contrôlé par sa fermeture partielle depuis 2500 ans BP. Les nombreuses différences observées entre ces deux environnements estuariens montrent les importances relatives des forçages locaux comme la morphologie du substratum, la marée, la houle, les apports sédimentaires et l’impact de l’homme
The purpose of this PhD thesis was to evaluate the potential of coastal sediment in recording environmental changes. With this aim in view, three coastal environments have been chosen along the French Atlantic coast: the Arçay sandspit for past wave climate record; the Marennes-Oléron Bay and Arcachon Lagoon to decipher among the multiple forcing parameters controlling estuaries sediment-fill. The Arçay Spit is a compound spit displaying an elongation mean rate of 26 m. Yr-1. Morphological and wave modeling approaches since 1979, show that energetic swells seem to cause massive sand accumulation and spit elongation, whereas less energetic swells appear to be responsible for small sand accumulation and spit curvature. Such mechanism seems to be responsible of the successive hook ridges accretion observed along the Arçay Spit since the second half of the 20th century. The Marennes-Oléron Bay and Arcachon Lagoon have been successively analyzed and compared following a combination of VHR seismic, sediment cores and historical and present-day bathymetries. The sediment-fill of the Marennes-Oléron Bay is rapid since the 19° century and complex since 8000 yrs BP, due to multiple forcing parameters. The sediment-fill of the Arachon Lagoon displays a balanced budget since the 19th century and seems to be mainly controlled by the partial closure of this lagoon since 2500 yrs BP. Numerous differences observed in those two estuarine environments give insight on relative influence of local forcing parameters including bedrock morphology, tide, waves, sediment supply and human impact

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Vrel, Anne. "Reconstitution de l’historique des apports en radionucléides et contaminants métalliques à l’estuaire fluvial de la Seine par l’analyse de leur enregistrement sédimentaire." Caen, 2012. http://www.theses.fr/2012CAEN2060.

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Abstract:

L’estuaire de la Seine est l’exutoire d’un bassin versant très anthropisé. Certaines zones marginales du fleuve ont piégé les particules fines auxquelles sont associés de nombreux contaminants ; elles donnent accès aux enregistrements sédimentaires des dernières décennies. Des carottages ont été effectués en trois sites : la Seine fluviale, l’estuaire fluvial de la Seine, et son embouchure. Après datation, ces carottes ont permis de reconstituer l’historique des apports particulaires en contaminants en chacun de ces sites. La comparaison entre les séries temporelles des concentrations de certains éléments dans les matières en suspension et dans les sédiments des carottes datées montre que ces derniers constituent un enregistrement conforme aux particules transportées aux mêmes sites. Les flux particulaires de 55 éléments stables et 18 radionucléides ont ainsi pu être été calculés de 1960 à 2002. La comparaison des données acquises dans la partie fluviale de la Seine et dans l’estuaire fluvial a permis de distinguer et de quantifier les sources intra-estuariennes de contaminants, dominées par les rejets de phosphogypses effectués dans les années 70 dans la région de Rouen (estuaire fluvial). L’intensité du pompage tidal dans l’estuaire fluvial a pu être quantifiée en utilisant les rapports d’activité de certains transuraniens. Enfin, à partir de l’historique des activités atmosphériques et des données acquises sur les carottes, un modèle de transfert du 137Cs de l’atmosphère vers le fleuve, fondé sur une loi de lessivage par ruissellement et érosion, est alors proposé
The Seine estuary is the outlet of a highly anthropogenized catchment area. Marginal areas of the river have trapped fine-grained sediment particles which a number of contaminants are bound to; they give access to the sedimentary records of the past decades. Corings were carried out in three areas: the Seine River, the upper Seine estuary, and at the river mouth. After dating, these cores have led to reconstruct the history of the inputs particulate elements in each of these areas. The comparison of the time series of elemental concentrations between (i) suspended matter during the last decades and (ii) dated sediments along the cores shows that the latter are representative of the former. Particulate fluxes of 55 stable elements and 18 radionuclides were estimated, from 1960 to 2002. Comparison of data acquired in the Seine River and in the upper estuary led to distinguish and quantify the intra-estuarine sources of contaminants that are dominated by phosphogypsum discharges during the 1970s in the Rouen harbour area (upper estuary). The intensity of tidal pumping up to the upper estuary was quantified using transuranics activity ratios. Based on the atmospheric 137Cs activities over the last decades and core derived 137Cs activities, a transfer model from the watershed to the river, based on a solid wash-off transfer function by runoff and erosion, is then proposed

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Le, Normant Catherine. "Modélisation numérique tridimensionnelle des processus de transport des sédiments cohésifs en environnement estuarien." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT014H.

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Cette these porte sur la modelisation numerique tridimensionnelle du transport en suspension des sediments cohesifs en estuaire. Dans un premier temps, le modele numerique telemac-3d, qui simule les ecoulements tridimensionnels en riviere et en mer, a fait l'objet de nouveaux developpements afin de representer les processus propres aux sediments fins (phenomene de floculation, mouvements de la creme de vase, consolidation du fond vaseux). L'etude d'un estuaire schematique a montre les capacites du code a simuler les phenomenes caracteristiques des environnements estuariens: propagation de la maree, intrusion saline et formation du bouchon vaseux. Le modele a alors ete applique a un cas reel: l'estuaire de la loire. Le bouchon vaseux reproduit par le modele presente des caracteristiques (position dans l'estuaire, deplacements au cours de la maree) similaires a celles observees en nature. Le modele de creme de vase a aussi ete teste et il s'est avere utile pour une bonne representation de la dynamique sedimentaire estuarienne

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Marguerit, Christophe. "Modélisation numérique hydrosédimentaire de la baie du Mont-Saint-Michel." Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN10021.

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Abstract:

Cette étude présente un modèle numérique de l'hydrodynamique et du transport des sédiments cohésifs en baie du Mont-Saint-Michel. Ces sédiments sont responsables de l'envasement du secteur estuarien de la baie. Les variables hydrodynamiques telle que la vitesse du courant de marée sont déduites d'une approximation des équations de Saint-Venant. Les variables sédimentaires, telles que les flux de dépôt et d'érosion font appel aux lois semi-empiriques de Partheniades et Kröne. Le modèle hydrodynamique a été validé sur l'ensemble de la baie pour trois paramètres: hauteur d'eau, vitesse de courant et dérives de bouées. Deux exemples d'applications du modèle sont exposés: un aménagement de la digue route de la baie et le transport de larves planctoniques. Le modèle sédimentaire permet de prévoir qualitativement le dépôt des sédiments cohésifs en fonction de leurs caractéristiques physiques au cours d'un cycle de marée. Il devra être validé quantitativement par des mesures de terrain.

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Ramond, Jean-Baptiste. "Etude des communautés microbiennes résistantes au mercure en milieu estuarien." Rouen, 2007. http://www.theses.fr/2008ROUES013.

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Abstract:

Les sédiments de vasières estuariennes contaminés par des métaux traces sont des environnements où les microorganismes jouent un rôle important dans la spéciation des métaux, et particulièrement du mercure, et aussi des lieux favorables à la croissance de bactéries résistantes aux métaux. Afin d’évaluer l’abondance des bactéries résistantes au mercure dans ces sédiments de vasières, nous avons développé une PCR-compétitive permettant la quantification moléculaire du gène merA de bactéries à Gram négatif, qui code l’enzyme clé de la résistance bactérienne au mercure : la réductase mercurique. Des carottes sédimentaires de vasières de trois estuaires européens (Seine, Authie et Medway), présentant différents niveaux de contamination en mercure, ont été étudiées. Une analyse multidisciplinaire des résultats, intégrant les données de chimie et de sédimentologie, a permis de mettre en évidence un lien entre l’abondance du gène merA dans les sédiments de vasières et (i) les évènements de dépôts/érosions de surface, (ii) l’anthropisation de l’ensemble du bassin versant et (iii) la biodisponibilité du mercure. Une étude en microcosme suggère que le principal facteur déterminant l’occurrence des bactéries résistantes au mercure dans les sédiments de vasières de l’estuaire de la Seine est le dépôt de bactéries merA allochtones de ces sédiments, associées au particules dans la colonne d’eau, et essentiellement des bactéries d’origine fécale. Les stations d’épurations constituent des sources importantes en bactéries merA dans les eaux de Seine, où le niveau de résistance au mercure de populations d’E. Coli (bactéries allochtones d’origine fécale) est supérieure à celle observée au sein de population d’Aeromonas (bactéries autochtones). Ainsi, le niveau de résistance au mercure des E. Coli isolées des eaux de la Seine semble lié à une exposition ancienne et importante au mercure de l’ensemble du bassin versant estuarien, étendu aux compartiments humains et animaux. Une comparaison avec une population d’E. Coli isolée d’eaux de l’Oyapock (Guyane), dont les populations humaines et animales du bassin versant sont fortement exposées au mercure, indique que le niveau de résistance au mercure des populations d’E. Coli est significativement plus élevé dans l’estuaire de Seine que dans l’Oyapock. Les gènes de résistance au mercure étant souvent associés à des gènes de résistances aux antibiotiques, ces résultats suggèrent que l’usage des antibiotiques pourrait être favorable au maintien de la résistance au mercure au sein des populations d’E. Coli chez les hommes et animaux présents dans le bassin versant de la Seine, qui une fois rejetées dans les eaux de l’estuaire se déposent en surface des vasières de l’estuaire
Metal-contaminated estuarine mudflats are environments where microorganisms play crucial roles in metals speciation, especially for mercury, and favourable places for the growth of metal-resistant bacteria. In order to evaluate the abundance of mercury resistant bacteria in such an environment, a molecular tool was developed, based on competitive-PCR, for the quantification of Gram negative bacteria merA genes, which encodes the key enzyme of the bacterial mercury resistance: the mercuric reductase. Sedimentary cores from mudflats of three European estuaries (Seine, Authie, Medway), presenting contrasted mercury contaminations, have been investigated. A multidisciplinary analysis of the results, integrating chemistry and hydrosedimentary data, revealed in the mudflat sediment a relationship between the abundance of merA genes and (i) erosion deposit/events, (ii) the anthropization of the watershed and (iii) the bioavaibility of mercury. A microcosm study suggests that the main determining factor in the occurrence of mercury-resistant bacteria seems to be the deposit of particle-attached allochtonous merA bacteria, and essentially faecal bacteria. Wastewater Treatment plants are sources of merA bacteria in the waters of the Seine estuary, where the mercury resistance level is higher in E. Coli (allochtonous faecal bacteria) than in Aeromonas (autochthonous bacteria) bacterial populations isolated from the Seine waters. Thus, the mercury resistance level of the E. Coli population isolated from the Seine River seems related to the ancient and important mercury exposure of the global watershed, extended to the human and animal compartments. A comparison with an E. Coli population isolated from the Oyapock River (Guyana), where human and animals are exposed to high levels of mercury, indicates that the E. Coli population mercury resistance level is significantly higher in the Seine estuary than in the Oyapock. As mer determinants are often linked with antibiotic resistance genes, these results suggest that the use of antibiotics could be favourable to the maintain of mercury resistance in the E. Coli populations of human and animals from the Seine watershed, which once discharged in the Seine river deposit onto mudflat surfaces

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Billon, Gabriel. "Géochimie des métaux et du soufre dans les sédiments des estuaires de la Seine et de l'Authie." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-143-144.pdf.

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Abstract:

L'étude de la spéciation des métaux et du soufre dans trois carottes sédimentaires de la baie d'Authie et de la vasière nord de l'estuaire de la Seine a été réalisée afin de mieux comprendre le comportement des contaminants métalliques au cours de la diagenèse précoce (qui est considérée par les géochimistes comme l'ensemble des transformations biogéochimiques ayant lieu dans les premiers centimètres de la colonne sédimentaire). Grâce à l'activité bactérienne dans le sédiment, le carbone organique est décomposé et parallèlement, l'oxygène, les nitrates, les oxydes de fer et de manganèse puis les sulfates sont réduits. Pour notre part, nous avons pu mettre en évidence que ces réactions d'oxydoréduction induisent une redistribution des métaux au sein du sédiment par des réactions de complexation et de précipitation/redissolution qui les rendent plus ou moins réactifs. De plus, à travers notre travail concernant le marquage anthropique, nous avons montré que le sédiment peut se comporter comme un réservoir mais également comme un puits pour de nombreux polluants métalliques (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn). Enfin, les résultats d'analyses des eaux interstitielles et ceux issus de la spéciation du soufre dans les phases liquide et solide (au sein de laquelle sont présents des sulfures peu stables comme FeS et des composés plus réfractaires, comme la pyrite) nous ont conduit à réaliser des calculs d'équilibres thermodynamiques. Ces derniers nous ont permis de prédire et en partie de vérifier (par analyses RX, micro-Raman, RPE) la formation de phases discrètes et de solutions solides.

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Marin, Pascale. "Le fer et le manganèse dans le système estuaire de la Seine-baie de Seine : réactivités chimiques au cours du passage eau douce-eau salée et de la diagenèse des sédiments estuariens." Caen, 1988. http://www.theses.fr/1988CAEN2011.

