Thèses sur le sujet « Sources minérales »

Patagonie et la Namibie sont deux sources importantes d'aérosol minéral qui alimente la section Atlantique Sud de l'océan Austral avec les micronutriments.L'objet de ma thèse est d'étudier 1) la concentration atmosphérique et la variation temporel de la poussière en Patagonie, 2) l'hétérogénéité spatiale de composition élémentaire de poussière en Patagonie et en Namibie, et 3) la solubilité élémentaire de poussière en Patagonie et en Namibie. Ces trois aspects sont les principaux enjeux pour modéliser les inventaires des émissions de micronutriments biodisponibles à partir de sources de poussière.La concentration en poussière mesurée en Patagonie montre une variation saisonnière avec un niveau plus bas en hiver. Les données météorologiques suggèrent que cette variation saisonnière est associée à la variation de l'humidité du sol dans les zones source plutôt qu'à la vitesse du vent. Des échantillons d'aérosol minéral ont été générés à partir des sols de Patagonie et de Namibie. La composition élémentaire des poussières diffère de celles des sols parents, en particulier en Namibie en raison de l'effet de dilution par le quartz dans les sols. Des compositions élémentaires varient spatialement aux échelles continentale et régionale en Patagonie et Namibie. Les variations de Ca et Mg sont les principales raisons conduisant à l'hétérogénéité spatiale de la composition élémentaire des poussières. Les solubilités élémentaires des aérosols minéraux de Patagonie et de Namibie augmentent avec l'acidité de la solution altérante. Les poussières riches en calcium présentent une solubilité plus élevée pour les éléments les plus solubles (Ca, etc.) en raison de la présence de carbonate. Le suivi de la concentration en poussières obtenu en Patagonie peut aider à mieux en quantifier les émissions dans la région subantarctique et ainsi à mieux contraindre les modèles. La base de données que nous avons obtenue sur les poussières et leur solubilité contribue également à l'évaluation des émissions d'éléments solubles dans la région Australe
Mineral dust is considered to be an important supplier of micronutrient for the Southern Ocean where the primary production is limited by insufficient supply of micronutrients. Patagonia (South America) and Namibia (Southern Africa) are two main dust sources for the South Atlantic section of the Southern Ocean. Emission inventories of bioavailable micronutrients from these two regions regulate the final biological impact on marine ecosystem in the South Atlantic Ocean. This thesis is mainly focused on the investigation of 1) the atmospheric dust concentration and its temporal pattern in Patagonia, 2) the spatial heterogeneity of dust elemental composition in Patagonia and Namibia, and 3) the pH dependence of elemental solubility in Patagonian and Namibian dust. These three aspects are the key issues to model the emission inventories of bioavailable micronutrients from dust sources. Dust concentration measurements were conducted in Patagonia-Atlantic Coast and revealed a seasonal pattern of dust concentration with lower dust level in winter than the other three seasons. Meteorological records suggest that this seasonal pattern is associated with the variation of soil moisture in source areas rather than the recurrently high wind speed. Dust samples were generated from Patagonian and Namibian soils to investigate the elemental composition and the elemental solubility of source dust. Dust elemental composition differs to different degrees from their parents soils, particularly in Namibia due to the dilution effect of quartz in soil. Spatial variability of dust elemental composition was observed at both continental scale and regional scale in Patagonia and Namibia. Variations in Ca and Mg content are the main reasons for the spatial heterogeneity of dust elemental composition. Elemental solubility of Patagonian and Namibian dust increased with acidity of leaching solution. More soluble elements namely Ca, K, Mg, Mn, Sr and Ba showed much higher solubility in calcium-rich dust due to the presence of carbonate. The dust concentration record obtained in Patagonia may help to better quantify the dust emission in subantarctic region and to constrain dust models. Database of dust elemental composition and elemental solubility in Patagonia and Namibia also contributes to the evaluation of emission inventories of soluble elements from dust sources to the Southern Ocean

Découverte à la fin du XVIIIe siècle, l'eau minérale alcaline de la source Cachat sert de référence aux eaux d'Evian dont une vingtaine d'émergences sont autorisées avant la première guerre mondiale. En dépit de leur faible minéralisation, Evian met au point des méthodes thérapeutiques originales et développe ses infrastructures médicales. Elle se dote de lieux d'hébergement et de divertissement destinés à une clientèle cosmopolite et aisée ; la vie mondaine y est brillante et animée. Les ventes d'eau embouteillée atteignent rapidement 13 millions de litres. Ce travail de recherche s'est attaché à décrire les années décisives 1790-1914 qui correspondent à la mise en place de l'exploitation et à une croissance spectaculaire selon les deux axes parallèles et complémentaires du thermalisme et de l'embouteillage.

