Academic literature on the topic 'Teneur d'eau'

Les transferts d'eau dans le sol sont généralement, pour des raisons de facilité, supposés se dérouler dans des conditions isothermes. Les modèles proposés couplant les transferts hydriques et thermiques se heurtent aux difficultés inhérentes à la détermination des coefficients de transfert. Disposant de l'évolution de la température, de la succion et de la teneur en eau dans les profils du sol de lysimètre, une comparaison portant sur l'importance des gradients hydriques et thermiques dans le transfert d'eau en phases liquide et vapeur a été menée. Il se dégage clairement, que dans le domaine de teneurs en eau qui intéressent l'agronome (teneur en eau supérieure à celle au point de flétrissement), l'essentiel des transferts se fait via la phase liquide. En effet, les flux dus aux gradients de teneur en eau dépassent d'au moins deux ordres de grandeur les flux induits par les gradients de température. Ce qui confirme bien la validité des équations de Darcy-Richards (DARCY, 1856; RICHARDS, 1931) où l'effet de température est négligé.

Au cours de 2 crues survenues le 24 mai 1992 et le 15 mai 1993 sur 2 bassins versants, nous avons étudié la composition isotopique et chimique des précipitations (pluies et pluviolessivats) ainsi que leurs variations temporelle et spatiale. Les bassins étudiés (d'environ 1,5 ha) sont situés près de la ville de Sinnamary (Guyane Française) et sont proches l'un de l'autre (200 m). Un des bassins (bassin B) est recouvert par une forêt primaire, tandis que le second (bassin A) a été défriché et transformé en prairie (Digitaria swazilendensis, programme ÉCÉREX Orstom-CTFT). Le dispositif expérimental est composé de 31 pluviomètres sur le bassin B et de 3 pluviomètres sur le bassin A. Les hauteurs d'eau précipitées lors des événements étudiés sont importantes (environ 60 mm sur le bassin A). La hauteur d'eau précipitée est homogène spatialement sur le bassin A, alors qu'elle est très hétérogène sur le bassin B. La teneur instantanée des précipitations en18O est très variable temporellement, mais reste homogène spatialement, sur les 2 bassins. L'interception de la pluie par la canopée déstructure donc la hauteur d'eau précipitée sous forêt, mais pas sa signature isotopique. Le 24 mai 1992, nous avons observé une dilution de la composition chimique de la pluie et une diminution de son pH au cours du temps. Les pluviolessivats sont généralement plus concentrés que la pluie et leur pH est plus tamponné. Nous n'avons pas observé de corrélation entre la composition chimique de la pluie ou des pluviolessivats et l'intensité des précipitations. La variabilité spatiale de la composition chimique des pluviolessivats, étudiée lors de l'averse principale du 24 mai 1992, est très importante et 31 pluviomètres semblent insuffisants pour estimer précisément les apports au sol. L'effet de masse est respecté le 24 mai 1992, mais n'est pas visible le 15 mai 1993. La comparaison de l'évolution des teneurs intégrées en Cl- et en18O montre que l'événement pluvieux du 24 mai 1992 est issu d'une masse d'air unique, alors que celui du 15 mai 1993 est issu de plusieurs masses d'air différentes. On remarque également que la teneur intégrée en18O des pluviolessivats est légèrement supérieure à celle de la pluie en milieu ouvert. En l'absence d'évaporation (la composition isotopique des pluviolessivats est alignée sur la droite locale des eaux météoriques), cela s'explique par un mélange entre la pluie directe et de l'eau de pluie plus ancienne, retenue sur la canopée et de composition isotopique différente.

Le tritium, isotope radioactif de l'hydrogène, est considéré comme un élément dateur des eaux souterraines. Il permet à l'hydrogéologue d'estimer le temps de séjour moyen des eaux d'un aquifère. Produit naturellement dans l'atmosphère, les teneurs dans les précipitations ont tout d'abord augmenté, suite aux essais thermonucléaires aériens de 1952 à 1963, pour ensuite diminuer et se stabiliser des industries nucléaires, supérieure à la teneur naturelle de 5 UT. Actuellement, la teneur moyenne se situe entre 10 et 30 UT. Grâce au suivi des teneurs en 3H des précipitations, il est possible de déterminer le temps de séjour moyen des eaux souterraines d'un aquifère à l'aide de modèles mathématiques qui, à partir d'un signal d'entrée (teneurs en 3H dans les précipitations) et d'un signal de sortie (teneurs en 3H dans les eaux souterraines d'un aquifère), calculent le meilleur ajustement possible entre les sorties calculées et les valeurs mesurées. De cet ajustement, on en déduit le temps de séjour moyen. Ces études isotopiques utilisent classiquement trois types de modèles suivant la façon dont les eaux se mélangent en traversant un milieu poreux: le modèle mélange ou exponentiel, le modèle piston et le modèle dispersif. Cet ensemble de modèle peut être généralisé en différenciant temps de séjour moyen et age d'une molécule d'eau. Ces modèles ont été utilisés pour étudier les systèmes des sources minérales de la Versoie et d'Evian (Haute-Savoie, France) en appliquant un modèle mélange à la source de la Versoie et un modèle dispersif à la source d'Evian, ce qui a permis d'estimer leur temps de séjour.