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Nguyen, Duc Hau. "Interaction fluides-particules solides à l'interface eau-sédiment : Une approche de modélisation diphasique : Une approche de modélisation diphasique." Caen, 2011. http://www.theses.fr/2011CAEN2085.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'étude de l'interaction fluide-particule à l'interface eau-sédiment par une approche de modélisation diphasique. La Décomposition Orthogonale aux valeurs Propres (POD) est utilisée pour l'analyse des résultats numériques. L'approche diphasique diffère de l'approche dite classique en résolvant les équations de conservation de la masse, de quantité de mouvement et de transport pour l'énergie cinétique turbulente séparément pour chaque phase. Les interactions entre le fluide et les particules sont alors représentées par des termes de transfert entre les deux phases. Deux cas avec développement d’une interface entre l’eau claire et une suspension très dense de sédiments sont étudiés : le problème des rejets des produits de dragage en mer (clapage) et le problème de l’instabilité à l'interface eau claire - crème vase sous écoulement (instabilité de Kelvin-Helmholtz). Le modèle diphasique reproduit quantitativement les principaux processus mis en jeu dans le transport sédimentaire de particules non cohésives pour des suspensions denses. Les simulations numériques confirment l'existence d'une différence de vitesse horizontale entre les particules et l'eau. Certains modes POD peu significatifs du point de vue énergétique ou de l'information statistique peuvent s'avérer essentiels du point de vue de l'évolution de l'écoulement
This work is devoted to the study of fluid-particle interactions at the sediment-water interface by a two-phase flow modelling approach. The proper orthogonal decomposition (POD) is used to analyze numerical data. The developed approach differs from the classical one by resolving the mass and momentum equations and the transport equation for turbulent kinetic energy, separately for each phase. Transfer terms of momentum and turbulent kinetic energy between phases take into account fluid-particle interactions. Two problems in which an interface between the clear water and the very dense mixture (water and sediment) are considered: the dredged-sediment releases in the seawater and the instability at the interface between the clear water and the heavy suspension (mixture of water and sediment like mud) (Kelvin-Helmholtz instability). The two-phase flow modelling reproduces quantitatively the main processes involved in sediment transport of non-cohesive particles in very dense suspensions. Especially, the numerical results confirm the existence of a horizontal velocity lag between the fluid and particles. The flow within this structure is successfully captured by a few POD eigenfunctions

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Boutmin, Gérard. "Dragage et exploitation des sables marins : qualité des matériaux et conséquences sur le milieu." Nantes, 1986. http://www.theses.fr/1986NANT2007.

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Rouas, Guy. "Étude et modélisation par éléments finis des processus hydrosédimentaires estuariens." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD884.

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Abstract:

L'objet de ce travail a consisté à proposer et développer une gamme de modèles pour la simulation des processus hydrosédimentaires en estuaires. Dans une première partie, un modèle bidimensionnel vertical aux éléments finis résolvant les équations couplées de l'hydrodynamique, du transport du sel et des sédiments en suspension, et enfin de l'évolution des fonds soumis à l'érosion et au dépôt a été établi. La fermeture du système nécessite l'écriture de relations constitutives complémentaires exprimant les termes turbulents, la vitesse de chute moyenne du sédiment en fonction de sa concentration et les flux d'échange au fond notamment. Un ensemble de cas tests analytiques et comportementaux ont été traités afin de valider le modèle. La réalisation d'une campagne d'essais en laboratoire pour l'étude des phénomènes de transport d'une vase de Gironde en écoulements turbulents a permis d'établir les lois de vitesse de chute du matériau d'une part et de vérifier la capacité du code à reproduire, les phénomènes de stratification induits par les effets gravitaires d'autre part. Dans une deuxième partie, une étude théorique et expérimentale fondée sur l'approche des milieux diphasiques a été conduite pour l'étude du dépôt et de la consolidation des vases en eau calme. Un modèle monodimensionnel fournissant l'évolution de la distribution verticale des concentrations au cours du temps a ainsi été développé puis calibré à partir d'essais en colonne de sédimentation.

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Waeles, Matthieu. "Spéciation des éléments métalliques en milieu estuarien et quantification des flux vers le plateau continental." Brest, 2003. http://www.theses.fr/2003BRES2030.

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Abstract:

Le comportement des différentes formes chimiques du fer, du cuivre, du plomb et du cadmium a été étudié dans la zone de mélange eau douce-eau salée le long du gradient salé en liaison avec les variations des caractéristiques hydrologiques et biogéochimiques. Deux systèmes possédant des caractéristiques très différentes ont été retenus la Penzé (Bretagne, Manche Occidentale) qui présente un faible débit et qui est soumis à un brassage vertical intense (système homogène) et la Loire qui présente un débit élevé et dont les eaux s’écoulent dans une zone (plateau continental Nord Gascogne) où le brassage vertical est peu intense (système stratifié). Un effort important a aussi été consacré à la mise au point de méthodes d’analyse des métaux spécialement adaptées au milieu marin. Des méthodes électrochimiques utilisant la chronopotentiométrie comme technique de redissolution ont été développées. Nos résultats montrent des comportements similaires pour le plomb, le cuivre et le cadmium dans les deux systèmes étudiés. Le plomb subit une coprécipitation importante avec les hydroxydes de fer. Le cuivre désorbe généralement des particules organiques pour former des complexes organiques hydrophobes. Le cadmium lié aux oxydes de fer et de manganèse désorbe pour former des cholorocomplexes ou des complexes organiques. Nos résultats indiquent aussi qu’au cours du cycle saisonnier, les apports des différentes formes chimiques métalliques au milieu marin dépendent fortement des variations des caractéristiques hydrologiques et biogéochimiques du système. Il est important de prendre en compte ces modifications de l’état du métal pour établir des bilans fiables en métal exporté
The behaviour of various chemical species of iron, copper, lead and cadmium was studied along the whole salinity gradient as a function of hydrological and biogeochemical variations. Our investigations were focused on two systems with very different properties: the Penzé (Britanny, Western Channel) and the Loire-North Biscay Continental Shelf. The former is characterised by a 10w freshwater discharge and well-mixed waters, whereas the latter shows a high freshwater discharge and waters flowing to the North Biscay Continental Shelf where the waters are stratified. A great effort was also devoted to the development of methods based on stripping chronopotentiometric electrochemistry for metal analysis in the marine environment. Our experimental results highlighted similar behaviours for lead, copper and cadmium in both systems : i) Lead was highly coprecipitated by hydrous oxides iron ; ii) Copper was generally desorbed from organic particles and made complexes with non-polar hydrophobic organic ligands ; iii) Cadmium associated with hydrous oxides of iron and manganese desorbed and formed cholorocomplexes or organic complexes. We also showed that fluxes of the various chemical metal species to the marine environment over the seasonal cycle are highly dependent on the hydrological and biogeochemical variations of the system under study. Taking into account these changes in the metal state is paramount for further reliable monitoring of exported metal traces

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Vacher, Lilian. "Étude par fluorescence des propriétés de la matière organique dissoute dans les systèmes estuariens : cas des estuaires de la Gironde et de la Seine." Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12923.

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Abstract:

La matière organique dissoute (MOD) est un mélange complexe de macromolécules qui jouent un rôle majeur dans les systèmes aquatiques et sont susceptibles d'influencer le transport et la biodisponibilité des polluants. La compréhension des mécanismes de dispersion des polluants nécessite donc une meilleure connaissance des caractéristiques de la MOD, notamment dans les estuaires qui constituent des zones tampons entre continents et océans. Le but de ce travail est de mieux définir les propriétés de la MOD dans les milieux estuariens au travers de l'étude comparée des estuaires de la Seine et de la Gironde par spectroscopie de fluorescence. Cette technique permet de distinguer les substances humiques du matériel autochtone d'origine récente et d'étudier les variations de la MOD en fonction des paramètres environnementaux. La MOD de la Seine présente des variations saisonnières marquées par de fortes concentrations en carbone organique dissous et en composés humiques en hiver et par des zones de production de matériel autochtone en amont et en aval du bouchon vaseux en été. La MOD de la Gironde présente un caractère humique dominant tout au long de l'année jusqu'à la salinité 25 au delà de laquelle se trouve une zone de production biologique intense. Le fractionnement de la MOD par ultrafiltration permet de mieux distinguer les fluorophores et montre des modifications de la distribution des macromolécules dans le bouchon vaseux. Le suivi par fluorimétrie de la dégradation de phytoplancton montre l'influence du bouchon vaseux et des bactéries sur les apports de matériel organique vers la phase dissoute. Le dosage des métaux dans les fractions d'ultrafiltration permet d'observer l'évolution du rôle des colloi͏̈des sur la complexation des métaux le long de l'estuaire de la Gironde. L'étude par extinction de fluorescence de la complexation du cuivre avec la MOD montre l'importance de composés de petite taille d'origine protéique ou bactérienne sur cette complexation.

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Msokar, Sawsan. "Étude de la matière organique dans deux écosystèmes estuariens : Les estuaires de la Seine et de l'Authie." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2003/50376-2003-61-62.pdf.

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Abstract:

Ce travail est centré sur l'étude de la matière organique (acides gras et stérols essentiellement) dans deux sites particuliers : les estuaires de la Seine et de l'Authie qui se distinguent par leur niveau de contamination. Les acides gras et les stérols sont utilisés comme marqueurs géochimiques pour tenter de mieux appréhender l'origine et le devenir de la matière organique contenue dans les particules en suspension (présentes dans la colonne d'eau) et dans les sédiments prélevés dans les sites étudiés. Les principaux résultats tirés de ce travail peuvent se résumer par : (I) dans l'estuaire de la Seine (vasière nord, vasière de Oissel et la Baie de Seine), par une évolution verticale des teneurs en acides gras et en stérols est bien mise en évidence lors de l'étude de carottes sédimentaires et l'origine en est discuté ; les processus diagénétiques sont également discutés à partir des valeurs du rapport stanols/sténols ; (II) dans l'estuaire de l'Authie, le travail a principalement porté sur l'étude de l'évolution de la matière organique et des sels nutritifs au cours d'un cycle de marée.

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Olivier, Caroline. "Modélisation numérique des phénomènes de transport de matières en estuaire fluvial : application à l'estuaire de la Seine." Le Havre, 2001. http://www.theses.fr/2002LEHA0006.

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Abstract:

Nous traitons ici du problème de la modélisation tridimensionnelle des phénomènes de transport des matières en suspension dans un milieu fluvial soumis à l'action combinée du débit fluvial et de l'onde de marée. Cette étude comporte trois parties. La première est relative à la modélisation hydrodynamique de l 'écoulement dans un milieu fluvial, la seconde concerne la modélisation de la matière en suspension, enfin la troisième partie est consacrée au couplage des deux modèles avec une application réelle sur l'estuaire de la Seine. Le modèle hydrodynamique est construit à partir des équations de Saint-Venant que nous traitons par une discrétisation en différences finies. Afin d'assurer une bonne prise en compte des variations spatiales du domaine, le maillage utilisé est curviligne. Nous proposons un modèle à séparation de variables adapté à la modélisation simultanée du courant fluvial et de l'onde de marée. Le modèle utilisé en milieu naturel répond parfaitement à notre attente et vérifie avec une bonne précision les mesures de terrain. Le traitement des équations de transport est fait par une méthode particulaire. Cette méthode permet de mettre en évidence les petits déplacements de matière au sein de l'écoulement en autorisant un suivi continu d'une quantité physique donnée dans le temps et dans l'espace. Là encore le modèle est utilisé en milieu naturel. Les trajectoires des particules sont étudiées en fonction de leur position d'origine dans la tranche d'eau. Les renseignements apportés par cette méthode permettent une meilleure interprétation des mesures et offre une possibilité de couplage avec d'autres modèles biologiques ou chimiques
The goal of this work is to modelize in three dimensions the suspended matter transport in a river with tidal effect. This studie includes three parts. The first one is about hydrodynamic modelization in rivers, the second concern suspended matter transport modelization, the third part is devoted to coupling together the two last models and to apply them to the Seine estuary. In our hydrodynamic model we take into account the tidal wave which is propagated in the opposite direction from the river flow. We have chosen to do a tridimensionnal modelization to represent as well as possible the recirculation phenomena generate by bends and slopes. The treatment of the transport equation was done by a lagrangian method. This method was used to better visualize small displacements of matter in flow and to follow them in time and space. The coupling of models is applied to test areas and then to the Seine estuary

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Andrieux-Loyer, Françoise. "Les formes de phosphore particulaire et sédimentaire en environnement côtier : méthodes d'analyse, biodisponibilité, échange." Brest, 1997. http://www.theses.fr/1997BRES2034.

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Abstract:

Nos travaux ont permis d'etudier differents aspects de la biogeochimie du phosphore dans la matiere particulaire et le sediment, dans les systemes cotiers. Les etudes a la mer ont porte essentiellement sur la baie de seine. Une methode a ete developpee pour evaluer le phosphate echangeable. Le sediment est extrait dans l'eau naturelle, a differents niveaux de dilution. Cette methode d'extrapolation a dilution infinie (edi) conduit a des resultats 2 a 10 fois superieurs a ceux obtenus par les methodes d'extraction unique. Dans l'estuaire de la seine, le phosphore particulaire est tres stable dans ses differentes formes. Le phosphore potentiellement biodisponible represente plus de 50% du stock de phosphore particulaire. Les fortes charges particulaires transferees dans la baie lors des crues de printemps peuvent donc contribuer de maniere significative a son enrichissement. Dans la baie de seine, les concentrations en phosphate de calcium (p-ca) dans les sediments sont a la fois stables dans l'espace et le temps. Le phosphate echangeable (p-ech) et le phosphate lie au fer et a l'aluminium (p-fe/al) presentent un gradient est/ouest qui met en evidence les apports particulaires par le panache de la seine. Le phosphore organique presente des variations spatio-temporelles significatives. L'augmentation des concentrations entre l'hiver et le printemps est attribuee aux developpements planctoniques. Les parametres des echanges solide-liquide ont ete determines. Les capacites maximales d'adsorption sont toujours superieures aux teneurs en p-ech des sediments. Ces derniers ne sont donc pas satures en phosphate. Les constantes de partage montrent que les sediments sableux de la baie de seine sont a l'etat d'equilibre vis a vis de l'eau interstitielle. Ce n'est pas le cas dans les zones pertubees de l'embouchure de la seine ou de la vire.