Ce travail s'inscrit dans un programme d'étude de la régulation de la biosynthèse de la spiramycine chez streptomyces ambofaciens. La mise au point d'un milieu de culture neutre où la vitesse de croissance est faible a permis, après addition d'ions ammonium, de mettre en évidence une phase critique, peu de temps avant le début de la production de spiramycine au cours de laquelle les ions ammonium exercent un maximum d'effets négatifs sur la production de spiramycine. Quel que soit le temps d'addition pendant la phase de croissance, les ions ammonium provoquent une forte stimulation de la croissance. L'utilisation de conditions de culture ou la vitesse de croissance est limitée par la concentration en phosphates, a permis de montrer que l'augmentation de la vitesse de croissance par l'addition des ions ammonium, était un facteur déterminant dans la diminution de la production de spiramycine. Les acides aminés tels que l'arginine et le glutamate qui sont fortement désaminés des le début de la culture, inhiberaient ou réprimeraient la production de spiramycine par l'intermédiaire des ions ammonium qu'ils relarguent. Ainsi, l'addition d'un agent chelatant les ions ammonium dans le milieu de culture, stimule très fortement la production de spiramycine, lorsque la source d'azote est constituée par les ions ammonium, l'arginine ou le glutamate. Le catabolisme de la lysine qui favorise la production de spiramycine, a été étudiée chez streptomyces ambofaciens. Seule la voie de l'alpha-transamination catalysée par la cadaverine aminotransferase qui mène à l'acetyl-coa a été détectée. La cadaverine aminotransferase est induite par la lysine et inhibée et réprimée par les ions ammonium. Un milieu de culture permettant la production de spiramycine des la phase de croissance a été mis au point. La régulation de la biosynthèse de la spiramycine par les sources azotées, carbonées et les phosphates, ainsi que la régulation de l'expression des protéines, ont été débutées par électrophorèse en gel de polyacrylamide

L’étude des dépôts du matériel terrigène éolien dans les archives sédimentaires de l’Atlantique Tropical Nord-Est (ATNE) contribue à documenter les changements paléoclimatiques dans cette région. Toutefois, l’interprétation de ces enregistrements est rendue difficile puisque les outils employés dans les sédiments marins pour retracer les régions sources et les systèmes de transport atmosphérique associés sont encore mal contraints. Une étude des dépôts éoliens dans le contexte climatique actuel a été réalisée sur la marge Ouest africaine dans l’objectif d’améliorer notre compréhension des traceurs. Dans ce cadre, un capteur de dépôts de particules éoliennes a été mis en place en 2006 sur la côte sénégalaise permettant d’obtenir une série temporelle de dépôts éoliens continue dont le pas d’échantillonnage est inférieur ou égal à 7 jours. La majeure partie de cette étude consiste en une analyse multi-proxy - incluant granulométrie, minéralogie des argiles et rapports isotopiques du strontium et du néodyme - des dépôts éoliens collectés entre 2006 et 2009, et à l’élaboration d’une calibration de ces traceurs en terme de provenance et de système de transport dans le contexte climatique actuel. Cette calibration a ensuite été (1) testée sur les sédiments de surface de l’ATNE puis (2) utilisée pour déchiffrer le signal terrigène éolien enregistré au cours des derniers 26 000 ans au niveau du site MD03-2705 (18°05N ; 21°09W). Ce travail de thèse contribue à évaluer dans quelle mesure cette première calibration des traceurs terrigènes éoliens à l’actuel permet d’améliorer notre compréhension du signal terrigène éolien en ATNE
The study of the aeolian material in the sedimentary archives of the NEATO contributes to document the paleoclimatic changes in this region. However, the interpretation of these records is complicated by the fact that proxies used in the deep sea sediments to reconstruct the provenance regions and the associated atmospheric transport patterns remain poorly constrained. A study of the aeolian deposits in the present-day climatic context was carried out on the West African margin in order to improve our understanding of the proxies. In this frame, a mineral dust deposits trap was installed in 2006 on the Senegalese coast, providing a unique aeolian deposits time series with a temporal resolution better than a week. The first part of this study consists in a multi-proxy analysis of the aeolian deposits collected from 2006 to 2009 (including grain-size distribution, clay mineralogy and strontium and neodymium isotopic ratios) and the subsequent development of a calibration of these tracers in terms of provenance regions and transport patterns in the present-day climatic context. In a second part, this calibration was (1) tested against sea surface sediments of the NEATO and then (2) used to decipher the aeolian terrigenous signal recorded during the last 26 000 years in the MD03-2705 core (18°05N; 21°09W). This PhD work contributes to document in which ways this initial present-day calibration of the aeolian proxies can contribute to improve our understanding of the terrigenous signal in NEATO