L'osmose inverse est l'élément clef de la production d'eau ultrapure servant dans la préparation du liquide de dialyse rénale. Le vieillissement des membranes d'osmose inverse se traduit par une dérive croissante de la conductivité en sortie de membrane et par une augmentation de la teneur en bactéries dans le perméat délivré en sortie d'osmose inverse, entraînant un risque de contamination pour le patient. Les suivis en conductivité et numérations bactériennes dans la chaîne de production d'eau osmosée de l'Hôpital de Colmar (France) montre un fort dysfonctionnement au niveau des prétraitements et notamment du charbon actif, siège d'une importante prolifération bactérienne (2.3 103 colonies pour 100 ml en amont du charbon actif , 1.1 105 pour 100 ml en aval). Une étude de corrélations entre entrée et sortie d'osmoseurs montre que la forte teneur en germes en sortie du charbon actif est directement responsable de la présence des bactéries dans le perméat. Des tests hydrauliques effectués sur les membranes après quatre années d'utilisation intensive (6500 heures par an), permettent d'identifier les mécanismes prépondérants de vieillissement et de colmatage des membranes utilisées à l'hôpital de Colmar (compaction, formation d'un dépôt et altération de structure). Afin d'identifier les substances colmatantes non retenues par le prétraitement, le film colmatant est analysé par analyse élémentaire, spectrophotométrie infrarouge, diffraction X et zêtamétrie, ce qui nous a permis de mettre en évidence la présence notamment d'argiles, de silice et de substances humiques.

Plusieurs corps d'eau lagunaires et continentaux égyptiens sont comparés quant à l'abondance en oxygène-18 et la concentration saline (ici appréciée par la teneur en Cl¯) de leurs eaux superficielles. En Egypte, les eaux continentales de surface proviennent toutes du système nilotique dont les eaux, après leur longue traversée du grand Desert Oriental, se trouvent très évaporées et fortement enrichies en oxygène-18 à leur arrivée dans le delta. Dans les bassins alimentés uniquement par la mer (lagunes de Mer Rouge et du Golfe de Suez) soit par l'eau du Nil (Lac du Fayoum), les deux paramètres considérés augmentent conjointement depuis les zones d'alimentation vers les reculées marginales selon le déplacement des eaux. Dans les bassins à alimentation mixte, (Partie terminale du delta, lac Temsah sur le Canal de Suez), les eaux les plus diluées sont aussi les plus riches en isotopes lourds. Ainsi, dans le contexte climatique et géographique très particulierde l'Egypte, il est possible de reconnaître les eaux continentales, marines ou paraliques à partir des deux paramètres étudiés mais non à partir d'un seul, notamment la teneur en oxygène-18.

Les auteurs, après une synthèse bibliographique sur la coagulation, présentent deux modèles mathématiques reliant la dose optimale d'un coagulant, le sulfate d'aluminium, à la qualité de l'eau brute. Un premier modèle applicable aux eaux dont la turbidité est inférieure à 20 NTU tient compte de quatre variables caractéristiques de l'eau brute qui sont : la turbidité, la résistivité, la température, la teneur en matières organiques. Le second modèle, utilisable pendant les périodes de crue, intègre un cinquième descripteur : la nature de la suspension minérale. Des essais effectués sur l'usine de Clairfont, qui alimente la rive gauche de Toulouse, montrent que ces modèles sont parfaitement adaptés pour automatiser l'injection du coagulant.