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Geffard, Olivier. "Toxicité potentielle des sédiments marins et estuariens contaminés : évaluation chimique et biologique, biodisponibilité des contaminants sédimentaires." Bordeaux 1, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR12437.

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Abstract:

Les sédiments marins et estuariens sont un réservoir pour de nombreux polluants, constituant non seulement une source de contamination pour les organismes aquatiques, mais pouvant également poser un problème de santé publique. La toxicité potentielle de ces sédiments a été déterminée à l'aide de bioessais et d'études sur la biodisponibilité des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et métaux contenus dans ces derniers. En comparant les différents stades de développement testés chez l'huître Crassostrea gigas et l'oursin Paracentrotus lividus, les embryons et les larves d'huître sont apparus les plus sensibles et les mieux adaptés pour évaluer la qualité des sédiments vis à vis des organismes benthiques (sédiment contact ; test d'embryotoxicité) et pélagiques (élutriat ; tests d'embryotoxicité et de croissance larvaire). Il est apparu que d'un point de vu environnemental, les sédiments devaient être testés à l'état frais. La biodisponibilité des HAP et des métaux sédimentaires a été abordée via des études de bioaccumulation et, dans le cas d'une contamination métallique aussi via l'induction de métallothionéines (MT) chez les larves de C. Gigas et de la moule Mytilus galloprovincialis. Bioaccumulation et induction de MT se sont révélés plus sensibles, avec des réponses plus précoces, en comparaison des simples bioéssais correspondants. Ils permettent, de plus, de faire le lien entre effets au niveau moléculaire (MT), cellulaire (bioaccumulation), individuel (anomalies larvaires et effets sur la croissance) et populationnel (puisque la survie des larves conditionne le recrutement et par suite le maintien de la population). Une démarche pour l'évaluation de la qualité des sédiments lors d'études de biomonitoring est proposée, l'intérêt des embryons et des larves de bivalves comme outil en écotoxicologie marine est confirmé, notamment par leur utilisation lors d'un test embryo-larvaire in situ.

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Clarisse, Olivier. "Approche géochimique du fonctionnement et de la dynamique des vasières de l'estuaire de la Seine." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2003/50376-2003-105.pdf.

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Abstract:

Ce travail porte sur le devenir des métaux dans les sédiments estuariens de la Seine. Il s'inscrit en globalité dans le cadre du programme de recherche national Seine Aval 2. L'approche pluridisciplinaire développée dans le projet DYVA a notamment permis de définir la réactivité des contaminants métalliques dans le compartiment sédimentaire, d'identifier les principaux mécanismes diagénétiques régissant le devenir des métaux, dans ce milieu complexe, et de suivre les paramètres forçant ces processus particuliers pour 3 vasières types de l'estuaire de la Seine. Un deuxième axe de ce travail a consisté en le développement analytique de nouvelles méthodes d'échantillonnage in situ des eaux interstitielles, les peepers de gel. Basés sur le principe de diffusion des espèces chimiques au travers un gel, les DET et DGT ont ainsi été utilisés pour réaliser la spéciation des métaux dans les eaux interstitielles à une échelle millimétrique. La haute résolution des profils sédimentaires obtenus a permis d'améliorer notre compréhension de la diagenèse précoce des sédiments.

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Capo, Sylvain. "Hydrodynamique et dynamique sédimentaire en milieu tropical de mangrove, observations et modélisation de l'estuaire du Konkouré, République de Guinée." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13184.

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Abstract:

La dynamique des estuaires poduit des accumulations de particules en suspension, appelées bouchon vaseux, qui jouent un rôle prépondérant dans les multiples processus biogéochimiques à l'interface entre terre et océan. La diversité des forçages du milieu qui influent sur les processus hydrosédimentaires, va entraîner la migration de cette zone de turbidité maximale sur différentes échelles (journalière à saisonnière). Le suivi de nombreux paramètres tels que salinité, concentration des matières en suspension, température, courants de marée, débits fluviaux, sédiments du fond, volumes oscillants et apports terrigènes permet d'établir les fonctionnements hydrosédimentaires saisonniers de cet Estuaire de mangrove. L'estuaire est mésotidal et hypersynchrone avec des vitesses de courants maximales en embouchures et en amont. La morphologie complexe identifie deux bras principaus, le Konkouré à morphologie estuarienne, et la Sankiné qui s'apparente à une baie profonde méandriforme, connectée au système estuarien dans la partie intermédiaire. Les circulations liquides résiduelles en étiage indiquent que deux des trois embouchures fonctionnent en chenal de flot, alors que le troisième évacue les eaux estuariennes,. En période de crue, les trois embouchures fonctionnent en évacuation des eaux fluviales, conférant au système complet un caractère plus deltaïque. Les prismes tidaux varient de 100 à 200 millions de m3 impliquant un bon mélange des eaux estuariennes en étiage, en morte-eau comme vive-eau, alors qu'apparaît une stratification et un coin salé en embouchure pour des débits fluviaux de crue. Les processus de formation à l'origine du bouchon vaseaux sont identifiés et leur rôle respectif évalué. L'utilisation d'un modèle numérique 2DH, comme support de la compréhension des phénomènes, souligne la dominance de la marée dynamique dans l'origine de la formation de ce bouchon vaseux et met en évidence les comportements sédimentaires durant l'étiage. La disparité morphologiq et sédimentaire des deux bras principaux de l'estuaire est validée et le rôle des différents forçages est établi. La végétation de mangrove, parmi ces forçages, s'identifie comme une spécificité des latitudes tropicales et son impact sur la dynamique estuarienne est obtenue alors que la modélisation des écoulements en marais et forêts de mangrove reste complexe et mal prise en compte dans le modèle.

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Foucher, Delphine. "Géochimie du mercure dans des sédiments estuariens et côtiers : cas de la Seine (France) et de la baie de Kaštela (Croatie)." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2002/50376-2002-333.pdf.

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Abstract:

La distribution et la spéciation du mercure (mercure total et monométhylmercure) ont été étudiées sur les différentes phases (solide ,et eau interstitielle) de sédiments estuariens (Seine, France) et côtiers (baie de Kastela, Croatie). Les sédiments de la baie de Kastela sont fortement contaminés (4. 0 à 65. 0 mg Hg. Kg-1) par l'activité d'une usine de production de chlore et de soude. Les sédiments des vasières d'eaux douces (vasière de Oissel) et salines (vasière Nord) de l'estuaire de la Seine présentent des teneurs plus faibles (0. 1 à 2. 2 mg. Kg-1), témoignant d'une contamination moyenne d'origine industrielle et agricole. Une étude approfondie des carottes prélevées pour ces trois systèmes aquatiques, nous a permis de mettre en évidence l'influence des cycles du soufre et du carbone sur la répartition et l'abondance du mercure total et du monométhylmercure dans les différentes phases de la colonne sédimentaire, ainsi que d'estimer les facteurs contrôlant la méthylation du mercure dans ces sédiments. Enfin une autre partie de ce travail a été consacrée à la mise au point d'extractions spécifiques permettant d'isoler et de déterminer les parts relatives de mercure réactif et de mercure sous forme de cinabre et / ou métacinabre (HgS) présentes dans les sédiments.

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Oliveira, Cynthia. "Diversité des intégrons dans des sédiments estuariens anthropisés." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR093.

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Abstract:

Les intégrons sont des plateformes génétiques bactériennes de capture et d'expression de gènes. Les intégrons cliniques sont les principaux responsables de la forte augmentation récente des bactéries multirésistantes aux antibiotiques. Cependant, dans l’environnement, ils ne représentent qu’une part minime de l’importante diversité des intégrons. Ainsi, les objectifs de cette thèse étaient (i) d’évaluer l’étendue de la diversité des intégrons dans l’environnement, (ii) de comprendre les phénomènes responsables de la structuration du pool d’intégrons dans le compartiment sédimentaire d’un milieu estuarien anthropisé et (iii) de rechercher l’existence potentielle d’intégrons indicateurs du niveau de contamination chimique.Le suivi des intégrons de classes 1, 2 et 3 et des populations d’E. coli dans des sédiments du bassin versant de la Risle impactés par des sources de contamination fécale bien caractérisées ont montré qu’en étiage, les souches d’E. coli d’origine humaine se disséminaient sur de courtes distances. Les intégrons de classe 1 se disséminent sur des distances un peu plus importantes et se maintiennent dans les 12 premiers centimètres du compartiment sédimentaire au moins.Une méthode a été développée permettant, pour la première fois, l’analyse de la diversité des intégrons via séquençage haut-débit. L’application de cette méthode sur une carotte sédimentaire de 4,8 m de profondeur prélevée dans l’estuaire fluvial de la Seine a permis de mettre en évidence plusieurs milliers de classes d’intégrons dont de nombreuses intégrases encore jamais répertoriées. La diversité des intégrons chute fortement avec la profondeur. Les intégrons de classe 1, majoritaires dans les sédiments de surface, ont une abondance qui chute fortement avec la profondeur cependant ils répondent plutôt positivement à la contamination chimique renforçant l’idée de leur utilisation comme proxy de pollutions anthropiques récentes. Trois classes d’intégrons dominent dans la vase consolidée représentant 38% des séquences obtenues dans la carotte sédimentaire mais répondant plutôt négativement à la contamination chimique. Enfin, la structure du pool d’intégrons est fortement corrélée à celle de la communauté bactérienne mais semble en partie indépendante de la communauté bactérienne dans deux des fractions sédimentaires profondes avec la dominance d’une nouvelle classe d’intégrons qui semble sélectionnée par les HAP
Integrons are bacterial genetic platforms allowing acquisition and expression of genes. Clinical integrons play a major role in the strong increase of antibiotic multi-resistant bacteria recently observed. However, in the environment, they represent only a tiny fraction of the large integron diversity. Therefore, the aims of this thesis were (i) estimating the extent of the integron diversity in the environment, (ii) understanding phenomena responsible for integron pool structure in anthropized estuarine sediments and (iii) looking for integrons potentially proxy of chemical pollution level. The research of class 1, 2 and 3 integrons and the analysis of E. coli populations in sediments from the Risle drainage basin impacted by well-characterized fecal contamination sources show that E. coli strains with human origins were spread on short distances during low water level periods. However, class 1 integrons are spread on slightly longer distances and remain present in the 12 first centimeters of sediments at least. A methodology was developed allowing, for the first time, the analysis of integron diversity by high-throughput sequencing. In this way, the analysis of a 4.8 meter core sediment from the fluvial Seine estuary highlighted several thousands integron classes including many new integrases absent from data bases. Integron diversity decreases along with depth. Class 1 integrons are the majority integrons in surface sediments but their abundance strongly decreases in deep sediments. Class 1 integron abundance rather responds positively to chemical pollutions accentuating the idea that class 1 integrons could be used as proxy of recent anthropogenic pollutions. In the sediment core, three integron classes outshine the whole dataset: they represent 38% of all the sequences from the sediment core. However, abundances of these three majority integron classes rather respond negatively to chemical pollution levels. Integron pool structure is highly correlated to bacterial community diversity but seems to be partially independent to bacterial community diversity within two deep fractions from the sediment core: in these two sediment fractions, a new integron class outshines the rest of integron classes and seems to be specific to these two sediment fractions. Furthermore, this new integron class seems to be selected by PAH

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Lerat, Yannick. "Cycles annuels de la matière organique et des éléments nutritfs dans les sédiments d'un écosystème côtier (baie de Morlaix, France) : interactions avec le compartiment pélagique." Brest, 1990. http://www.theses.fr/1990BRES2004.

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Abstract:

Les variations annuelles de la matiere organique et des sels nutritifs ont ete observees simultanement dans les compartiments pelagique et benthique a trois stations reparties le long de l'estuaire de la riviere penze. Les flux de sels nutritifs et d'acides amines ont ete determines. Dans la partie amont de l'estuaire, les teneurs maximales en matiere organique sedimentaire resultent de la sedimentation de la matiere organique particulaire d'origine terrigene. Dans la partie aval, l'accumulation des macrophytes et la sedimentation du plancton enrichissent le sediment en matiere organique. Les variations des sels nutritifs dans l'eau interstitielle sont determinees par celles de la matiere organique. Les conditions oxydo-reductrices regulent la production de nitrites et de nitrates. Les transferts de sels nutritifs vers la colonne d'eau sont observes principalement au printemps, les flux inverses en hiver. De l'amont vers l'aval, les bilans annuels des flux de sels nutritifs indiquent une predominance des rejets, mais une diminution des intensites. En aval, les apports benthiques d'azote regenere sont negligeables par rapport aux besoins du phytoplancton, tandis que ceux de phosphates atteignent 52% des besoins. Vers l'amont, l'importance de ces apports augmente

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Snoussi, Mama. "Nature, estimation et comparaison des flux de matières issus des bassins versants de l'Adour (France), du Sebou, de l'Oum-er-Rbia et du Souss (Maroc) : Impact du climat sur les apports fluviatiles à l'Océan." Bordeaux 1, 1986. http://www.theses.fr/1986BOR10687.