La vie a évolué sur Terre pendant des millions d'années en présence de bruit de fond naturellement radioactifs. Ces rayons ionisants ont probablement contribué à façonner les formes de vie actuelles. Cependant, il existe peu d'études sur les effets de ces bruits de fond radioactifs sur les organismes. Ainsi, l'objectif principal de la thèse était de comprendre l'influence de bruits de fond radioactifs naturels ou renforcés par une activité humaine sur les paramètres écologiques (richesse, composition taxonomique et structure) des communautés de diatomées benthiques. Dans le premier volet de la thèse, nous nous sommes focalisés sur l'impact de la radioactivité, dans vingt-six sources minérales du Massif central (France), sur les diatomées benthiques via des approches morphologiques et génétiques (metabarcoding). Toutefois, dans un premier temps, comme les sources possèdent différents substrats à proximité de leur émergence, nous avons testé si l'échantillonnage de ces différents substrats avait un impact sur les paramètres écologiques des diatomées. De fait, nous avons pu prouver que l'influence du substrat sur la structure des communautés est négligeable par rapport à la localisation géographique des sources (cf. conditions environnementales). Puis, nous avons démontré que la radioactivité (notamment l'uranium 238 et le radon 222) est un facteur qui influence encore la structuration des communautés de diatomées benthiques dans les sources minérales. Nous avons également démontré que l'espèce Planothidum frequentissimum est particulièrement associée aux sources avec les niveaux les plus élevés en uranium 238 ou en radon 222. Cette observation fait de cette espèce, un potentiellement bio-indicateur de concentrations élevées en ces deux radioéléments. De plus, parmi les sources étudiées, il se trouvait la source bitumineuse de la Poix qui est une particularité géologique avec une eau extrêmement minéralisée. Les paramètres singuliers qui la caractérisent n'ont pas permis de l'inclure dans nos analyses statistiques mais ont conduit à l'étude de sa diversité inédite. Le cortège d'espèces retrouvés à la Poix est principalement composé de taxons marins et d'eau saumâtre. L'étude de cette source souligne le caractère insulaire des sources. Ensuite, nous avons eu l'opportunité de nous intéresser à l'influence de la radioactivité dans les sources minérales sur l'abondance d'autres acteurs des communautés microbiennes: les virus et les procaryotes. A travers ces travaux, nous avons mis en évidence que si la radioactivité a une influence sur l'abondance des phages, elle n'a aucun effet sur celle des procaryotes.Dans le deuxième et dernier volet de la thèse, nous nous sommes intéressés à l'influence de radioactivité renforcée par une activité humaine telle que l'exploitation minière d'uranium. Pour cela, nous avons étudié les diatomées fossiles de la zone humide sur le site de l'ancienne mine de Rophin (France) via une approche paléoenvironnementale. Cette étude a révélé que l'exploitation de la mine d'uranium n'a pas eu d'impact important sur les communautés de diatomées. Mis tous ensemble, les résultats obtenus par les différentes méthodes utilisées apportent des informations supplémentaires sur l'influence de faible bruit de fond radioactif sur des populations de micro-organismes aquatiques, un domaine encore peu exploré
Life on Earth has evolved over millions of years in the presence of natural background ionising radiation. Exposure to these ionising radiation may have helped to shape present-day life forms. However, little research has been conducted to examine the influence of the radiation on natural populations. The main objective of my thesis was to understand the influence of natural or anthropized radioactive backgrounds on the ecological parameters (richness, taxonomic composition and structure) of benthic diatom communities. In the first part of the thesis, my work was focused on the impact of radioactivity on benthic diatoms in twenty-six mineral springs of the Massif Central (France) has been studied using morphological and genetic (metabarcoding) approaches. Since the springs have different substrates near their emergence, we first tested whether sampling different substrates had an impact on the