<p style="text-align: justify;">Pendant le séchage naturel à l'air libre du bois de chêne, on assiste à une diminution régulière de la teneur du bois en composés extractibles et notamment en composés phénoliques du type ellagitanins. La diminution de la teneur en ellagitanins provient essentiellement de la disparition des formes oligomères solubles dans l'eau; les tanins polymérisés non extractibles car liés aux parois, évoluent peu au çours du séchage naturel à l'air libre. Les bois séchés rapidement à l'étuve possèdent toujours des quantités plus importantes de polyphénols. Dans le même temps et quel que soit le mode de séchage, on obselVe une diminution des coumarines glucosilées et une augmentation non proportionnelle des formes aglycones. D'un point de vue organoleptique, la diminution de l'ensemble des polyphénols pendant le séchage peut être interprétée comme favorable à l'évolution de la qualité du merrain. En effet, les fractions amères et astringentes du bois de chêne correspondent respectivement .sr certains tanins ellagiques et catéchiques. L'intelVention des micro-organismes isolés de bois de chêne en cours de séchage naturel dans la disparition des composés phénoliques du bois est discutée. La grande majorité des moisissures étudiées est capable de dégrader enzymatiquement les tanins hydrolysables du chêne. Cependant, ces mêmes composés s'hydrolysent et s'oxydent spontanément en présence d'eau et d'oxygène. En conséquence, considérant le profil de colonisation du bois par les micro-organismes et celui des composés phénoliques extractibles, on peut supposer que l'on assiste vraisemblablement pendant le séchage naturel du bois à une dégradation biochimique et chimique des polyphénols dans les couches superficielles du merrain (0 à 4 mm de profondeur) et à une dégradation presque' exclusivement chimique au coeur du merrain. La présence d'eau et d'oxygène apparaÎt par conséquent comme un facteur important dans l'évolution de la composition du bois pendant son séchage.</p>

RÉSUMÉ À Montmagny, sur la rive sud du moyen estuaire du Saint-Laurent, une coupe d'une dizaine de mètres de puissance et comprenant cinq unités stratigraphiques a été étudiée du point de vue de sa micro-flore fossile. Une analyse sommaire des diatomées a permis d'évaluer les conditions environnementales de la mise en place des divers dépôts composant la terrasse de 8-10m à cet endroit. À la base, l'unité I (argile pléni-marine glodthwaitienne, datée à environ 10 000 BP) contient une flore marine très pauvre. L'unité Il (limon argileux avec débris organiques et bois datés à environ 7300 BP dans sa partie supérieure) se caractérise par une flore littorale saumâtre incluant des formes planctoniques marines parfois très abondantes (Thalassiosira ssp. surtout), l'unité III (tourbe datée à environ 6500 BP) contraste par une flore acidophile dulcicole à Eunotia ssp. La flore de l'unité IV (limon sableux) diffère par une teneur en valves plus élevée que dans l'unité III et par des éléments dulcicoles d'eau neutre ou légèrement alcaline fréquents, en particulier à la base. La cinquième unité (tourbe datée à environ 4500 BP) contient une flore acidophile d'eau douce. Les diatomées des unités Il et III indiquent un milieu intertidal saumâtre à faible salinité, ayant évolué progressivement lors d'épisodes de transgression. Toutefois, les conditions du milieu (profondeur d'eau et salinité) semblent avoir varié légèrement selon les époques, avec une diminution de la salinité pour l'unité IV. L'étude des diatomées corrobore l'existence de fluctuations du niveau marin relatif dans l'estuaire du Saint-Laurent au cours de l'Holocène.

L'étude hydrochimique des eaux de la nappe libre de la Chaouia côtière montre une teneur excessive en sels dans ces eaux, spécialement des chlorures (jusqu'à 3 g.l-1).Cette salinité élevée peut, à terme, nuire gravement à l'économie de la région qui se consacre essentiellement à la culture maraîchère sous irrigation. Des mesures isotopiques (18O/16O, 2H/1H) couplées aux éléments chimiques, notamment Br-/Cl-, excluent l'hypothèse d'une intrusion marine généralisée. L'existence d'une paléosalinité (SHIVANNA andal.,1993) n'est pas soutenue par les mesures des teneurs en isotopes radioactifs (3H, 14C). Il en est de même pour le lessivage de dépôts chlorurés préexistants dans les sédiments. L'apport essentiel en chlorures provient de l'altération de la roche mère, des fertilisants et des embruns marins lessivés par suite de l'irrigation et entraînés vers la nappe par percolation. Le recyclage de l'eau souterraine depuis au moins trente ans, par l'irrigation, n'a fait qu'augmenter cette salinité. Toutefois en bordure de l'océan quelques puits semblent montrer la présence d'eau marine, en effet les débits d'exhaure des puits sont à la limite d'exploitation de la nappe et toute augmentation de débits dans ces puits engendrera fatalement une invasion marine généralisée.