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Abstract:

Cette etude est une contribution a la connaissance des flux de matieres apportes a l'ocean par les fleuves; a partir de bilans, elle vise a preciser l'impact du climat sur la nature chimique et/ou mineralogique des substances dissoutes et particulaires issues des bassins versants de l'adour (france), du sebou, de l'oum-er-rbia et du souss (maroc). La confrontation des processus d'alteration chimique, d'erosion mecanique et de transport fluvial et estuarien dans la sequence climatique, revele que les materiaux exportes par ces rivieres a l'ocean, presentent selon les bassins, des degres differents de maturation chimique. L'etude des mecanismes dans un continuum allant des sources geologiques jusqu'aux depots marins, fait ressortir le role specifique des diverses plaines alluviales dans le piegeage des elements mobilises a l'amont. De l'humide vers l'aride le piegeage geochimique des elements s'intensifie avec l'aridite du climat et prend le relais du piegeage mecanique

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Jimenez, Joselyn. "Comportement des ETMs dans les sédiments de surface du Golfe du Morbihan et la Baie de Quiberon : distribution spatiale, spéciation, biodisponibilité et relation avec les sédiments des ports et rivières." Thesis, Lorient, 2016. http://www.theses.fr/2016LORIS400/document.

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Abstract:

Les sédiments de surface du Golfe du Morbihan et de la Baie de Quiberon ont été analysés afin d’évaluer les éléments traces métalliques (ETMs), leur comportement, les processus qui contrôlent leur distribution spatiale, leur spéciation, leur réactivité et leur biodisponibilité. Les potentielles sources métalliques ont été recherchées à partir de l’analyse des sédiments des ports à proximité et des sédiments du bassin versant. Les analyses ont été faites sur la fraction inférieure à 63 µm des sédiments collectés en Avril 2013. Les concentrations totales et la spéciation des ETMs ont été obtenues à partir des attaques totales et sélectives, respectivement. L’enrichissement en Zn, Cu, Cd et Pb a été mis en évidence dans les sédiments de surface du Golfe du Morbihan. De même, la labilité et la biodisponibilité du Pb ont été montrées dans les sédiments de la Baie de Quiberon. Le comportement des ETMs dans les sédiments de la côte morbihannaise est principalement contrôlé par le gradient terre/mer. Cependant, les ports et les rivières constituent des sources d’ETMs, principalement de Cu et Zn
Surface sediments in the Gulf of Morbihan and the Bay of Quiberon were analyzed in order to characterize the trace metals elements, their behavior, the processes that control their spatial distribution, their speciation, reactivity and bioavailability. Potential sources of metals were looked for, based on the analysis of nearby harbors and river basin’s sediments. The analyses were done on the fraction below 63 µm of the sediments collected in April 2013. MTEs total concentration and speciation were obtained from total and selective attacks, respectively.The enrichment of Zn, Cu, Cd et Pb was identified in the surface sediments of the Gulf of Morbihan. Pb lability and bioavailability were shown in the sediments of the Bay of Quiberon. The MTEs behavior of the Morbihan’s coast is mostly controlled by the land-sea gradient. However, harbors and rivers form sources of ETMs, principally of Cu and Zn

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Bally, Gabriel. "Contribution à l'étude de la dynamique d'échange du phosphore dans les sédiments d'une vasière intertidale de l'estuaire de Seine." Rouen, 2003. http://www.theses.fr/2003ROUES041.

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Abstract:

Le suivi saisonnier de la géochimie de l'eau interstitielle, par la technique des dialyseurs, mené dans le cadre du programme de recherche Seine-Aval II (projet " DyVa ") permet de proposer un modèle conceptuel de dégradation de la matière organique, qui apparaît fortement contraint par l'hydrodynamisme du milieu et les cycles érosion-dépôts en particulier. Les flux dissous à l'interface de la vasière sont négligeables par rapport à ceux calculés plus en amont (Poses). Par contre les flux particulaires sont significatifs, la vasière se comporte en hiver et au printemps comme une source de phosphore particulaire, et comme un puits en été. Le suivi en laboratoire des cinétiques de désorption du phosphore montre que le relargage de cet élément est contraint par une cinétique rapide puis lente dépendante de la notion de phosphore échangeable. De plus, la comparaison des coefficients de distribution (KD) montre le comportement similaire des sédiments de la colonne d'eau (MES) et de ceux de la vasière en terme de dynamique d'échange du phosphore. Ces résultats montrent l'importance de cette vasière intertidale dans la dynamique d'échange du phosphore à l'embouchure : en hiver, en phase érosive, elle génère des flux de phosphore particulaire ; tandis qu'en été, soumise à des dépôts enrichis en matière organique, elle produit des flux de nutriments. Ce travail met en valeur l'efficacité d'une approche pluridisciplinaire dans ces milieux fortement contraints par les processus hydrodynamiques. De plus, il met en évidence la nécessité du couplage dans des modèles numériques des processus sédimentaires et géochimiques pour compléter la compréhension du cycle des nutriments
This study deals with the phosphorus biogeochemical cycle in the sediments of a Seine estuary intertidal mudflat. It relies on two complementary approaches including a field survey and laboratory's experiments. The intertidal areas, preferential places for fine materials accumulation, allow the trapping of organic and mineral particles. Thus, the main aim of this work is to study the role of this mudflat in term of source and/or sink of nutrients and dissolved organic carbon. The seasonnal survey of porewater chemistry, with the peeper's technic, conducted in the Seine-Aval II program (the "DyVa" project), allows to propose a conceptual model of organic matter degradation, which appears to be forced by the hydrodynamic and more particularly by the erosional/depositional cycles. The dissolved fluxes at the mudflat interface are negligible regarding on which are calculated dowstream (Poses). On the other hand, the particulate fluxes are significant; the mudflat acts as a source in winter and spring, and as a sink in summer. The laboratory's experiments of the phosphorus desorption kinetics show that the release of this nutrient is forced by a fast and a slow kinetic linked with the exchangeable phosphorus concept. Moreover, the distribution coefficient (KD) comparison shows a similar behavior between the intertidal sediments and the suspended particulate matter in term of phosphorus dynamic. These results show the importance of this intertidal mudflat in the dynamic at the Seine mouth: in winter, during the erosive stage, it generates phosphorus particulate fluxes; while, in summer, during a deposit enriched in organic matter, the mudflat generates dissolved nutrient fluxes. In one hand, this work highlights the power of an interdisciplinary approach in studying this environnement. In the other hand, it highlights the necessity to link the intertidal mudflats to the numerical models of sedimentological and geochemical processi in order to increase the understanding of nutrient cycle in the Seine estuary

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Oger-Duroy, Cécile. "Etude des bactéries résistantes au cadmium portant le gène cadA dans un environnement naturel contaminé par les métaux lourds : l'estuaire de la Seine." Rouen, 2003. http://www.theses.fr/2003ROUES019.

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Abstract:

Les communautés bactériennes de l'estuaire de Seine résistantes au cadmium sont étudiées par différentes approches de microbiologie classique et d'écologie moléculaire. La quantification de l'abondance en gène cadA dans l'ADN total des communautés bactériennes extrait d'échantillons de l'estuaire est possible grâce à une approche de biologie moléculaire, la PCR compétitive. Nous avons mis en évidence une pression de sélection par le cadmium sur les communautés bactériennes présentes au niveau de la vasière intertidale Nord et avons montré que les bactéries qui portent le gène cadA présentent la même dynamique que les matières en suspension dans la zone de turbidité maximale de l'embouchure, en période de faible débit. Par ailleurs, au sein de la population des Staphylococcus cultivables portant le gène cadA, la conservation des séquences de gène cadA pourrait être liée à la dissémination de ce gène par l'intermédiaire de plasmides ou de séquences d'insertion, les IS257
In the Seine estuary cadmium-resistant bacterial communities was studied with different approaches of classical microbiology and molecular ecology. Molecular quantification of the cadA gene level in the total extracted DNA from environmental samples (water and sediments) in the microbial community, enabled us to study modifications in the genetic background of these communities. Those modifications could be related to the selection pressure by cadmium occurring on bacterial communities in contaminated sites such as the Northern intertidal mudflats. Moreover, high level of cadA gene in the water column of the mouth could be relied to the hydrodynamic of the environment during the maximum turbidity zone formation in low riverflow periods. This study focalized on the Staphylococcus population harboring cadA gene. The conservation of cadA gene sequences in the bacteria of this genus could be related to the dissemination of this gene with plasmids or insertion sequences IS257 intermediates

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Waeles, Benoît. "Modélisation morphodynamique de l'embouchure de la Seine." Caen, 2005. http://www.theses.fr/2005CAEN2058.

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Abstract:

L'embouchure de la Seine a subi des évolutions morphologiques fortes depuis plusieurs décennies, en raison de travaux d'endiguement pour améliorer les accès aux ports de Rouen et du Havre. Une tendance importante est la progradation de l'estuaire aval. Simultanément, la superficie des vasières intertidales tend à diminuer. Les fonds de l'estuaire sont composés de vase et de sable fin (respectivement transportés depuis la rivière de Seine et depuis le large). Leurs distributions sont liées aux caractéristiques hydrodynamiques de l'estuaire et peuvent présenter des structures verticales litées. Pour comprendre les évolutions morphologiques de l'estuaire, un modèle numérique morphodynamique est développé, à partir d'un modèle (3D) validé de transport de sédiments vaseux. Un modèle de transport de sable fin en suspension, ainsi qu'un module de réactualisation bathymétrique sont développés. L'érodabilité du sédiment tient compte des proportions de sable et de vase ; deux régimes d'érosion sont distingués (resp. Non-cohésif et cohésif). Le sédiment est discrétisé en couches fines (~ mm) et la consolidation des couches vaseuses est simulée. Ainsi, l'érodabilité des couches superficielles dépend de la concentration relative de vase (i. E. Entre les grains de sable). Des simulations réalisées pour une condition initiale arbitraire du fond sédimentaire montrent que le modèle reproduit une répartition réaliste des vases et des sables. Les principales tendances morphodynamiques, comme la progradation et la rotation des bancs à l'embouchure, sont qualitativement reproduites. Les résultats montrent que sables et vases contribuent de manière spécifique aux évolutions morphologiques.

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Veyssy, Eric. "Transferts de matières organiques des bassins versants aux estuaires de la Gironde et de l'Adour (Sud-Ouest de la France)." Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR10529.

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Abstract:

A l'aide d'une strategie nouvelle et originale basee sur un classes eco-fleuves compose de 44 etablissements scolaires repartis sur l'ensemble du sud-ouest de la france, nous avons etudie la dynamique des transferts de matieres en suspension (mes) et de carbone organique particuliere (cop) et dissous (cod) des bassins versants aux estuaires de la gironde et de l'adour. Les bassins fluviaux etudies sont composes d'environnements varies. Les taux d'exportation et d'erosion theorique (utilisation d'un terme correcteur lie a la capacite des barrages) montrent des variations regionales nettes en relation avec l'intensite du drainage, les caracteristiques morpho-pedologiques, la couverture et l'occupation des sols sur les bassins versants et la capacite relative des retenues. Sur certains bassins (lot et dordogne), l'effet de neo-castorization semble avoir une effet majeur sur les budgets de mes et de cop exportes. A partir d'une banque de donnees de mes et de cop couvrant les vingt dernieres annees a la station de la reole (limite amont de la maree dynamique), l'etude des variations saisonnieres des exportations de cop par la garonne nous a permis de distinguer les contributions des trois sources majeures de cop : la production autochtone, les litieres et la matrice <<<>organo-minerale<>>> des sols. Du fleuve au plateau continental, une part des matieres organiques disparait graduellement au cours des differents transits. Nous proposons un lien entre l'origine et le devenir du cop une fois parvenu a l'interface continent-ocean : le cop autochtone et celui des litieres, soit 55% du flux entrant seraient mineralises dans l'estuaire, tandis le cop <<<>organo-mineral<>>> des sols, plus refractaire irait sedimenter sur le plateau continental.

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Snoussi, Mama. "Nature, estimation et comparaison des flux de matières issus des bassins versants de l'Adour (France), du Sebou, de l'Oum-er-Rbia et du Souss (Maroc) : Impact du climat sur les apports fluviatiles à l'Océan." Bordeaux 1, 1986. http://www.theses.fr/1986BOR10877.

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Abstract:

Cette etude est une contribution a la connaissance des flux de matieres apportes a l'ocean par les fleuves; a partir de bilans, elle vise a preciser l'impact du climat sur la nature chimique et/ou mineralogique des substances dissoutes et particulaires issues des bassins versants de l'adour (france), du sebou, de l'oum-er-rbia et du souss (maroc). La confrontation des processus d'alteration chimique, d'erosion mecanique et de transport fluvial et estuarien dans la sequence climatique, revele que les materiaux exportes par ces rivieres a l'ocean, presentent selon les bassins, des degres differents de maturation chimique. L'etude des mecanismes dans un continuum allant des sources geologiques jusqu'aux depots marins, fait ressortir le role specifique des diverses plaines alluviales dans le piegeage des elements mobilises a l'amont. De l'humide vers l'aride le piegeage geochimique des elements s'intensifie avec l'aridite du climat et prend le relais du piegeage mecanique

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Leloup, Julie. "Etude de la communauté microbienne sulfato-réductrice (portant le gène dsrAB) dans les vasières de l'estuaire de Seine." Rouen, 2004. http://www.theses.fr/2004ROUES015.