ecological parameters of the diatoms. Results showed that the influence of the substrate on the structure of the communities is negligible compared to the geographical location of the sources (cf. environmental conditions). Then, radioactivity (in particular uranium 238 and radon 222) has been shown to still influences the structuring of benthic diatom communities in mineral springs. Additionally, the species Planothidum frequentissimum is particularly associated with and springs with the highest levels of uranium-238 or radon-222. This species can be considered as a potential bioindicator of high uranium-238 or radon-222 concentrations. Among the springs studied, the bituminous Poix spring is a geological feature with extremely mineralised water. These parameters do not allow us to include this spring in our statistical analyses but have led to the study of its unusual diversity. The range of species found at the Poix is mainly composed of marine and brackish water taxa. The study of this spring underlines the insular character of the springs. In the second part of the thesis, we had the opportunity to study the influence of radioactivity in mineral springs on other microbial communities (viruses and prokaryotes) has been studied. Through this work, it has been noted that radioactivity has an influence on the abundance of viruses but has no effect on the prokaryotes population. Finally, the last part of the thesis focused on the influence of radioactivity reinforced by human activities such as uranium mining. Using the paleoenvironmental approach, we studied the fossil diatoms of the wetland on the site of the former Rophin mine (France). This study revealed that the uranium mine operation did not have a significant impact on diatom communities. This thesis provides additional information on the influence of low radioactive background noise on natural aquatic populations

La Source Perrier est une des entreprises phares du secteur des eaux minérales, participant largement à la création de cette nouvelle consommation au XIXème siècle. Ses premiers dirigeants, Anglais, ont pris la décision, iconoclaste en France, de couper l'entreprise de ses racines thermales en créant un produit de consommation à part entière. .
The Perrier spring is one of the leading companies in the mineral water industry, and was one of the key participants in the creation of this new product of consumption in the twentieth century. The first directors of the company were English, they took the decision, considered to be iconoclastic in France, to cut the company off from its hot spring source in order to create a totally separate consumer good. .

Cette thèse s'intéresse à la préparation, par la technique de la lyophilisation, des aérogelsà base de celluloses et de charges minérales destinés à une utilisation potentielle dans le domainede l'isolation thermique. Le premier objectif de la thèse a été la caractérisation de différentescelluloses (cellulose (PBPD), nanocristaux (NCC) et nanofibrilles oxydées (NFCs)), les chargesminérales (principalement la zéolithe) et les différents aérogels résultants de différentescombinaisons des matériaux de départ utilisés. Nous avons utilisé pour la caractérisation desmatériaux de départ et des aérogels des techniques d'analyse telles que la diffraction des rayonsX (DRX), la BET, le MEB et le potentiel zêta. Nous avons également caractérisé les propriétésmécaniques des aérogels par des essais de compression et leurs propriétés de conductionthermique dans le régime non stationnaire par la technique du fil chaud. Il s’est avéré qu’unestructuration multi-échelles de ces différentes celluloses favorise la création de méso etnanoporosités au détriment de la macroporosité. Ceci favorise le confinement de l’air dans le bioaérogelpar effet de Knüdsen et améliore ses propriétés d’isolation thermique. D'autre part lesnanoparticules (organiques et inorganiques) permettent d'avoir des aérogels de très bonnespropriétés mécaniques. Le troisième objectif était d'essayer d'autres charges minérales (autres quela zéolithe) dans les différentes celluloses et d’explorer les propriétés morphologiques,structurales, thermiques et mécaniques. Cette étude a permis de montrer l'importance descaractéristiques morphologiques et géométriques des charges minérales dans le contrôle despropriétés physiques et mécaniques des aérogels bio-hybrides