Le traitement chimique de l'eutrophisation des plans d'eau peu profonds par des sels métalliques tels que le sulfate d'aluminium et le sulfate de cuivre est de plus en plus courant et pose la question du devenir et de la mobilité des métaux dans l'écosystème. Dans les conditions de notre étude, le traitement au sulfate d'aluminium tout en limitant les teneurs en phosphore assimilable dans la colonne d'eau et dans les sédiments, n'induit pas de toxité compte tenu de la teneur en aluminium monomère mesurée et des valeurs de toxité référencées dans la littérature. Le suivi de la teneur en aluminium des sédiments ne permet pas de mettre en évidence une accumulation significative de cet élément suite à un traitement. Cependant, une fraction importante du phosphore est liée à la manière organique et peut être libérée à moyen terme dans la colonne d'eau suite à la minéralisation de la matière organique. Le cuivre ajouté dans la colonne d'eau afin de limiter la croissance des cyanobactéries ne présente pas de toxicité majeure compte tenu des teneurs en cuivre labile mesurées dans le système. Cette étude montre que la distribution et le temps de séjour du cuivre dans la colonne d'eau dépend de la teneur en matière en suspension, de la teneur en matière organique dissoute. De plus, un mécanisme de transfert de la fraction"vraiment" dissoute vers la fraction particulaire entraîne le cuivre principalement dans les sédiments, associé à la fraction organique. L'étude de la remobilisation à court terme en conditions oxiques ne montre pas de remobilisation du cuivre à des pH proches de la neutralité. Cependant, à plus long terme, les sédiments sont susceptibles de libérer le cuivre dans ces mêmes conditions (pH et rédox) à la suite de la minéralisation de la matière organique, ce qui explique la libération du cuivre des sédiments vers la colonne d'eau.