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Abstract:

Dans les vasières de l'estuaire de Seine (France), les microorganismes sulfato-réducteurs (portant le gène dsrAB) jouent un rôle primordial dans les cycles biogéochimiques du soufre et du carbone, mais également dans la spéciation des métaux lourds. Ces microorganismes constituant un groupe polyphylétique, nous avons choisi un gène fonctionnel comme marqueur moléculaire : le gène dsrAB, codant l'enzyme clé de la respiration du sulfate. Nous avons développé un outil de biologie moléculaire, la PCR compétitive, pour la quantification de ce gène dans les sédiments de l'estuaire de Seine. Ainsi, nous avons étudié la distribution et la dynamique annuelle des MSR, couplées au taux de sulfato-réduction (TSR), dans deux vasières marine et d'eau douce de l'estuaire de Seine. Les maxima d'abondance des MSR et du TSR se localisent dans les quinze premiers centimètres des sédiments, tout au long de l'année. La dynamique des MSR suit une évolution saisonnière avec une prédominance pour les mois d'été, et la température, l'apport en carbone organique dissout, ainsi que les processus sédimentaires, ont été identifiés comme des paramètres forçants. Une analyse phylogénétique des séquences dsrAB présentes dans les sédiments marins et d'eau douce, montre que la diversité des séquences varient selon le site, en relation avec les caractéristiques chimiques du sédiment, comme la salinité et la concentration en sulfate
In the mudflats of the Seine estuary (France), sulfate-reducing microorganisms (SRM) play an important role in the sulfur and carbon cycles, but also in metal cycles. As these microorganisms constitute a polyphyletic group, we have chosen a functional gene as a molecular marker: the dsrAB genes that encode for the key enzyme of sulfate respiration. A molecular tool, the competitive PCR, was developed for the quantification of the dsrAB genes in the Seine estuary sediments. Thus, the annual distribution and dynamic of SRM, coupled to the sulfate reduction rate (SRR), were investigated in both marine and freshwater mudflats. The maximum abundance of the dsrAB genes and SRR, were located in the first fifteen centimetres of the sediment, throughout the year. The dynamic of the SRM shows a seasonal evolution with a predominance of the activity during the early summer, the temperature, organic matter supply, but also the sedimentary process, were identified as important factors. A phylogenetic study of the dsrAB genes retrieved from both the marine and freshwater sediments, shows that the diversity of the sequences in the both sites was different, and could be related with the chemical characteristics of the sediments, such as the salinity and the sulfate concentration

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Traini, Camille René Antoine. "L' estuaire de la Vilaine : évolution naturelle et anthropisation." Lorient, 2009. http://www.theses.fr/2009LORIS165.

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Abstract:

L’estuaire de la vilaine est localisé sur la façade atlantique en bretagne méridionale. Depuis 1970, le barrage d’arzal protège des inondations les marais de redon constitue une réserve importante d’eau douce et un axe routier. La présence de cet ouvrage a perturbé dans le temps et l’espace la dynamique hydro sédimentaire de l’estuaire ; ceci se traduit principalement par un envasement prononcé de la portion estuarienne à l’aval du barrage. Il a fallu une vingtaine d’années environ pour que cet ouvrage soit intégré au paysage estuarien et que l’action des paramètres hydrodynamiques naturels reprenne ses droits. Les impacts anthropiques doivent donc être pris en compte dans le fonctionnement morpho sédimentaire pour prévoir leur évolution et tester les solutions curatives et préventives. L’héritage géomorphologique par l’intermédiaire des paramètres hydrodynamiques (vent houle et dynamique tidale) a régi les dépôts sédimentaires et la vallée estuarienne inondée il y a environ 10000 à 9000 ans BP. La puissance de ces dépôts est importante : localement elle atteint une quarantaine de mètres. Les cinq séquences de dépôts marins transgressifs reconnus dans la bais de la vilaine sont également présentes au sein de la vallée de l’estuaire et perçues jusqu’à 40 km environ à l’intérieur des terres. Le contrôle morphologique ainsi que l’architecture des dépôts sont significatifs d’un environnement sédimentaire de type ria. L’espace estuarien de la vilaine a donc enregistré la somme des facteurs naturels et anthropiques et connaîtra de nouvelles modifications en lien avec la remontée du niveau marin au cours de ces prochaines années
The estuary of the naughty boy is located on the Atlantic facade in Southern Brittany. Since 1970, the dam of arzal protects floods the swamps of redon constitute an important reserve of fresh water and a main highway. The presence of this work perturbed in the time and the space the dynamics sedimentary hydro of the estuary; this is mainly translated by a mudding pronounced by the estuarienne portion in the approval of the dam. About twenty years approximately were needed so that this work is integrated into the estuarien landscape and so that the action of the parameters hydrodynamics natures resumes its rights. The anthropological impacts must be thus taken into account in the morpho sedimentary functioning to plan their evolution and test the curative and preventive solutions. The inheritance géomorphologique through the parameters hydrodynamics (wind swell and dynamics tidale) governed the sedimentary deposits and the valley flooded estuarienne approximately 10000 - 9000 years ago BP. La power of these deposits is important. Localement it reaches about forty meters. Five sequences of marine transgressifs deposits recognized in the bais of the naughty boy are also present within the valley of the estuary and perceived up to approximately 40 km inside lands. The morphological control as well as architecture deposits are significant of a sedimentary environment of type ria. The estuarien space of the naughty boy thus registered the sum of the natural and anthropological factors and will know new modifications in connection with the ascent of the marine level during these next years

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Walter-Simonnet, Anne-Véronique. "Impacts sédimentaires de la présence humaine et des variations climatiques. Exemples d'enregistrements lacustres, fluviatiles et estuariens." Habilitation à diriger des recherches, Université de Franche-Comté, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00403128.

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Abstract:

Ce mémoire d'HDR est établi comme « un état des lieux » de mes travaux de recherche autour du thème « sédimentation continentale », et une présentation de mes perspectives de recherche. Il présente un bilan des travaux de recherche réalisés depuis la période post-doctorale. La question centrale est la suivante : quelle est la part relative du climat et de la pression anthropique dans l'érosion du domaine continental ?
Le Quaternaire est caractérisé par une oscillation rapide du climat entre des périodes glaciaires et interglaciaires. Depuis peu, l'étude des variations naturelles du climat, particulièrement celui de la période interglaciaire dans laquelle nous vivons, l'Holocène, a connu un regain d'intérêt avec la mise en évidence d'un réchauffement global de la planète dont l'origine est, au moins en partie, anthropique. Afin de pouvoir cerner et modéliser l'impact réel de l'Homme sur le climat, il est indispensable de connaître avec précision les paramètres forçant les variations climatiques naturelles et les effets de ces variations sur l'environnement, et en particulier les enregistrements sédimentaires puisque ceux-ci sont utilisés dans les reconstructions climatiques puis les modélisations du climat. Les bassins versants, de tailles variées, et l'échelle de temps étudiés permettent de suivre à très court, court et moyen terme uniquement l'effet du climat puis la mise en place de la pression anthropique et son impact dans différents contextes sédimentaires.
Les lochs, lacs et tourbières sont des sites dans lesquels les enregistrements sédimentaires sont généralement continus depuis le dernier maximum glaciaire (environ 20 000 ans) et souvent caractérisés par une résolution très fine. En revanche, les enregistrements sédimentaires en domaine alluvial et estuarien sont très réduits et fragmentés, mais non dénués d'intérêt. Il s'agit donc nécessairement de conduire une approche pluridisciplinaire. Au sein de cette thématique globale, mes activités de recherche sont centrées sur une approche minéralogique, granulométrique et géochimique de l'impact des variations climatiques et des phases d'anthropisation sur les sédiments. La question de la datation des sédiments est alors cruciale pour corréler entre eux des événements d'impact régional. C'est là qu'intervient la mise en évidence et la caractérisation de niveaux de téphras dont la dispersion régionale est instantanée à l'échelle des temps géologiques.

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Romont, Robin. "Caractérisation multiparamétrique de la qualité des sédiments et description des communautés macrozoobenthiques associées des ports de Dunkerque Ouest et Boulogne-sur-Mer et des estuaires de l'Aa et de la Canche (région Nord/Pas-de-Calais, France)." Lille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LIL10099.

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Abstract:

Un diagnostic écologique de la qualité de milieux anthropiens du littoral nord/Pas-de-Calais associe l'analyse de paramètres physico-chimiques sédimentaires et la description des communautés benthiques liées au substrat meuble de zones subtidales portuaires (dunkerque ouest, Boulogne-sur-Mer) et d'estrans estuariens (aa, canche) échantillonnés entre 1992 et 1994. La caractérisation granulométrique et le dosage de métaux (al, cd, cr, cu, fe, mn, ni, pb, zn), de nutriments (ntk, p) et de cot, ont été systématiquement réalisés sur la fraction <2mm de sédiments prélevés au niveau de 120 stations. Les teneurs métalliques ont également été déterminées sur la fraction fine (<63m) de ces sédiments et sont comparées a des valeurs de référence. Les assemblages faunistiques, la diversité, et, pour les estuaires, la biomasse, des espèces benthiques récoltées dans ces zones ont été décrits. Les résultats sédimentaires, normalises ou non, et faunistiques ont été traites par analyses multi variées (acp, afc, afd). Ils mettent en évidence une forte pollution métallique des sédiments dans le petit port et la darse sarraz-bournet à Boulogne-sur-Mer, accompagnée d'un enrichissement organique qui favorise la prolifération de l'annélide capitella capitata. A dunkerque, les teneurs de la plupart des paramètres contrôles sont comparables au bruit de fond naturel du littoral régional ou des ports français. Les vases et vases sableuses portuaires abritent une communauté animale variée (plus de 60 espèces), dominée par le bivalve abra alba associe généralement a l'annelide nephthys hombergii, qui dérive des peuplements décrits en manche et mer du nord. La diversité est moindre (22 espèces) dans les sédiments principalement vaso-sableux des estuaires, pourtant moins contamines. Ce travail montre la complémentarité des données abiotiques et biotiques dans l'évaluation de la qualité du milieu, met en évidence les limites de l'utilisation d'indices biocénotiques et illustre la difficulté de découpler les effets des polluants sur le benthos de ceux de la granulométrie du substrat. Il pose les bases d'un suivi qu'il serait souhaitable de mener sur le long terme.

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Guézennec, Loïc. "Hydrodynamique et transport en suspension du matériel particulaire fin dans la zone fluviale d'un estuaire macrotidal : l'exemple de l'estuaire de la Seine (France)." Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES064.

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Abstract:

La Seine, fleuve à régime pluvial océanique et à faible débit, débouche sur le plateau continental nord-ouest européen. Son estuaire, de type macrotidal, est fortement chenalisé et anthropisé. La marée et le débit fluvial agissent sur le transfert du matériel particulaire en suspension au sein des 120 km du secteur estuarien non soumis à l'intrusion saline. Les méandres et quelques zones non endiguées contribuent au stockage du matériel fin. Les crues apportent 75% du matériel sédimentaire structuré en microflocs et macroflocs. L'augmentation du débit fluvial provoque une très forte atténuation de la dynamique de marée. Les zones intertidales du fleuve constituent les lieux de dépôt temporaire pour 1/3 du matériel fin qui est restitué après la crue. Le matériel piégé dans les bassins et les souilles des infrastructures portuaires est exclu du bilan de transfert par immobilisation définitive et exportation par dragage. Pendant l'étiage, la dynamique de marée domine le transfert particulaire dans l'estuaire amont. Des cycles semi-diurnes et semi-lunaires d'érosion/sédimentation du matériel particulaire sont observés. En vives-eaux, un important pompage tidal stoppe localement le transit particulaire vers l'estuaire moyen : le temps de résidence des particules est accru et la remontée de particules marines dans l'estuaire amont est observée. En fin de période de vives-eaux, les concentrations particulaires en suspension et les volumes d'eau stockés dans l'estuaire amont sont les plus élevés. Ces volumes d'eau et de matériel particulaire sont évacués vers l'estuaire moyen en période de déchet. Le régime macrotidal de l'estuaire de la Seine, retarde le transit sédimentaire fin issu du bassin versant. La dynamique de marée contrôle ainsi près de la moitie du transit sédimentaire fin.

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Michel, Charlotte. "Morphodynamique et transferts sédimentaires au sein d'une baie mégatidale en comblement (Baie de Somme, Manche Est). Stratégie multi-échelles spatio-temporelles." Rouen, 2016. http://www.theses.fr/2016ROUES045.

