Thèses : « Usage et occupation des sols »

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Gharbi, Asma. « Une approche à base de règles d'association pour l'explication et la prévision de l'évolution territoriale ». Thesis, Paris 8, 2018. http://www.theses.fr/2018PA080003/document.

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Résumé :

Dans ce mémoire, nous partons de l'hypothèse que les dynamiques spatiales et les évolutions des usages des objets géographiques peuvent, en partie, être expliquées ou anticipées par leurs historiques de changements de fonctions et de co-localisations. Nous proposons d'exploiter la recherche des motifs fréquents et des règles d'associations pour en extraire des règles régissant ces dynamiques. Ce travail adapte également le processus de fouille de données pour tenir compte de la spécificité des données spatio-temporelles utilisées, en particulier, leur asymétrie.Dans ce contexte, notre proposition traite des questions liées à la modélisation des relations spatio-temporelles incorporées dans le jeu de données, la représentation adéquate des données d'apprentissage, pour ainsi, produire des règles adaptées à notre problème de prédiction. La prise en compte de l'asymétrie des attributs d'apprentissage en termes de fréquence est traitée selon deux approches : une approche utilisant plusieurs seuils de support minimum et une approche traitant disjointement les attributs. Pour la première approche, deux adaptations de l'algorithme MSApriori ont été proposées pour la définition et l'affectation de ces seuils. Pour la seconde, nous proposons l'algorithme BERA pour la génération de règles en allant de la construction de la conclusion vers la construction des prémisses.Afin de vérifier et évaluer nos propositions, nous proposons une étude expérimentale menée sur différents jeux de données issus des données Corine Land Cover dans le cadre d’un dispositif expérimental appelé SAFFIET
In this dissertation, we start from the hypothesis that spatial dynamics and geographical object usage evolution may partially be explained or predicted by their different previous spatial configuration. Thus, we propose to exploit frequent pattern mining and association rule mining in order to extract rules governing these dynamics. This work tries, as well, to adapt the data mining process to take into account the specificity of the used spatiotemporal data, in particular, their asymmetry. In this context, our proposal deals with questions related to the modeling of the spatiotemporal relations incorporated in the data set, the adequate representation of the learning data in order to produce rules adapted to our prediction problem. Addressing the asymmetric aspect of learning attributes, mainly in terms of their frequencies, is tackled according to two approaches: the first one is based on using multiple minimum supports (minsup) and the second one consists in addressing the attributes in a disjointed manner. The first approach is based on two adaptations of the MSApriori algorithm for the definition and assignment of these thresholds. The second approach exploits the novel BERA algorithm which is based on semantics of the predicates for the generation of rules, going from the construction of the conclusion part to the construction of the premise part. In order to verify and evaluate our proposals, an experimental study is carried out on different datasets from Corine Land Cover in an experimental tool called SAFFIET

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Li, Zhichao. « Modélisation des relations entre occupation - usage du sol et distribution spatiale du paludisme par télédétection optique et radar : application à un environnement en évolution : région transfrontalière Guyane Française – Brésil ». Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT144/document.

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Résumé :