This thesis focuses on the preparation, using freeze drying technique, of aerogels madefrom cellulose and mineral fillers intended for potential use in the field of thermal insulation. Thefirst goal of this thesis was the characterization of different cellulose (cellulose (PBPD)nanocrystals (NCC) and oxidized nanofibrils (NFCs)), the inorganic filler (mainly zeolite) and theresulting aerogels prepared by various combinations. We used for the characterization of thestarting materials and the aerogels analytical techniques such as x-ray diffraction (XRD), BET,SEM and the zeta potential. We also characterized the mechanical properties of the aerogels bycompression tests and their thermal conduction properties in the non-steady state by the hot wiretechnique. It has been found that multi-scale structure of these celluloses promotes the creation ofmeso and nanoporosities to the detriment of macroporosity. This promotes the confinement ofthe air in the bio-aerogel by Knudsen effect and improves their thermal insulation properties. Onthe other hand, the nanoparticles (organic and inorganic) allow the aerogels to have very goodmechanical properties. The third objective was to try other mineral fillers (other than the zeolite)in combination with the different cellulose and explore the morphological, structural, thermaland mechanical of the corresponding aerogels. This study has allowed showing the importance ofmorphological and geometrical characteristics of the mineral fillers in controlling physical andmechanical properties of the bio-hybrid aerogels

Les apports atmosphériques sont suspectés de jouer un rôle important dans les processus biogéochimiques des régions océaniques HNLC. Des échantillons de dépôt atmosphérique total et d'aérosols ont été collectés en continu entre 2009 et 2010 dans l'océan austral indien, aux îles Kerguelen et de Crozet. Ils ont été mesurés par HR-ICP-MS. Les concentrations en surface des aérosols terrigènes sont basses et ne peuvent rendre compte des flux de dépôt de poussières qui sont plus élevés que ceux précédemment observés pour la région mais qui restent en adéquation avec les modèles atmosphériques. Le calcul des coefficients d'abattement suggère que l'aérosol mesuré en surface n'est pas représentatif de celui qui va générer le dépôt et qui est présent plus haut dans la colonne troposphérique, ce qui interdit ici l'estimation du flux à partir de ces mesures. Les flux de dépôt ont été établis pour une large gamme d'éléments identifiés comme venant de source terrigène ou marine. Pour certains d'entre eux (Pb, As, ...), une contribution anthropique a été observée pendant l'hiver austral. Les flux des éléments crustaux Al, Fe, Mn et Si sont similaires pour Kerguelen et Crozet ; ceux des autres éléments non marins sont différents d'un facteur deux à cinq avec un gradient décroissant de Crozet aux Kerguelen. Les rapports isotopiques de plomb montrent que le dépôt reçu aux Kerguelen provient principalement d'Amérique du sud ; le dépôt à Crozet semble fortement influencé par les apports africains. Les profils de REE pourraient confirmer ces observations. Les concentrations de métaux sont très basses dans les pluies avec une solubilité très élevée.

Les laves d'arc ont une géochimie complexe du fait de l'hétérogénéité des magmas primitifs et de leur transformation dans la croûte. L'identification des magmas primitifs dans les arcs continentaux est difficile du fait de l'épaisseur de la croûte continentale, qui constitue un filtre mécanique et chimique à l'ascension des magmas. En Équateur, cette problématique est particulièrement critique du fait de la grande épaisseur de la croûte (≈ 50-60 km) et de la rareté des magmas primitifs arrivant en surface. Cette thèse a pour but de déterminer la composition des liquides primitifs dans l'arc équatorien, à l'échelle de l'arc entier, et à celle de deux édifices volcaniques : le Pichincha et le Tungurahua. Elle vise également à mieux comprendre comment ces liquides primitifs évoluent à travers la croûte continentale. En Équateur, le pendage, le relief et l'âge de la plaque plongeante varient du nord au sud de l'arc. Ainsi, la première partie de la thèse aborde la question de l'influence de ces paramètres sur la géochimie des magmas, via une étude sur roches totales couvrant la totalité de l'arc. Elle confirme les variations géochimiques décrites à travers l'arc par les études précédentes : augmentation de la teneur en éléments incompatibles et diminution de l'enrichissement en éléments "mobiles" d'est en ouest. L'étude identifie des variations géochimiques le long du front volcanique (e.g., rapport Ba/Th), liées au changement de nature des fluides métasomatiques, qui sont aqueux au centre de l'arc (environ 0,5°S) et silicatés au Nord et possiblement au Sud. Ce changement est attribué à la jeunesse du plancher océanique dans le nord de l'arc, qui pourrait promouvoir la fusion de la plaque plongeante. Enfin, il semble que la contamination par la croûte inférieure augmente vers le sud du front volcanique. Dans un deuxième