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Abstract:

La Baie de Somme est un environnement estuarien en comblement, contrôlé par des forçages hydrodynamiques marins intenses (marée de type mégatidal et houle) et un faible régime fluviatile. La dynamique morpho-sédimentaire de cette baie, ainsi que les flux sédimentaires responsables, ont été étudiés à deux échelles spatiales et temporelles. I) A l'échelle de champs de dunes hydrauliques intertidales, étudiés durant des cycles de marées semi-diurnes et semi-lunaires de mortes-eaux (ME) et de vives-eaux (VE). Dans ce contexte, il s'avère que la forte variabilité des forçages (vents, marée, houle) contrôle les flux sédimentaires et les évolutions morphodynamiques des dunes (λ : 5-23 m ; H : 20-60 cm). Ces flux augmentent globalement avec le coefficient de marée et les conditions d'agitation, induisant un transport sédimentaire net vers l'est ou vers l'ouest, selon la prédominance des courants (flot/jusant), qui dépend des caractéristiques de vent et de houle. Les dunes adoptent une morphologie à basse-mer qui est dépendante des conditions hydrodynamiques du milieu et du transport sédimentaire : asymétrie vers l'est sous un seuil de profondeur d'eau de 2,64-2,73 m ; asymétrie vers l'ouest au-dessus de ce seuil, lors des marées calmes à agitées (Hs max < 1,5 m) ; sub-symétrie et aplatissement des dunes lors de VE très agitées (Hs max ≥ 1,83 m) ; asymétrie vers l'est lors d'une VE de tempête. La migration des crêtes de dunes est plus intense en VE qu'en ME et ne présente pas toujours de similitude avec les directions de transport sédimentaire net, ceci étant dû aux variations importantes de morphologie et de polarité. Durant un cycle de marée semi-lunaire assez agité, le transport sédimentaire net ainsi que la migration nette des dunes s'effectuent vers les zones internes de la baie (vers l'est). II) A l'échelle de la baie, étudiée aux pas de temps saisonniers, annuels et pluriannuels, la dynamique de comblement est importante. La couverture sédimentaire superficielle de la baie, observée en 2013, montre un gradient d'affinement des sédiments "large-littoral" et "axe central-rives", avec des bordures internes caractérisées par une hausse des taux de vases et de carbonates entre 1980 et 2013. A l'échelle historique récente (1947-2011), les orthophotographies montrent une forte avancée des cordons littoraux (dunes sableuses au nord et galets au sud) et du schorre (jusqu'à 23,7 m/an). L'estran sableux, quant à lui, se caractérise par de fortes variations de la répartition des systèmes de barres/bâches et des champs dunes, ainsi que par d'importantes divagations des chenaux tidaux. Entre 2011 et 2013, les bilans sédimentaires mettent en avant l'érosion des secteurs externes sud proches du front de delta de jusant (d'altitude faible), aisi que l'accrétion des secteurs situés en avant de la pointe du Hourdel (d'altitude moyenne). Les parties internes de la baie (d'altitude forte) sont par contre plutôt stables, car en fin de comblement ou déjà comblées. Les parties externes nord, très dynamiques, ont tout de même un bilan sédimentaire faible laissant à penser que ce secteur est en équilibre dynamique, peut-être sous l'effet de transferts sableux avec le trait de côte. Ces 2 approches spatiales et temporelles confirment donc la tendance de la Baie de Somme à se combler sous l'effet de l'entrée des sables marins dans les zones internes, que ce soit sur des pas de temps courts et à l'échelle fine d'un champ de dunes ou à l'échelle globale de la baie et sur des pas de temps plus longs, et permettent de proposer des stratégies de suivi adaptées
The Baie de Somme is an infilling estuarine environment, controlled by intensive marine hydrodynamics forcing (megatidal tide and waves) and a small river flow. Morpho-sedimentary dynamics of this bay and sedimentary fluxes were studied at two spatial and temporal scales. I) At the scale of intertidal hydraulic dunes, studied during semi-diurnal and semi-lunar tidal cycles with neap tides (NT) and spring tides (ST). In this context, a strong forcing variability (winds, tide, waves) control sedimentary fluxes and morphodynamics evolutions of dunes (λ : 5-23 m ; H : 20-60 cm). These fluxes generally increase with tide and waves, inducing a net sediment transport to the east or west, according to the predominance of current (flood/ebb), which depends on the characteristics of wind and waves. Low tide morphology of dunes depends on hydrodynamic conditions and sediment transport : asymmetry eastwards under a threshold water depth of 2,64 to 2,73 m. ; asymmetry westwards above this threshold, during quiet or agitated tide (Hs max < 1,5 m) ; sub-symmetry and flattening dunes during very agitated ST ( Hs max ≥ 1,83 m) ; asymmetry eastwards during a storming ST. Migration of dunes crests is more intense during ST than during NT and is not always in accordance with net sediment transport directions. It is due to significant variations in dunes morphology and polarity. During a semi-lunar tide cycle with waves, net sediment transport and dunes migrations are in direction of internal area of the bay (eastward). II) At the scale of the bay, studied to seasonal, annual and multiannual time steps, infilling dynamics is significant. Superficial sedimentary cover of the bay, observed in 2013, show a filtering gradient of sediment « offshore-coast » and « central axis-shoreline », with internal borders characterized by an increase in muds and carbonates rates between 1980 and 2013. At recent historical scale (1947-2011), orthophotos show a strong progress of coastal barriers (sand dunes at north and pebbles at south) and salt meadow (up to 23,7 m/year). Tidal flat is characterized by large variations in the distribution of sandy bars and dune fields, as well as by strong divagations of tidal channels. Between 2011 and 2013, sedimentary budgets show erosion of south external zones, close to the front delta ebb (low altitude), and deposition in areas located in front of the pointe du Hourdel (mean altitude). At contrary, internal zones of the bay (high altitude) are quite stable, because at the end of infilling or already filled. Very dynamic north external parts still have a low sediment budget to suggest that this sector is in dynamic equilibrium, perhaps as a result of sandy transfers with the coastline. These two spatial and temporal approaches confirm the trend of infilling of the Baie de Somme, under the effect of marine sand transport in the internal areas, during short time steps at the fine scale of dune fields, as during long time steps at the global scale of the bay, and allow to propose appropriate monitoring strategies

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Tian, Yue. "Traitement électrocinétique des sédiments de dragage multi-contaminés et évolution de leur toxicité." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMLH24/document.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse sont consacrés principalement à l'optimisation d'une méthode de remédiation électrocinétique (EK) comme une technologie appropriée pour le traitement de sédiments de dragage de faible perméabilité hydraulique et multi-contaminés (en éléments traces (ET), hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et polychlorobiphényles (PCB)). Cette étude porte également sur l’effet du traitement EK sur l’évolution de la toxicité des sédiments. Après une revue bibliographique, une seconde partie a été dédiée aux méthodes d’analyse des contaminants, avec un focus sur leur extraction de la matrice sédimentaire ; ainsi, une nouvelle méthode d’extraction par dispersion de la matrice solide (MSPD) a été développée, pour une extraction rapide et simultanée des HAP et de PCB et une purification de l’échantillon, qui s’est avérée plus efficace que la méthode d’extraction assistée par micro-ondes (MAE). Plusieurs études expérimentales (à différentes échelles) de remédiation électrocinétique ont été décrites dans une troisième partie ; ces études ont été menées sur un sédiment reconstitué ou des sédiments de dragage portuaire. De nombreuses combinaisons de tensioactifs et d’agents chélatants ont été testées comme agents d’amélioration pour abaisser simultanément la concentration en métaux (Cd, Cr, Cu, Pb, Zn) et des HAP/PCB. Le choix a été effectué en raison notamment de leur faible toxicité potentielle, en vue de pouvoir les appliquer ultérieurement pour une restauration sur site : (bio)surfactants (Rhamnolipides, Saponine et Tween 20) combinés avec des agents chélatants (acide citrique (CA) et EDDS). Les résultats obtenus montrent que les métaux (à l'exception de Cr) sont difficiles à extraire de ces sédiments de dragage portuaire à caractère réducteur, qui présentent une capacité tampon élevée, une perméabilité hydraulique très faible et une teneur en matière organique élevée. En revanche, les HAP et les PCB fournissent de meilleurs taux d'abattement (29,2% et 50,2%, respectivement). Dans une quatrième partie, l'efficacité du procédé EK a également été évaluée à travers l’évolution de la toxicité aiguë des sédiments traités sur les copépodes E. affinis exposés aux élutriats de sédiments. Les résultats ont montré que l'utilisation de CA,des biosurfactants et du Tween 20 n'a pas eu d'impact significatif sur la toxicité des sédiments traités. Cependant, les copépodes E. affinis étaient sensibles aux faibles valeurs de pH et aux conditions très oxydantes, ainsi qu’à la présence de Cu et, dans une moindre mesure, de Pb, à condition toutefois qu’ils soient rendus plus mobiles et biodisponibles. En revanche, la toxicité a été peu et même négativement corrélée aux concentrations des HAP et des PCB après le traitement EK, probablement en raison de la production de métabolites oxydés des HAP et des PCB, plus toxiques que les composés natifs
This thesis research is mainly devoted to the optimization of an electrokinetic (EK) remediation process as a promising technology for treating multi-contaminated (trace metals, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and polychlorobiphenyles (PCBs)) dredged harbor sediments of low permeability. This study is also investigating the effect of the EK treatment on the evolution of sediment toxicity. After a bibliographic review, asecond part of this study was dedicated to the analytical methods carried out for the characterization of the sediment and its contaminants, particularly to their extraction from the sediment matrix; thus a new extraction method, through matrix solid phase dispersion (MSPD) was developed, for a fast and simultaneous extraction of both PAHs and PCBs, and a sample purification.MSPD appeared more efficient than the microwave assisted extraction (MAE) method. Thereafter many EK experiments (at different scales) were described in a third part. EK remediation tests were performed using a spiked model sediment or natural harbor dredged sediments. Many combinations of surfactants and chelators were tested as EK enhancing agents for decreasing simultaneously metal (Cd, Cr, Cu, Pb, Zn) and PAH/PCB levels. Their choice was done because of their possible low toxicity with a view to use them for future site restoration: (bio)surfactants (rhamnolipids, saponin and Tween 20) combined with chelators (citric acid (CA) and EDDS). The results showed that metals (except Cr) were difficult to remove from this kind of dredged sediment owing to its reductive character, to its high buffering capacity, to its very low hydraulic permeability and to its high organic matter content. However PAHs and PCBs showed better removal levels (29.2% and 50.2%, respectively). In a fourth part, the efficiency of the EK process was also assessed by measuring the evolution of the acute toxicity of the treated sediment on E. affinis copepods exposed to sediment elutriates. The results showed that using CA, biosurfactants or Tween 20 as enhancing agents did not significantly impact the toxicity of the treated sediment. However, E. affinis copepods were significantly sensitive to low pH values and oxidative conditions, to Cu, and to a lesser extent to Pb amounts, if they were transformed in more mobile and bioavailable forms. In contrast, acute toxicity was only slightly and even negatively correlated to PAH and PCB amounts after EK treatment, probably due to the production of oxidized metabolites of PAHs and PCBs, more toxic than the parent compounds

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Toublanc, Florence. "Hydrodynamique et dynamique des sédiments fins dans l'estuaire de la Charente." Thesis, La Rochelle, 2013. http://www.theses.fr/2013LAROS411/document.

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Abstract:

Les estuaires macrotidaux tels que l'estuaire de la Charente sont le siège d'une interaction constante entre la marée et le débit fluvial. L'objectif de ce travail est d'étudier le comportement de l'estuaire en fonction de ces forçages, et de déterminer leur impact sur les distributions horizontale et verticale de la salinité et des sédiments fins cohésifs. Un modèle tridimensionnel hydrosédimentaire a été mis en place sur l'estuaire afin de reproduire la dynamique estuarienne observée dans la Charente. Ce modèle a été validé via l'obtention de mesures in-situ venant également appuyer et compléter les simulations de réponse aux forçages effectuées. Dans l’estuaire de la Charente, l'asymétrie de la marée présente la particularité de s’inverser en fonction du cycle morte-eau/vive-eau. Le modèle a permis de déterminer l'influence de la marée incidente et de la morphologie de l'estuaire sur ce comportement, et d'évaluer son impact sur la salinité et la dynamique sédimentaire de l'estuaire. L'évolution globale de la marée lors de sa propagation dans l'estuaire a été étudiée, ainsi que l'influence du débit fluvial sur la circulation estuarienne, l'intrusion saline, et la stratification. Les résultats montrent que l'embouchure de l'estuaire reste dominée par la marée même en cas de crue, et que la stratification est inversement proportionnelle au débit fluvial. Le bouchon vaseux est reproduit par le modèle hydrosédimentaire, et ses variations en fonction des cycles de marée flot/jusant et morte-eau/vive-eau sont étudiées. La marée est le processus dominant dans la formation et le déplacement du bouchon vaseux. Les simulations montrent cependant une forte influence du débit fluvial sur sa géométrie et sa concentration, particulièrement en crue où il est plus compact et se déplace sur une distance plus courte. Les flux sédimentaires et les observations faites sur le terrain suggèrent que les sédiments sont importés dans l'estuaire en régime fluvial moyen et d'étiage, et qu'un envasement se produit. En crue, le bouchon vaseux est maintenu à 10 km en aval de l'embouchure et un export de sédiments vers la baie de Marennes-Oléron est obtenu
Macrotidal estuaries such as the Charente estuary are characterized by a constant interaction between the tides and the river runoff. The aim of this work is to study the estuary behavior in function of these forcings, and to determine their impact of the horizontal and vertical distributions of salinity and fine cohesive sediments. A three-dimensional model was developed to reproduce the estuarine dynamics observed in the Charente estuary. This model was validated using in-situ measurements, which can also confirm and provide additional information when compared to the different forcing simulations. In the Charente estuary, the tidal asymmetry is characterized by its inversions in function of the neap/spring tidal cycle. The model was used to determine the influence of the incident tide and the estuarine morphology on this behavior, and to evaluate its impact on salinity and sediment dynamics in the system. The overall evolution of the tide during its propagation in the estuary was studied, together with the river runoff influence on the estuarine circulation, the saline intrusion and stratification. Results show that the estuary mouth stays tide-dominated even in the event of a flood, and that stratification is inversely proportional to the river runoff. The turbidity maximum is well reproduced by the hydrosedimentary model, and its variations infunction of the flood/ebb and neap/spring tidal cycles are studied. Tidal forcing is the main mechanism leading to the formation and movement of the turbidity maximum. However, simulations show a strong influence of the river runoff on its geometry and concentration, especially when the runoff is high. The turbidity maximum is then more compact and moving on shorter distances. Calculated sedimentary fluxes and observations made on the field suggest that sediments are imported in the estuary for low and medium river runoffs, and that siltation is occurring. In the event of a flood, the turbidity maximum is maintained 10km upstream of the mouth and sediments are exported into the Marennes-Oléron bay

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Billeaud, Isabelle. "Dynamique de construction d'un prisme sédimentaire littoral en régime mégatidal (la Baie du Mont-Saint-Michel)." Caen, 2007. http://www.theses.fr/2007CAEN2071.