Le paludisme est un des maladies vectorielles les plus communes qui est situé principalement dans les régions tropicales. La zone étudiée est la région transfrontière Guyane française-Brésil. Le niveau et la dynamique intra-annuelle de la transmission y sont variables, avec un taux d’incidence qui est relativement élevé dans l’Amérique du Sud. Les facteurs environnementaux, en particulier l'occupation et l'usage du sol, influent significativement sur la présence, la densité et la distribution spatiale des moustiques du genre Anophèles, vecteurs de la maladie. Les données sur l'environnement, la population et les systèmes de santé sont rarement comparables de part et d’autre de la frontière Guyane-Brésil, excluant une vision bilatérale homogène. La télédétection permet de caractériser spatialement l’environnement de manière quasi continue et complète. L’objectif de ce travail est de caractériser par télédétection des milieux favorables au développement des vecteurs et les interactions hommes-vecteurs pour la zone transfrontalière Guyane-Brésil. Un indicateur spatialisé d’aléa de transmission du paludisme a été développé à l’échelle locale. Il permet de spatialiser la contribution de l'interaction entre milieux forestiers et non-forestiers sur la transmission du paludisme. Ce modèle a été mis en œuvre à l’échelle de la région amazonienne. Cet indice permet de quantifier et d’expliquer l’influence du paysage dans les interrelations homme - vecteurs adultes. L’identification des gîtes larvaires potentiels a été testée à une échelle régionale, à partir de la fusion d’images satellites optiques et radar, afin de mettre en évidence la distribution spatiale de zones humides pérennes et de grandes tailles (lacs, rivières, étangs, etc.) et les interfaces avec les milieux urbaines et forestiers. La distribution et la densité des vecteurs sont affectées par les propriétés physiques et chimiques des gîtes larvaires potentiels qui sont liées à la typologie des sols. Un modèle conceptuel de l’évaluation des sols adapté à la zone amazonienne présente que les caractéristiques géomorphologiques (altitude, courbure, etc.) sont indicateurs de l’évolution des sols. Une typologie des sols a été réalisée à l’échelle régionale à partir de données altimétriques et de ce modèle conceptuel. Les méthodologies, les cartes d’occupation et d’usage du sol, les cartes d’aléa du paludisme mises en place dans le cadre de cette thèse seront intégrés à l’Observatoire transfrontalier (Guyane-Brésil) qui est en cours de création. Ce travail de thèse contribue ainsi à l’exploitation des nouvelles connaissances sur le mécanisme de transmission du paludisme qui peuvent être utilisées pour définir les nouvelles stratégies de prévention aux échelles locale et régionale
Malaria remains one of the most common vector-borne diseases what is predominantly located in the tropics. The study area is the cross-border area between French Guiana and Brazil where the level and intra-annuel dynamic of malaria transmission are variable, with the incidence rates which are relatively high in South America. The environmental risk factors, in particular, land use and land cover, significantly influence the presence, density and spatial distribution of disease vectors, Anopheles mosquitoes. Environmental information, population data and health systems database are rarely comparable on both sides of the Guyana-Brazil border which exclude the homogeneous and bilateral vision. Remote sensing permits to spatially characterize the environment on both sides of the border in an almost continuous and complete manner. The objective of this study is to characterize the favorable environment for the development of vectors and the vector-human interaction in the cross-border area between French Guiana and Brazil using remote sensing. A spatial landscape-based hazard index of malaria transmission was developed at the local scale. Such index allows spatializing the contribution of interaction between forest and non-forest areas on malaria transmission which was then implemented in the entire Amazon region. It quantifies and explains the influence of landscape on the interaction between human population and adult vectors. The identification of potential breeding sites of vectors was tested on a regional scale using the optical and SAR fusion for highlighting the spatial distribution of perennial and large wetlands (lakes, rivers, ponds etc.) and the interfaces with urban and forest environments. The distribution of vectors’ density is affected by physical and chemical properties of potential breeding sites which are related to soil typology. A conceptual model of soil evolution adapted to the Amazon region presents that geomorphological characteristics (altitude, curvature, etc.) are indicators of soil evolution. A soil classification was realized at the regional scale using altimetry data and the conceptual model. The methods, land use and land cover and malaria hazard maps established in this thesis will be integrated in the Observatory Sentinel of cross-border which is being built. This study also contributes to the exploitation of new knowledge about malaria transmission mechanism which can be used to define novel prevention strategies at the local and regional scales

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Boukra, Mohamed-Amine. « Caractérisation intégrée de la matière organique dissoute : recherche d'empreintes physico-chimiques pour tracer les sources de pollutions anthropiques ». Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2023. http://www.theses.fr/2023LYO10094.

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Résumé :