temps, les produits émis par le Tungurahua lors de ses derniers 3000 ans d'activité sont étudiés. À cette échelle de temps, les paramètres tectoniques de la première étude sont constants. Ce travail détaille le rôle de la croûte dans la production des magmas différenciés, qui sont systématiquement associés à des éruptions plus explosives. Elle conclut que les andésites ont des compositions isotopiques hétérogènes (206Pb/204Pb = 18,834 - 19,038), acquises en profondeur (manteau ou croûte inférieure), qui se restreignent lors de la différenciation des andésites en dacites (206Pb/204Pb = 18,965 - 19,030), par cristallisation fractionnée et assimilation de la croûte supérieure locale (7-9 %). Enfin, la troisième partie de la thèse se focalise sur l'hétérogénéité des magmas primitifs. Des études sur minéraux individuels ont été effectuées au Pichincha et au Tungurahua, et montrent que la majorité des minéraux sont en déséquilibre avec la roche hôte (jusqu'à 8600 ppm en 206Pb/204Pb). Au Pichincha, la diversité des minéraux échantillonnés permet d'identifier la diversité des liquides mantelliques (206Pb/204Pb = 18,816 - 19,007), qui s'alignent dans les espaces Pb-Pb. Comme dans le cas des roches totales du Tungurahua, l'assimilation crustale écrase cette diversité isotopique lors de la différenciation des liquides primitifs, dont la signature n'est pas préservée dans les roches. Au Tungurahua, les minéraux individuels montrent que l'hétérogénéité des signatures est acquise en profondeur. L'analyse de deux lots d'olivines met en évidence une signature radiogénique dans les liquides primitifs du Tungurahua, interprétée comme la présence de croûte délaminée dans la source mantellique du Tungurahua. Enfin, l'étude de lots d'olivines provenant de sept volcans équatoriens montre qu'il n'existe pas de signature primitive unique dans l'arc. La totalité de l'hétérogénéité isotopique des magmas est héritée du manteau (206Pb/204Pb = 18,583 - 19,000). Les compositions des liquides primitifs sont ensuite déviées par la contamination crustale, dans la majorité des cas, vers des signatures plus radiogéniques
Arc lavas display a complex geochemistry resulting from the heterogeneity of primitive magmas and their transformation within the crust. Identifying primitive magma compositions in continental arcs is challenging because continental crust is thick and acts as a mechanical and chemical filter for ascending magmas. This issue is particularly criticial in Ecuador owing to the great thickness of the continental crust (≈ 50-60 km) and the scarcity of erupted primitive magmas. This thesis aims to determine the composition of primitive silicate melts in the Ecuadorian arc, on the scale of the whole arc, as well as on the scale of two volcanic edifices: the Pichincha and the Tungurahua. This study also intends to better understand how those primitive melts evolve during their journey through the continental crust. In Ecuador, slab dip, relief and age change from north to south. Hence, the first part of the PhD focuses on the influence of those parameters on magma geochemistry, through a whole rock study covering the entire arc. It confirms the across-arc geochemical variations described by previous studies: an increase of incompatible element contents and a decrease of fluid-mobile over fluid-immobile element ratios from west to east. We identify along-arc geochemical variations in the volcanic front (e.g. Ba/Th), related to the changing nature of metasomatic fluids, which are aqueous fluids at the centre of the arc (around 0.5°S) and silicate melts to the north and probably to the south. This change may be due to the subduction of a younger and warmer oceanic crust to the north, which might promote slab melting. Lastly, it seems that deep crustal contamination increases towards the south of the volcanic front. Secondly, volcanic products emitted for the last 3,000 years at Tungurahua are studied. On this timescale, the tectonic parameters of the first study are constant. This work details the role of continental crust in the production of differentiated magmas, which are systematically associated with more explosive eruptions. We conclude that andesites have heterogeneous isotopic compositions (206Pb/204Pb = 18.834 - 19.038), acquired at depth (mantle or deep crust), that homogeneize through andesite differentiation to dacite (206Pb/204Pb = 18.965 - 19.030) by fractional crystallization and assimilation of the local upper crust (7-9 %). Lastly, the third part of the PhD focuses on the heterogeneity of primitive magmas. We study individual minerals from Pichincha and Tungurahua volcanoes and show that most minerals are in disequilibrium with their host rock (up to 8,600 