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Abstract:

La Baie du Mt-St-Michel est un milieu mégatidal dont le remplissage holocène a débuté il y a 8000 ans BP. La Baie présente aujourd’hui des environnements contrastés : une baie sensus stricto à l'Ouest, un système estuarien à l'Est, et un littoral sableux exposé aux houles au NE. A partir de données de sismique THR et de carottage, des architectures de remplissage différentes sont mises en évidence : progradante puis aggradante dans la baie, aggradante puis chenalisante dans le domaine estuarien et le long du littoral NE. L’ensemble des résultats permet d’établir un modèle de remplissage caractérisé par : un cortège transgressif de faible volume ; un cortège de haut niveau marin très développé ; une surface de ravinement tidale de grande extension, pouvant localement atteindre le substratum ; une surface de ravinement par la houle présente en marge de l’axe estuarien ; une préservation de séquences sédimentaires liée à une accommodation d’origine tidale dans l’axe estuarien, et d’origine eustatique sur les marges. A l’échelle du bassin, les disparités spatio-temporelles du potentiel de préservation des séquences sont très importantes. Dès que la vitesse de la transgression holocène diminue à partir de 6500 B. P. , l’importance des facteurs locaux (hydrodynamisme, apports, morphologie du substratum) est mise en évidence. Les séquences préservées en marge de l'estuaire enregistrent des changements environnementaux interprétés comme le résultat de crises climatiques d'une périodicité de 1500 ans. Si l'origine de ces crises est incertaine (cycles de Bond, cycles tidaux long terme, combinaison des deux), leur rôle dans l'évolution des littoraux doit être considéré comme majeur
The Bay of Mt-St-Michel is a megatidal environment, the Holocene sedimentary infill of which began some 8000 years ago. The present-day Bay consists in various sub-environments : an embayment in the West, an estuary in the East, and a sandy barrier subject to wave action in the NE. Thanks to VHR seismic data and cores, different architectures are highlighted : progradational to aggradational in the embayment, aggradational to chanelized in the estuary and along the NE shoreline. The infill model established with all the data is characterised as follows: a transgressive systems tract of low volume; a well-developed highstand systems tract ; a tidal ravinement surface of large extent, reaching locally the substrate; a wave ravinement surface locally present along the estuary margins; an accommodation for sequence preservation of tidal origin in the estuary, and of eustatic origin along the margins. At the basin scale, discrepancies in time-and-space of the preservation potential of sedimentary sequences observed into the infill are very important. As soon as the transgression rate slow down from 6500 yB. P. , the key-control of local factors (hydrodynamics, sediment supply, substrate morphology) is evidenced. Sequences preserved along the estuary margins record environmental changes interpreted as the result of climate crisis of 1500-year period. Although the origin of these climate cycles is uncertain (Bond cycles, long term tidal cycles, combination of both ?), their control on coastal system evolution should be considered as major

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Haurine, Frédéric. "Caractérisation d'atterrissements d'argiles récents sur le territoire français, en vue de leur valorisation dans l'industrie des matériaux de construction en terre cuite." Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0066/document.

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Abstract:

La préservation des ressources naturelles prend une part de plus en plus importante dans nos sociétés. Les matières premières de l'industrie de la terre cuite sont considérées comme non-renouvelables car prélevées dans des formations géologiques fossiles. Dans ce contexte, les atterrissements d'argiles actuels des systèmes fluviatiles et côtiers constituent des alternatives à l'exploitation de ces séries. L'objectif de cette thèse est d'évaluer d'une part le renouvellement de la ressource en matériaux fins en France ; et d'autre part, de développer des méthodes permettant une utilisation de ces sédiments pour réduire le volume de matériaux fossiles. Une première évaluation sur le territoire français a permis de mettre en évidence que le renouvellement de la source de matériaux fins est assuré par les dépôts fluvio-lacustres et ceux des baies côtières estuariennes avec l'accumulation de plus de 20 Mm3/an ; en particulier dans les atterrissements créés par l'homme. Le développement d'un Cadre Minéralogique de Référence (CMR) à partir de mélanges de production a permis l'évaluation des sites en prenant en compte la composition des sédiments fins. Ce CMR constitue une méthode rapide d’évaluation d’un site à la place de l’approche classique qui nécessite de nombreux essais. Celle-ci est réservée aux sites dont le potentiel a été validé par le CMR. Suite à l’évaluation par le CMR, seule une partie de la source, environ 5 Mm3/an, remplit les critères de l'industrie de la terre cuite qui consomme environ 3,5 Mm3/an. La ressource en matériaux fins parait donc renouvelable. Enfin, la réalisation de mélanges, avec des dégraissants ou des sédiments fins aux propriétés complémentaires, permet d’envisager la valorisation d’atterrissements écartés par manque de compatibilité minéralogique
Preservation of natural resources becomes an important issue in our societies. Raw materials of the fired-clay industry are considered as non-renewable because there are extracted from fossil geologic formations. In this context, current fine-grained deposits of fluvial and coastal systems constitute alternatives to the quarrying of geologic formations. The aim of this thesis is firstly to assess, within France, the renewal of the resource for such materials; and secondly, to seek alternative methods to enhance the use of such sediments to reduce the yearly volume of fossil sediments consumed by fired-clay industry.A first evaluation allowed highlighting that the renewal of the source of fine sediments is provided by the fluvial and coastal deposits with more than 20 Mm3/yr especially in relation to hydraulic management.Development of a Mineralogical Reference Framework (MRF) from industrial mixtures allowed the evaluation of sites taking into account the sediment composition. This MRF constitutes a rapid screening of a site compared to the classic method that necessitates several experiments. This is to be applied to sites which potential has been validated by the MRF.Only a part of the source, about 5 Mm3, can be used by the fired-clay industry which consumes 3,5 Mm3/yr. Fine material resource seems to be renewable.Finally, the realization of mixtures with shortening agents or other sediments with complementary properties allows valuing a larger number of fine-grained deposits

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Hamzeh, Mariam. "Dynamique, comportement et toxicité des éléments traces métalliques à l’interface eau-sédiment dans l’estuaire de la Seine." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10056/document.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans le cadre du programme Seine-Aval IV projet TOXSEINE et porte sur l’étude de la dynamique, le comportement et la toxicité des éléments traces métalliques à l’interface eau-sédiment dans l’estuaire de la Seine. Notre étude a été menée sur différents sites de Poses à l’amont jusqu’à l’embouchure (Vasière Nord). Cette étude nous a permis de mettre en évidence une contamination relativement importante des sédiments par des composés métalliques principalement le mercure, le cuivre, le plomb, le cadmium, le zinc et le nickel, en particulier l’amont de l’estuaire. Une autre partie du travail a été consacré à l’étude de la disponibilité et la toxicité de ces métaux, en utilisant des bioessais (test microtox) et par la détermination des indices de toxicité et. Toutefois ces éléments traces métalliques accumulés au niveau des sédiments représentent une source de contamination et une menace potentielle pour l’écosystème aquatique, en particulier en cas de remise en suspension lors de leur relargage et leur désorption suite à l’effet de marée, le trafic maritime ou aux activités de dragage. Pour ces raisons la mobilité des ETM a été étudiée tenant en compte les phénomènes d’adsorption, de résorption et la cinétique de relargage des métaux. Les résultats indiquent une labilité importante des métaux (Cd, Pb, Cu) et une bonne corrélation entre contamination chimique et réponse biologique
The present work is a part of TOXSEINE project included in “Seine-aval IV Program”. The main focal points of the research are: study of the behavior and the toxicity of trace metals at water-sediment interface of the Seine estuary. Our work is conducted on different sites along the estuary reaching the mudflat of the river. The following study has revealed high levels of metal contamination in Seine sediment especially with Hg, Cd, Cu, Pb, Zn particularly in the upstream river. Other part of the work is devoted for the study of the disponibility and toxicity of metals by calculation of toxicity index and the use of bioessay (Microtox test). The accumulated trace metals in sediment represent a source of pollution and a potential threat to aquatic ecosystem especially during their release due to sediment resuspension caused by tide effect, traffic boat and dredging activities. For these reasons, the mobility of ETM is studied taking into consideration: adsorption phenomena, desorption, kinetics of metal release. The results have indicated an important lability of metals (Cd, Pb, Cu) and positive correlation between the chemical contamination and the biological response

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Virolle, Maxime. "Origine et prédiction spatio-temporelle des tapissages argileux dans les réservoirs silicoclastiques - Apports de la comparaison entre des réservoirs enfouis (Permien et Crétacé) et un analogue actuel (estuaire de la Gironde) Detrital clay grain coats in estuarine clastic deposits: origin and spatial distribution within a modern sedimentary system, the Gironde Estuary (south-west France) Influence of sedimentation and detrital clay grain coats on chloritized sandstone reservoir qualities: Insights from comparisons between ancient tidal heterolithic sandstones and a modern estuarine system Identification of a chloritization process in the Wealden facies sandstones (Early Cretaceous) of the Paris Basin, France." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS190.

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Abstract:

La qualité des réservoirs est l’un des facteurs « risque » pour l’exploration d’hydrocarbures ou pour le développement futur de la géothermie dans les hydro-systèmes silicoclastiques. Les propriétés réservoirs sont définies par les valeurs de porosité et perméabilité. Dans les réservoirs silicoclastiques profondément enfouis, des coatings de chlorite authigénique autour des grains de quartz permettent de préserver ces propriétés. Les mécanismes régissant la formation et la distribution de ces tapissages sont encore mal connus. Les objectifs de ce projet de thèse sont: (1) de caractériser (minéralogie, cristallochimie, propriétés texturales et microstructurales) et de déterminer la distribution spatio-temporelle des tapissages argileux dans des environnements sédimentaires bien contraints et dans un cadre stratigraphique bien défini; (2) de mieux comprendre les facteurs contrôlant la formation des tapissages argileux dans les réservoirs silicoclastiques; (3) de décrire les processus intermédiaires de formation de chlorite authigénique via différents minéraux précurseurs au cours de l’enfouissement; (4) de prédire la distribution des bonnes propriétés réservoirs en lien avec les coatings argileux. L’analogue moderne choisit dans le cadre de cette étude est l’estuaire de la Gironde où la présence de tapissages argileux détritiques a pu être mise en évidence dans la zone intertidale des barres tidales et barres de méandres, mais aussi dans des carottes sédimentaires de plusieurs mètres de profondeur. Les mécanismes de formation de ces tapissages ont été appréhendés avec l’interaction entre processus hydrodynamiques et biologiques. Des analogies avec des réservoirs gréseux enfouis (>3500m) ont permis de déterminer que les dépôts sableux de barres tidales externes déposées à la fin d’un cycle transgressif sont les cibles privilégiées pour trouver de bonnes propriétés réservoirs dans les réservoirs estuariens. L’évolution des coatings détritiques au cours de l’enfouissement a pu être retracée par l’étude de réservoirs enfouis entre 400 et 1000m de profondeur. Les coatings détritiques se transforment en berthiérine et interstratifié chlorite-smectite vers 600-900m de profondeur et des températures comprises entre 30-40°C. Ces minéraux constituent de véritables précurseurs aux coatings de chlorites ferreuses apparaissant plus en profondeur
The reservoir quality is one of the "risk" factors for hydrocarbon exploration or for the future development of geothermal energy in siliciclastic hydrosystems. Reservoir properties are defined by porosity and permeability values. In deep buried siliciclastic reservoirs, chlorite coatings around quartz grains help to preserve these properties. The mechanisms behind these coatings are still poorly understood. The objectives of this study are: (1) to characterize (mineralogy, crystallography, textural and microstructural properties) and to determine the spatial and temporal distribution of clay and clay coatings in well constrained sedimentary environments and within a well-defined stratigraphic framework; (2) to better understand the factors controlling the formation of clay coatings in siliciclastic reservoirs; (3) to describe the intermediate processes of authigenic chlorite formation via different precursor minerals during burial; (4) to predict the distribution of good reservoir properties in relation to clay coatings. The modern analogue chosen for this study is the Gironde estuary, where the presence of detrital clay grain coats was detected in the intertidal zone of tidal and point bars, but also in pluri-meters long sedimentary cores. The formation mechanisms of these coatings have been investigated with the interaction between hydrodynamic and biological processes. Analogies with buried sandstone reservoirs (>3500m) showed that sand facies of external tidal bars deposited at the end of a transgressive cycle are the preferred targets for finding good reservoir properties in estuarine reservoirs. The evolution of detrital clay grain coats during burial was approached by studying buried reservoirs between 400 and 1000m deep. The detrital coatings are transformed into berthierine and mixed-layer chlorite-smectite at depths between 600 and 900m and temperatures between 30-40°C. These minerals are true precursors to ferrous chlorite coatings that appear at greater depth

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Van, Lan Anh. "Modélisation du transport de sédiments mixtes sable-vase et application à la morphodynamique de l'estuaire de la Gironde (France)." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1165/document.