Cette thèse a pour but l’étude de la croissance des bactéries pélagiques hétérotrophes qui se servent du carbone organique dissous (COD) comme ressource nutritive en utilisant les approches conjointes de l’expérimentation et de la modélisation. Deux axes principaux émergent de ce travail : (1) l’étude de modèles de croissance, construits grâce à des résultats expérimentaux, en vue de leur implémentation dans les modèles d’écosystèmes, et (2) l’étude de l’influence des facteurs environnementaux sur l’efficacité de croissance bactérienne (BGE) grâce à ces mêmes modèles. L’objectif principal consiste à étudier les bactéries dans différents contextes environnementaux dans le but d’en déduire une formulation mathématique adaptée pour décrire leur interaction avec le COD afin d’être ultérieurement incorporée dans un modèle biogéochimique. Dans un premier temps, des données de production et de respiration bactériennes, issues de la campagne POMME qui s’est déroulée dans l’Océan Atlantique Nord-Est selon différentes profondeurs et saisons, ont permis l’application du modèle de Monod qui utilise des cinétiques de type Michaelis-Menten. L’étude conjointe du modèle et des données nous a permis de montrer que le BGE varie en fonction de la saison et de la profondeur. Le BGE a été calculé expérimentalement directement à partir des données mais aussi grâce au modèle, puisque le BGE est un des paramètres du modèle. Nous avons donc mis en évidence que ce modèle, souvent utilisé dans les modèles biogéochimiques pour décrire la croissance des bactéries, n’est pas suffisant. Dans le but d’utiliser des modèles mécanistes pour décrire la croissance bactérienne, nous avons décidé de réaliser des expériences de biodégradation, en milieu artificiel et contrôlé, avec une souche bactérienne mono-spécifique et un substrat carboné unique. Deux types d’expériences ont été réalisées: des expériences de type batch où tout le substrat carboné est apporté dès le début de l’expérience, et des expériences où le substrat carboné a été apporté de façon périodique et pulsée. Cette expérience a pour but d’imiter la variabilité spatiale et temporelle de la distribution du COD. La quantité totale de substrat apporté est cependant la même dans les deux expériences. Elles ont tout d’abord permis de mettre en évidence des processus clés: la production de COD réfractaire qui s’accumule dans les batchs expérimentaux, la variation du contenu spécifique carboné bactérien au cours d’une expérience, le processus de maintenance au niveau de la respiration lorsque les bactéries sont en état de carence ainsi que la réponse instantanée à une perturbation environnementale. Les BGE ont également été estimés pour chacune de ces expériences et selon différentes méthodes: expérimentalement directement à partir des données et à partir de différents modèles, chacun d’eux comprenant un niveau de complexité différent. Trois modèles ont été utilisés: le modèle de Monod, le modèle de Marr-Pirt et un modèle mécaniste issu de la théorie DEB (Dynamic Energy Budget) et construit spécialement pour l’expérience à substrat pulsé. Nous avons mis en évidence que quelle que soit la méthode utilisée, la valeur du BGE est toujours plus élevée pour l’expérience pulsée que pour l’expérience de type batch. Ceci indique qu’une représentation plus réaliste de la dynamique du COD a un fort impact sur l’estimation de la valeur du BGE. La valeur des BGE estimés avec des modèles prenant en compte le processus de maintenance (Marr-Pirt et DEB) est également plus élevée que l’estimation sans prendre en compte ce processus (Monod et estimation expérimentale). Ces résultats peuvent indiquer que la valeur du BGE est sous-estimée avec les méthodes classiques d’estimation, i. E. Dans des systèmes de type batch sans prendre en compte la maintenance. Ceci pour mener à la conclusion que le rôle des bactéries en tant que productrices de CO2 est surestimé avec ces méthodes classiques d’estimation. Le modèle DEB, très complexe pour la représentation d’une seule espèce bactérienne et d’un seul substrat, a également été simplifié en vue de son introduction dans un modèle biogéochimique. Nous avons montré que le système d’origine à 4 équations différentielles peut être réduit à un système à 2 équations différentielles, où la croissance peut être exprimée par une équation logistique avec une capacité limite variable. La simplification de ce modèle n’entraîne aucune perte de performance au niveau des dynamiques du modèle et réduit le temps de calibrage et de simulation
This thesis aims to utilise both experimental and modelling approaches to investigate growth of pelagic heterotrophic bacteria that utilise dissolved organic carbon (DOC) as nutritive resource. Two main axes merge from this work: (1) the study of growth models, constructed from experimental results, with a view to implement them in ecosystem models, and (2) the investigation of the environmental factors influencing the bacterial growth efficiency (BGE) with these models. The main objective consists of the study of bacterial growth in different environmental contexts and to deduce a suitable mathematical formulation for describing the interaction between growth and DOC to include this in a biogeochemical model later on. Firstly, bacterial production and respiration data, obtained during the POMME program that carried out in the Northeast Atlantic Ocean according to several depths and seasons, allowed the application of the Monod model that uses Michaelis-Menten kinetics. The coupled study of the model with data permitted to show that BGE varies according to depth and season. BGE has been estimated experimentally directly from data but also with the model, as BGE is one of the parameter. We have thus highlighted that this model, often utilised in biogeochemical models to represent bacterial growth, is not sufficient. In order to use mechanistic models to describe bacterial growth, we decided to realise biodegradation experiments, in artificial and controlled medium, with a monospecific bacterial strain and a unique carbon substrate. Two kinds of experiments were realised: batch-kind experiments where all the carbon substrate was introduced since the beginning of the experiment, and experiments where the carbon substrate was periodically pulsed. The total amount of substrate put in both systems was the same. These experiments first allowed highlighting key processes: the refractory DOC production that accumulates in batches, the variation of the specific bacterial carbon content during an experiment, the maintenance process at the respiration level when bacteria are starved as well as the instantaneous response to an environmental perturbation. BGE have also been estimated for each experiment and according to different methods: experimentally directly from the data sets and from various models, each of them comprising a different level of complexity. Three models were utilised: the Monod model, the Marr-Pirt model and a mechanistic model resulting from the DEB (Dynamic Energy Budget) theory and specifically constructed for the pulse substrate experiment. We highlighted that what else the method used, BGE value is always higher for the pulse experiment than for the batch-kind experiment. BGE values were also always higher when the maintenance process was taken into account in their estimation. This would mean that BGE value is under-estimated with the classical method of estimation, i. E. With batch experiments and without considering the maintenance process. This would lead to the conclusion that the bacterial role as CO2 producer is over-estimated. The DEB model, highly complex for the representation of only one bacterial species and a unique substrate, was also simplified in view of its implementation in a biogeochemical model later on. We have demonstrated that the original system with 4 differential equations can be reduced to a system with 2 differential equations, where growth can be expressed by a logistic equation with a variable carrying capacity. The simplification of this model does not imply any loss of performance at the level of model dynamics and reduces the calibration and simulation time