ppm for 206Pb/204Pb). The diversity of Pichincha minerals allows the identification of mantle melt diversity (206Pb/204Pb = 18.816 - 19.007), with compositions forming a tight trend in Pb-Pb isotope spaces. As for Tungurahua whole rocks, crustal assimilation erases the diversity of primitive melt isotope signatures through differentiation, so that primitive melt signatures are not preserved in whole rock samples. At Tungurahua, individual minerals show that the heterogeneity of isotope compositions is acquired at depth. The analysis of two olivine fractions reveals the existence of a radiogenic signature in the mantle source of Tungurahua volcano, interpreted as the presence of delaminated crust within the mantle beneath its edifice. Finally, olivine fractions from seven Ecuadorian volcanoes highlight the fact that no unique primitive signature exists in the arc. Isotopic heterogeneity is entirely inherited from the mantle (206Pb/204Pb = 18.583 - 19.000). Primitive melt compositions are then shifted by continental crust contamination which, in most cases, results in more radiogenic signatures

Le massif du Cerro Bonete, district du sud Lipez, est situe à l'extrémité sud de l'altiplano bolivien, à proximité de la frontière avec l'Argentine. Il est recouvert par les formations volcaniques cénozoïques de rondal (andesi-basaltes, andésites, 23,5 ma) et de quehua, représentée par des nappes ignimbritiques, des brèches, des dômes et stocks de composition dacitique à rhyodacitique. Ces formations servent d'encaissant à de nombreuses mines et indices miniers a bi, ag, pb, zn, cu, as et sb. En s'éloignant des veines dans les encaissants dacitiques à rhyodacitiques, l'association à illite dominante-chlorite subordonnée passe latéralement à une association à chlorite dominante-illite et kaolinite subordonnées. Dans les laves basiques à intermédiaires de la formation rondal, une altération à smectites-interstratifiés se développé. Les températures de mise en place des dépôts, estimées par l'intermédiaire de géothermomètres minéraux et des inclusions fluides sont comprises entre 200 et 350c. Les métaux rencontrés dans les différentes veines ont pu être localisés dans les minéraux accessoires opaques des différentes formations et dans les phases silicatées d'origine magmatique et secondaire. Cependant, les bilans réalisés montrent que la source des métaux n'est pas l'encaissant proche des minéralisations, la géométrie des circulations hydrothermales dépassant largement celle des appareils volcaniques. Verticalement, les différents dépôts étudiés s'étageraient depuis des gisements de subsurface (200 à 300 m) proches des dépôts de type source chaude jusqu'à des gisements formes à une profondeur inferieure à 1 km proche des dépôts épithermaux de type adulaire-sericite. Dans un contexte plus général, il semble que le niveau actuel d'érosion joue un rôle non négligeable sur l'observation des paragenèses métalliques des différentes veines, ce qui permet d'expliquer la zonalité metallogenique observée au niveau régional et qui en terme de prospection pourrait conduire à la découverte d'autres gisements

Cette étude propose, au moyen d'une approche interdisciplinaire, un nouveau schéma de circulation des eaux thermales et minérales d'Aix-le-Bains, dans le but d'implanter des forages de sécurité. Un modèle 3D construit à partir des données géologiques et géophysiques montre que deux failles majeures (N135 et N065°E) séparent le trois sites (Thermes Nationaux, Thermes de Marlioz, Raphy Saint Simon). L'hydrochimie démontre que le temps de séjour des eaux sont millénaires, que la majorité de leur minéralisation (Na, K, C1, SO4) est acquise au niveau d'un chevauchement majeur, que les caractéristiques chimiques de chaque site sont liées à l'évolution des processus d'échanges ioniques au cours de la remontée ainsi que dans la partie terminale avec les eaux superficielles. L'origine des sulfates (dissolution de pyrite et/ou de gypse triasique) différencie les eaux thermales des eaux minérales. Les données hydrodynamiques prouvent que les affleurements de calcaires valanginiens et kimméridgiens constituent la zone d'infiltration, que la mise en fonctionnement des forages capte une partie du flux profond en direction des sources, que le karst urgonien a un rôle dispersif dans la partie finale de la remontée. La modélisation couplée hydrodynamique-thermique met en évidence le refroidissement du massif rocheux lors du démarrage du système thermal. Le champ des températures actuelles résulte d'un régime transitoire depuis la dernière déglaciation. L'évolution dans le temps et dans l'espace des conductivités hydrauliques (évolution du réseau karstique) et/ou le démarrage du système hydrothermal plus tardif (lessivage des tills, néotectonique) serait à l'origine de ce régime transitoire