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Abstract:

Cette étude tente de modéliser les taux de transport de sédiments et l'évolution du lit dans un milieu estuarien complexe : l'estuaire de la Gironde, caractérisé par une grande hétérogénéité dans la composition des sédiments de lit, avec la présence de sédiments cohésifs et non-cohésifs ainsi que des mélanges sablo-vaseux. Notre objectif principal est d'étendre un modèle morphodynamique 2D développé par Huybrechts et al. (2012b) pour les sédiments non-cohésifs, afin de tenir compte de la présence de la vase et d'établir une étape préliminaire pour un modèle morphodynamique de sédiment mixte. Notre cadre est le système Telemac (version 6.1) où l'approche bi-dimensionnelle a été sélectionnée pour des simulations à grandes échelles spatiales (150 km) et moyen terme (5 ans).La première partie de ce travail est consacrée à la compréhension des processus de sédimentation-consolidation de la vase pure, en combinant expériences et modèles 1D verticaux. Les processus du sédiment cohésif sont ensuite intégrés dans le modèle morphodynamique de l'estuaire de la Gironde. Des expériences d'érosion et de dépôt ont été réalisées au laboratoire RWTH (Université d'Aachen, Allemagne) pour calibrer les paramètres des lois d'érosion et de dépôt. En outre, l'effet de la consolidation est pris en compte à travers la mise en œuvre d'un modèle 1DV de sédimentation et consolidation basé sur la théorie de Gibson (Thiébot et al., 2011) en utilisant des équations de fermeture analytique pour la perméabilité et la contrainte effective. Une attention particulière est accordée à l'initialisation de la structure verticale du lit sédimentaire. Les mesures et les résultats du modèle sont comparés pour les concentrations des sédiments en suspension et pour l'évolution de fond en moyen terme (5 ans).Dans la deuxième partie, un nouveau modèle 1DV pour la sédimentation entravée des mélanges sablo-vaseux a été développé sur la base des modèles de bi-disperse non-cohésifs. La solution numérique a été réalisée en prenant en considération un schéma de haute précision dans l'espace par la technique de reconstruction WENO et en temps par un Discontinue de Galerkin local (DG). Le modèle est ensuite validé par rapport à une large gamme de données expérimentales (mono-disperse sable, vase, non-cohésif bi-disperse et le mélange non-cohésif/cohesif)
This study attempts to model sediment transport rates and the resulting bed evolution in a complex estuarine environment: the Gironde estuary, characterized by a high hetereogeneity in the sediment bed composition, with the presence of both cohesive and non-cohesive sediments and sand/mud mixtures. Our main objective is to extend an existing 2D morphodynamic model developped by Huybrechts et al (2012b) for non-cohesive sediments, to account for the presence of mud and to draw some preliminary step for a fully mixte sediment morphodynamic model. Our framework is the finite element Telemac system (release 6.1), where the two-dimensional (depth averaged) approach has been selected for large scale and medium term simulations.The first part of this work is devoted to the understanding of sedimentation-consolidation processes for pure mud, combining laboratory experiments and 1D vertical models. Cohesive processes are then integrated in the 2D (depth-averaged) large scale morphodynamic model of the Gironde estuary developed by Huybrechts et al. (2012b). Erosion/deposition experiments were performed at the RWTH laboratory (University of Aachen, Germany) to calibrate the erosion and deposition law parameters. Moreover, the effect of consolidation is taken into account through the implementation of a 1DV Gibson-based sedimentation-consolidation model (Thiebot et al., 2011) using analytical closure equations for permeability and effective stress. Special attention is paid to the initialisation of the bed structure. Comparisons between measurements and model results are achieved on both suspended sediment concentration records and on medium term (5-year) bed evolutions.In the second part, a new 1DV model for the hindered settling of sand-mud mixtures has been developed based on the background of non-cohesive bi-disperse models. The numerical solution has been constructed by considering a high-order of accuracy in space via a Weighted Essentially Non Oscillatory (WENO) reconstruction technique and in time via a local space-time Discontinuous Galerkin (DG).The model is then validated against a large range of experimental data (mono-disperse sand, mud, non-cohesive bi-disperse and non-cohesive/cohesive mixture)

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Ait, ballagh Fatima Ezzahra. "Dynamique du phosphore dans les sédiments à l’interface fleuve-mer : couplage modèle – données." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASV020.

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Abstract:

Le phosphore (P) est un nutriment essentiel à la vie, suite à son rôle clé dans la régulation de la production primaire à l'interface fleuve-mer, et au lien étroit de son cycle avec les cycles du carbone et de l'azote. L'enfouissement du phosphore dans les sédiments de l'interface fleuve-mer se fait en association avec la matière organique et des minéraux. Cet enfouissement est la voie d'élimination du P à long terme. Cependant, le rôle des sédiments dans le recyclage du phosphore inorganique dissous (DIP) est mal quantifié dans les estuaires eutrophes. Cette thèse a pour objectif d'affiner la compréhension sur la réponse des sédiments au recyclage du DIP dans les sédiments des estuaires de l'Elorn et de l'Aulne (France). De plus, nous visons à la mettre en contraste avec les sédiments deltaïques (delta du Rhône) dans la mer Méditerranéenne oligotrophe. Deuxièmement, ces écosystèmes sont dynamiques, caractérisés par des charges intenses de matière organique et de nutriments (N, P), entraînant leur enfouissement sous l'interface eau-sédiment (IES) et leur minéralisation. Par conséquent, les processus biogéochimiques peuvent modifier en grande partie la chimie de la couche supérieure de ces sédiments. Nous visons à quantifier les processus diagénétiques, contrôlant le devenir de la matière organique, la transformation du phosphore et les flux de DIP vers l'eau de fond. Pour cela, nous avons utilisé des données de terrain couplées avec un modèle existant (OMEXDIA), étendu au cycle benthique du phosphore, pour évaluer aussi la capacité des sédiments à servir de puits ou de sources de P. Le modèle OMEXDIA-P a été adapté aux données d'eau interstitielle (oxygène, nitrate, ammonium, unités de demande en oxygène (Mn2+, Fe2+ et H2S; ODU) et de DIP) et de solides (P organique, P lié au fer et P lié au calcium) de quatre saisons en 2009 dans les stations amont, milieu et aval des deux estuaires. Ensuite, le modèle a été ajusté aux mêmes variables d'état, en plus des sulfates et carbone inorganique dissous (DIC) pour neuf stations dans l'exutoire du Rhône, son prodelta et son plateau continental adjacent, et échantillonnées en Mai 2018. Les deux applications du modèle ont montré une bonne concordance avec la distribution verticale des phases dissoutes et solides dans toutes les stations et les saisons. L'utilisation combinée de ces bases de données avec ce modèle a révélé que les flux de C organique à l’IES des estuaires de l'Elorn et de l'Aulne (23 à 98 mmol m-2 j-1) et dans le prodelta du Rhône (10 à 160 mmol m-2 j-1) étaient intenses, en particulier à l'exutoire du fleuve. Ainsi, la minéralisation en P organique a représenté la principale source de DIP produit dans les deux estuaires (77%) et dans le prodelta du Rhône (>90%). La contribution des voies de minéralisation a mis en évidence une augmentation de la contribution de la minéralisation anoxique due au gradient salin de l'amont vers l'aval des estuaires. Alors que ces voies ont montré une diminution de l'écoulement du Rhône vers le plateau continental, en fonction de la diminution des apports de matière organique avec la distance. Le calcul du bilan du P par le modèle a indiqué que le P lié au fer joue un rôle clé dans le cycle du P, en retenant le DIP dans les sédiments et en favorisant la précipitation de P lié au Ca. De plus, le P lié au fer représente une source supplémentaire de DIP dans les sédiments des deux estuaires. La plus grande proportion du DIP produit a été recyclée dans l'eau de fond de ces sédiments estuariens (85%) et deltaïques (72%), tandis que l'enfouissement sous forme de P lié au Ca était une fraction mineure. Dans l'ensemble, les résultats du modèle présentés ont démontré que ces sédiments estuariens et deltaïques jouaient un rôle essentiel dans le cycle benthique du P et constituaient des sources de DIP dans la colonne d'eau. De plus, les apports de DIP produits dans les sédiments de l'Elorn et de l'Aulne étaient plus élevés que les apports externes
Phosphorus (P) is an essential nutrient for life, playing a key role in the primary production regulation at the river-sea interface, and closely to carbon and nitrogen global cycles. The burial of phosphorus in sediments of the river-sea interface occurs in association with organic matter and mineral particles. This burial represents the long-term removal pathway for the phosphorus. However, sediments role in dissolved inorganic phosphorus (DIP) recycling, is poorly quantified in eutrophic estuaries. Therefore, the main purpose of this thesis is to refine our understanding about sediments response to DIP recycling in Elorn and Aulne estuarine sediments (Brittany, France). In addition, we aim to contrast it with deltaic sediments (Rhône River delta) in the oligotrophic Mediterranean Sea. Secondly, all these ecosystems are highly dynamic, characterized by intense loads of organic matter and nutrients (N, P), leading to their intense fall on the sea floor, burial below the sediment-water interface (SWI) and mineralization. Therefore, involved biogeochemical processes can change largely the chemistry of upper layer of these sediments. We aim to clarify and to quantify the depth sequences of diagenetic processes, controlling the fate of sedimentary organic matter, transformation of phosphorus and induced DIP fluxes to the overlying water. To this end, we used a coupled field data with an existing model (OMEXDIA), extended with phosphorus (P) benthic cycle, to study P dynamics and to evaluate the sediments capacity as sinks or sources of P in the eutrophic Elorn and Aulne estuaries and the Rhône River prodelta. First of all, the OMEXDIA-P model was fitted to the porewater (oxygen, nitrate, ammonium, Oxygen Demand Units (Mn2+, Fe2+ and H2S, reduced during the anoxic mineralization; ODU) and DIP) and solid (organic P, Fe-bound P and Ca-bound P) data from four seasons (February, May, July and October 2009) in upstream, midstream and downstream stations of Elorn and Aulne estuaries. Secondly, the model was fitted to the same state variables, in addition to sulfate and dissolved inorganic carbon (DIC) for nine stations located in Rhône River outlet, prodelta and its adjacent continental shelf and sampled in May 2018. Both model’s applications showed a good agreement with the vertical distribution of porewater and solid phases in all stations and seasons. The combined use of these two datasets with the present model revealed that organic C fluxes deposited in the SWI of Elorn and Aulne estuaries (23 to 98 mmol m-2 d-1) and Rhône River prodelta (10 to 160 mmol m-2 d-1) were intense, especially in the River outlet. Therefore, the organic P mineralization represented the main source of internally produced DIP in both estuaries (77% of total DIP production) and in Rhône River prodelta (>90%). The contribution of mineralization pathways highlighted an increase of anoxic mineralization contribution due to saline gradient from upstream to downstream estuaries. While this mineralization pathways showed a decrease from Rhône River outlet to the continental shelf, as a function of the decrease of organic matter inputs with distance. The model’s calculation of sedimentary P budget indicated also that Fe-bound P played a key role in the P cycle, by retaining DIP in sediments from diffusion to overlying water and promoting the Ca-bound P precipitation. Moreover, Fe-bound P represented an additional source of DIP in sediments, especially in Elorn and Aulne estuaries. The largest proportion of released DIP was recycled to overlying water in these estuarine (85%) and deltaic (72%) sediments, while the burial as an authigenic Ca-bound P was a minor fraction. Overall, the model’s results presented here also demonstrated that these estuarine and deltaic sediments played a key role in the benthic P cycle and acted as sources of DIP to the water column. Moreover, the internally produced DIP inputs in Elorn and Aulne sediments was higher the external inputs

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Chauchat, Julien. "Contribution à la modélisation diphasique du transport sédimentaire en milieux côtiers et estuariens." Phd thesis, Université de Caen, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00173387.

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Abstract:

Cette thèse constitue une contribution à la modélisation numérique diphasique du transport sédimentaire en milieux côtiers et estuariens. L'approche diphasique diffère de l'approche dite classique en résolvant des équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de transport pour l'énergie cinétique turbulente séparément pour chaque phase. Les interactions entre le fluide et les particules sont alors représentées par des termes de transfert entre les deux phases. Le travail présenté dans cette thèse porte essentiellement sur la modélisation de la turbulence dans les écoulements diphasiques fluide particule.

En terme de résultats, nous montrons que l'approche développée est capable de reproduire quantitativement les principaux processus mis en jeu dans le transport sédimentaire de particules non cohésives : la sédimentation et la dispersion turbulente des particules en milieu dilué. Le modèle développé confirme l'existence d'une différence de vitesse horizontale entre les particules et l'eau. Il simule les effets de dispersion des particules par le mouvement turbulent du fluide et l'atténuation de l'énergie cinétique turbulente du fluide due à la présence des particules. Une autre originalité de ce travail est de proposer un modèle diphasique à surface libre, bidimensionnel vertical, pour la simulation du transport sédimentaire. Nous avons identifié des lacunes entre les théories et les expériences notamment pour la simulation de la turbulence en écoulement dense. Nous proposons des solutions pour améliorer la simulation du comportement de matériaux cohésifs. Une tentative de simulation hydrosédimentaire sur l'estuaire de la Seine est présentée. Le phénomène de bouchon vaseux est qualitativement reproduit par le modèle sans qu'aucune loi d'érosion ou de dépôt ne soit imposée.

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Dissertations / Theses on the topic 'Sédiments des estuaires – Flandre'

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