Notre etude s'inscrit dans le cadre du programme nitrates rhones alpes dont l'un des objectifs essentiels est d'ajuster au mieux la fertilisation des cultures, dans un double souci de maintenir une agriculture intensive, mais respectueuse de la qualite de l'environnement. Le sol du site est representatif de la plaine de la bievre, superficiel, sableux et caillouteux, et tres apte au lessivage. Notre contribution a ete de definir au mieux les termes des bilans hydriques et azotes, sous divers traitements et occupations du sol. La methodologie mise en uvre a cet effet utilise l'humidimetrie neutronique associee a la tensiometrie et l'extraction de la solution du sol par bougies poreuses. Les resultats ont montre la necessite de reduire le pas de temps des mesures, compte tenu de la dynamique tres rapide de l'eau. Les bilans d'eau font apparaitre que les irrigations sont entierement valorisees sous culture. Les pertes d'eau n'ont lieu qu'a l'interculture et atteignent 90% des pluies. La variabilite de l'azote est importante. Les pertes d'azote restent negligeables durant le cycle cultural quel que soit le traitement applique, mais le reliquat a la recolte est considerable sur les sites fertilises. Le bilan du traceur atteste que la fertilisation a ete surestimee. De ce fait, les pertes a l'interculture deviennent fortement liees au residu a la recolte. Une reduction de l'apport de 100 kg/ha a ete preconisee. Les resultats ont en outre montre une bonne coherence entre les consommations d'azote par le mais, determinees d'une part par analyse directe sur cette derniere, d'autre part estimees a partir de l'evolution du stock d'azote du sol. Toutefois, il ressort de cette etude que le facteur plante reste meconnu, au meme titre que les transferts entre le premier metre du sol et la nappe, aspects vers lesquels devraient etre portees les prochaines investigations en vue d'une modelisation des transferts dans la plaine de la bievre

L’assimilation de données relatives aux écosystèmes continentaux est une approche de plus en plus utilisée pour tenter de concilier les observations expérimentales avec les théories écophysiologiques appliquées dans les modèles mécanistes de la végétation. Dans cette thèse, on souhaite exploiter l’information contenue dans les mesures par corrélation turbulente des flux nets de dioxyde de carbone (NEE) et de chaleur latente (LE) effectuées sur les sites du réseau mondial FLUXNET, afin d’optimiser des paramètres clés du modèle ORCHIDEE et d’affiner le bilan d’incertitude. Une approche statistique bayésienne est adoptée, pour prendre en compte une connaissance a priori des incertitudes relatives aux paramètres, aux équations du modèle et aux mesures. L’axe majeur de travail est le développement d’une méthode d’assimilation simultanée des données de plusieurs sites de mesure de flux, permettant d’optimiser un unique jeu de paramètres se voulant générique pour chaque grand type d’écosystème considéré. Il ressort que cette approche multi-site permet de réduire significativement l’écart entre le modèle et données de flux aux échelles saisonnière et annuelle, avec des performances proches d’optimisations uni-site effectuées indépendamment à l’échelle d’un site de mesure. On discute par ailleurs le fait que les valeurs des paramètres multi-site ne constituent pas toujours une simple moyenne de leurs composantes uni-site. L’utilisation de données complémentaires a par ailleurs permit d’évaluer la capacité de l’optimisation à améliorer la simulation des flux bruts de carbone (photosynthèse et respiration) à l’échelle des sites, ainsi que de la phénologie du couvert végétal et du cycle saisonnier du CO2 atmosphérique à l’échelle du globe. Un aspect de nos développements méthodologiques propose par ailleurs d’estimer la structure statistique de l’erreur dérivant des processus mal représentés et/ou manquant dans les équations d’un modèle de la biosphère continentale tel qu’ORCHIDEE. En appliquant cette technique aux flux nets de carbone, les résultats suggèrent que cette erreur modèle mérite d’être explicitement considérée dans le bilan d’incertitude attaché à la modélisation du cycle du carbone
Assimilating terrestrial ecosystem data is an approach increasingly used to fill the gap between experimental observations and the ecophysiological theory as embodied in process-based land surface models. In this thesis, we have sought to use the information content of eddy covariance measurements of net carbon dioxide (NEE) and latent heat (LE) fluxes made at the sites of the FLUXNET global network, aiming at optimizing key parameters of the ORCHIDEE vegetation model and at refining the uncertainty budget. A Bayesian statistical approach has been chosen, so as to account for prior knowledge of the uncertainties related to the model parameters, the model equations, and the measurements. The major line of work has been to develop a data assimilation method where observations from several flux sites are simultaneously used as a constraint, in order to optimize a unique set of parameters considered as generic within a given class of ecosystem. We found that this multi-site approach significantly improves the model-data agreement at seasonal and annual time scales, with performances fairly similar to those brought by site-scaled, independently optimized parameters (single-site approach). We notably discuss the fact that the multi-site parameters’ values are not always a mere average of their single-site counterparts. Making use complementary data, we also evaluated the ability of the multi-site optimizations to improve the simulation of the gross carbon fluxes (photosynthesis and respiration) at the site scale, while at the global scale we considered the modeled phenology of the leaf cover and the seasonal cycle of the atmospheric CO2 concentration. Within our methodological developments, we have also proposed a technique to infer the statistical structure of the error stemming from inadequate and/or missing process representations in a global vegetation model such as ORCHIDEE. Focusing on net carbon fluxes, our results suggest that this « model error » deserves an explicit representation in the uncertainty budget inherent to carbon cycle modeling