This study, based on a interdisciplinary approach, re-examines the circulation model of the thermal and mineral waters from Aix-les-Bains for drilling a rescue well. A 3D model, built from geological and geophysical data, shows that two major faults (N135 and N065°E) individualize the three studied sites (Thermes Nationaux, Thermes de Marlioz, Raphy Saint Simon). Hydrochemical data suggest a millennial residence time for the waters, a major role of the thrust in the main mineralisation (Na, K, C1, SO4), a strong link between the chemical characteristics of each site and the exchange ionic processes evolution during the upwelling and a mixing with the surface waters in the final part of the upwelling. The mineral waters have a different sulphate origin compared with the thermal waters (pyrite or triassic gypsum dissolution). The hydrodynamical data demonstrates that (i) the Valanginian and the Kimmeridgian limestones represent the infiltration zones, (ii) the starting of the well exploitation catches deep flows towards the springs and (iii) the dispersive role of the urgonian karst in the final upwelling. The coupled hydrodynamical-thermical model evidences the cooling of the thermal waters in deep depth. The current temperatures are induced by an un-steady state flow since the last deglaciation. An evolution in time and space of the hydraulic conductivities (initiation and evolution of the karst), and/or a late starting of the hydrothermal system (tills leaching, neotectonic event) is then needed

Les mineralisations a cu-fe-zn de york-harbour sont encaissees dans l'unite volcanique situee au sommet de l'ophiolite cambrienne de blow-me-down. Celle-ci s'est formee a l'axe d'une dorsale oceanique a proximite d'une faille transformante. L'organisation en synclinal du secteur mineralise resulte du rejet des failles synvolcaniques en direction nord 135 et nord 45

Les connaissances ponctuelles acquises ces dernières années sur les caractéristiques morphologiques et géochimiques des grains d'or suggèrent que celles-ci sont tributaires de l'histoire géologique de cet or (formation, transport, évolution post-sédimentaire). Dans le cadre de la prospection des placers, il est d'usage d'échantillonner les alluvions d'aval en amont pour rechercher les sources des apports en minerais et localiser approximativement les gites primaires. Il apparait donc théoriquement possible d'appuyer des prospections d'or, en utilisant les caractéristiques des grains trouvés dans les placers pour déterminer leur distance de transport. Dans l'objectif de vérifier dans quelles conditions ces paramètres peuvent aider à mieux orienter des campagnes de prospection, quelques échantillons de grains d'or provenant de différents milieux alluviaux et éluviaux ont été étudiés. Il en ressort que les caractéristiques des grains d'or peuvent être regroupées en deux catégories: celle qui indique l'importance du transport subi par les grains (données morphologiques); celle qui renseigne sur le milieu de genèse des grains (composition chimique et nature des inclusions minérales). Dans le cas ou l'on connait déjà des minéralisations primaires, l'utilisation judicieuse des caractéristiques précitées peut permettre de mettre en évidence de nouvelles sources de l'or des placers. Dans le cas ou les sources de l'or sont encore inconnues, en utilisant le schéma graduel indiqué, on peut dans un grand nombre de cas, situer avec assez de précision la zone source de l'or étudié. En même temps il est possible de prévoir son mode de gisement et d'obtenir quelques éléments sur sa metallogenèse. Ce schéma applique aux alluvions de Mayoko (Congo) montre que l'or de cette zone n'a subi qu'un transport peu important. Sa source est donc à rechercher au sein même de l'enclave métamorphique. Les données metallogéniques du secteur soutiennent cette approche. Enfin, une typologie indicative des minéralisations qui ont pu alimenter en or ces alluvions est présentée

Une cellule d'excitation utilisant le bombardement électronique des molécules d'un gaz a été mise au point pour servir de source d'ions dans les études et les traitements de surface de semi-conducteurs sous ultravide. Elle communique avec l'enceinte principale par un trou de petit diamètre et fournit un flux directif d'ions de faible énergie. Cette cellule a été utilisée pour étudier, par spectroscopie de rendement de photoémission au seuil, l'interaction d'ions H2+ avec la surface (110) clivée de GaAs et InP. Un phénomène caractéristique de ces surfaces fortement hydrogénées a permis de mettre en évidence un processus d'érosion couche par couche avec GaAs.