Les periodes et les modes de transfert des orthophosphates (p-po#4#3#) et de l'azote ammoniacal (n-nh#4#+) stockes dans les sediments de la charente ont ete etudies aux environs de saintes, en amont du barrage de st. Savinien, pour situer le plus pres possible du milieu estuarien. L'etude de la colonne d'eau durant les annees 1987 et 1988 met en evidence une stratification estivale caracterisee par un accroissement des teneurs en po#4#3# et nh#4#+ a proximite du fond. Cette statification parait liee a la fermeture du barrage de st. Savinien en periode d'etiage qui stoppe l'ecoulement de la charente. La mise en place d'un protocole specifique a permis d'observer en periode de crue hivernale une modification considerable des sediments sur 25 cm d'epaisseur. En effet, les concentrations en p-po#4#3# dissous passent de 3 mg/l pour l'ensemble des campagnes a 7,5 mg/l pour des sediments preleves en fin de crue. En ce qui concerne l'azote ammoniacal, on peut observer en hiver et au printemps un accroissement des teneurs (jusqua 70 mg/l) dans l'eau interstitielle avec la profondeur. Des experimentations en reacteur permettent de mesurer des teneurs en azote ammoniacal elevees dans l'eau lors de la remise en suspensin des sediments a 7#oc. Les concentrations les plus faibles en p-po#4#3# sont observees au cours des experimentations en milieu oxygene. Ces faibles teneurs seraient liees a l'adsorption des orthophosphates sur les hydroxo-complexes ferriques particulaires comme le suggerent les mesures de fe#2#+ dissous dans le melange eau-sediment du reacteur. L'examen conjoint des observations de terrain et des resultats experimentaux indique deux periodes favorables a la mobilisation de nh#4#+ et po#4#3#: 1) les periodes de hautes eaux hivernales; 2) les periodes d'etiage estival, le phosphore etant mobilise sous forme particulaire et l'azote ammoniacal sous forme dissoute

Le transfert d'eau à l'interface sol-atmosphère est abordée par une approche de thermodynamique qui constitue un cadre général pour décrire à la fois l'état thermodynamique de l'eau dans le sol et les mécanismes de transfert mis en jeu : filtration de la phase liquide, diffusion de la vapeur d'eau, changement de phase liquide vapeur de l'eau. Une caractérisation expérimentale d'un sol a été réalisée puis complétée par des données bibliographiques. Des essais expérimentaux de transfert d'eau dans des colonnes du même sol, placées dans une atmosphère asséchante a permis d'établir la cinétique globale de perte d'eau ainsi que l'évolution des profils de teneur en eau au cours du temps. Une simulation numérique du transfert d'eau au voisinage de l'interface est proposée. Une étude de sensibilité aux paramètres physiques du sol est présentée. Les résultats du modèle numérique sont ensuite confrontés aux essais de transfert sur colonnes. La correspondance est bonne moyennant un ajustement des paramètres hydrologiques issus de la littérature. L'évolution des flux d'eau liquide et de vapeur permettent de décrire les mécanismes au voisinage de l'interface dans le cas d'un sol à faible teneur en eau. On montre que le changement de phase qui assure la continuité des transferts entre le sol et l'atmosphère concerne quelques centimètres du sol sous cette interface.

Le transfert d'eau à l'interface sol-atmosphère est abordée par une approche de thermodynamique qui constitue un cadre général pour décrire à la fois l'état thermodynamique de l'eau dans le sol et les mécanismes de transfert mis en jeu: filtration de la phase liquide, diffusion de la vapeur d'eau, changement de phase liquide vapeur de l'eau. Une caractérisation expérimentale d'un sol a été réalisée puis complétée par des données bibliographiques. Des essais expérimentaux de transfert d'eau dans des colonnes du même sol, placées dans une atmosphère asséchante a permis d'établir la cinétique globale de perte d'eau ainsi que l'évolution des profils de teneur en eau au cours du temps. Une simulation numérique du transfert d'eau au voisinage de l'interface est proposée. Une étude de sensibilité au paramètres physiques du sol est présentée. Les résultats du modèle numérique sont ensuite confrontés aux essais de transfert sur colonnes. La correspondance est bonne moyennant un ajustement des paramètres hydrologiques issus de la littérature. L'évolution des flux d'eau liquide et de vapeur permettent de décrire les mécanismes au voisinage de l'interface dans le cas d'un sol à faible teneur en eau. On montre que le changement de phase qui assure la continuité des transferts entre le sol et l'atmosphère concerne quelques centimètres du sol sous cette interface
The transfer of water at the soil-atmosphere interface is addressed through a thermo dynamical approach which constitutes a general framework for describing both the thermodynamical status of the water in the soil and the transfer mechanisms at stake: liquid phase filtration, water vapor diffusion, liquid-vapor phase change. An experimental characterization of a soil has been carried out and completed with bibliographical data. Experimental tests of water transfer in columns of the same soil, placed in drying atmosphere enabled the establishment of the global kinetic of water loss and the evolution of the profiles of the water content through time. A numerical simulation of the water transfer in the neighborhood of the interface is proposed. A study about the sensitiveness to the physical parameters of the soil is presented. The results of the numerical model are then compared with the tests of the transfer on the columns. The correspondence is good on the basis of an adjustment of the hydrologic parameters as mentioned in the literature. Water and vapor fluxes evolutions in low water content soils allow the description of transfer mechanisms near the interface. It is shown that the phase change which ensures the continuity of the transfers between the soil and the atmosphere relates to a few centimeters of the soil under that interface

La Matière Organique Naturelle (MON) constitue aujourd'hui au travers du Carbone Organique Total (COT) un paramètre clé dans le contrôle de la qualité des eaux potables. Le premier objectif de cette étude a été d'évaluer l'efficacité de la résine anionique MIEX® et de différentes autres résines anioniques vis-à-vis de l'élimination du Carbone Organique Dissous (COD) dans une eau de surface chargée en MON. Les performances de ces résines ont été comparées à celle de la coagulation/floculation à l'échelle du laboratoire ou sur des unités pilotes. Le second objectif de ces travaux a eu pour but de déterminer l'impact du traitement par les résines anioniques vis-à-vis de la réduction des phénomènes de compétition pour l'adsorption des pesticides sur charbon actif et vis-à-vis de la diminution du colmatage (ultrafiltration). Différentes techniques analytiques (spectrométrie de fluorescence, chromatographie d'exclusion stérique, pyrolyse CG/MS (chromatographie gazeuse/spectrométrie de masse)) ont été utilisées dans le but de caractériser la MON des eaux brutes et traitées. Outre la résine MIEX®, les travaux ont montré de manière plus globale que l'ensemble des résines anioniques représente une alternative intéressante à la coagulation/floculation pour l'élimination du COD. L'intérêt de l'échange d'ions réside de plus dans son possible couplage avec le charbon actif pour la diminution des phénomènes de compétition entre la MON et les pesticides
Natural Organic Matter (NOM) represents through Total Organic Carbon (TOC) a key parameter for the control of drinking water quality. The first objective of this study was to evaluate the efficacy of the Anion Exchange Resin (AER) MIEX® and different other AER for the elimination of Dissolved Organic Carbon (DOC) from a high DOC content surface water. The performances of these AER were compared with those of coagulation/flocculation at laboratory scale as well as pilot scale. The second objective of this study was to determine the impact of AER treatment on the reduction of competition mechanisms between NOM and pesticides for the adsorption on activated carbon and on the reduction of membrane fouling (ultrafiltration). Various analytical tools (fluorescence spectroscopy, size exclusion chromatography, pyrolysis GC/MS (gas chromatography/mass spectrometry)) were used in order to characterize NOM of raw and treated waters. As well as MIEX® resin, whole studied AER proved to be an interesting alternative to coagulation/flocculation for DOC removal. Moreover, the interest of AER lies in its combination with activated carbon for the reduction of competition mechanisms between NOM and pesticides