Les activités anthropiques à l'échelle d'un bassin-versant peuvent être très nombreuses (e.g. pratiques agricoles, industries, transport et tourisme). Ces activités engendrent des pressions qui se manifestent par l'apport de polluants vers les cours d'eau (e.g. éléments majeurs, micropolluants organiques, métaux traces). L'identification de ces sources de polluants dans les cours d'eau, et plus particulièrement les sources diffuses, reste un réel défi à ce jour. La matière organique dans sa fraction dissoute (MOD) constitue un mélange complexe de molécules dont la composition et les propriétés physicochimiques dépendent de son origine qu'elle soit naturelle ou anthropique, terrigène ou autochtone, diffuse ou ponctuelle. Du fait de son ubiquité, la MOD présente dans les cours d'eau pourrait ainsi être utilisée comme traceur des activités anthropiques et donc des sources de polluants à l'échelle d'un bassin versant. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est de mettre en évidence des marqueurs basées sur des propriétés physico-chimiques de la MOD (e.g. distribution en poids moléculaire, aromaticité, famille de composés…) qui soient caractéristiques de sources naturelles (e.g. apports terrigènes, production autochtone) et anthropiques (e.g. rejets de stations de traitement des eaux usées STEU, ruissellement urbain, activités d'agriculture et d'élevage) à l'échelle de bassins versants. Pour cela, une base de données originale a été construite avec plus de 130 échantillons d'eau représentatifs de ces différentes sources et analysés avec un large panel de techniques analytiques (dosage du carbone organique dissous, analyse par spectroscopie UV-Visible et excitation-émission de fluorescence, analyse par chromatographie d'exclusion stérique couplée à la détection UV et fluorescence - HPSEC/UV-fluorescence - , et analyse moléculaire par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse haute résolution - LC-HRMS - ). L'exploitation de la base de données a tout d'abord permis d'améliorer la caractérisation de la MOD avec l'identification de nouveaux indicateurs optiques (HPSEC/UV-fluorescence) et moléculaires (LC-HRMS). Un protocole de traitement des données complexes issues de l'analyse LC-HRMS non-ciblée a été développé et validé à l'aide de contrôle qualité afin d'extraire les composés moléculaires les plus pertinents pour différencier les sources de MOD. Ces travaux ont également servi à valider une méthodologie d'échantillonnage spécifique aux sources diffuses terrigènes en lien avec l'occupation des sols. Finalement, l'approche intégrée multi-analytique et multi-sources développée dans le cadre de la thèse a contribué à la construction d'empreintes spécifiques des sources de MOD sélectionnées apriori (naturelles, anthropiques, diffuses, ponctuelles). Les résultats de ces travaux permettent clairement d'envisager la MOD comme traceur de l'origine des masses d'eaux et des pollutions associées dans les cours d'eau
Anthropogenic activities at the scale of a watershed can be very numerous (e.g. agricultural practices, industries, transport, and tourism). These activities generate pressures that result in the input of pollutants to the watercourse (e.g. major elements, organic micropollutants, trace metals). The identification of these sources of pollutants in watercourses remains a challenge to date. Organic matter in its dissolved fraction (DOM) constitutes a complex mixture of molecules whose composition and physicochemical properties depend on its origin, whether natural or anthropogenic, terrigenous or autochthonous, diffuse or point source. Because of its ubiquity, the DOM present in the rivers could be used as a tracer of the anthropic activities and thus of the sources of pollutants at the scale of a catchment. In this context, the objective of this thesis is to identify markers based on physico-chemical properties of DOM (that are characteristic of natural (e.g. terrigenous inputs, autochthonous production) and anthropogenic (e.g. wastewater treatment plant discharges, urban runoff, agriculture and livestock activities) sources at the watershed scale. For this purpose, an original database was built with more than 130 water samples representative of these different sources and analyzed with a wide range of analytical techniques (dissolved organic carbon determination, analysis by UV-Visible spectroscopy and fluorescence excitation-emission, analysis by steric exclusion chromatography coupled with UV and fluorescence detection - HPSEC/UV-fluorescence - , and molecular analysis by liquid chromatography coupled with high resolution mass spectrometry - LC-HRMS - ). The exploitation of the database allowed to improve the characterization of DOM with the identification of new optical (HPSEC/UV-fluorescence) and molecular (LC-HRMS) indicators. A protocol for processing complex data from non-targeted LC-HRMS analysis was developed and validated using quality control in order to extract the most relevant molecular compounds to differentiate DOM sources. This work also validated a sampling methodology specific to land-based diffuse sources in relation to land use to build their footprints at the watershed scale. Finally, the integrated multi-analytical and multi-source approach developed in the framework of the thesis allowed the construction of specific fingerprints of the selected sources of DOM (natural, anthropogenic, diffuse, point). The results of this work clearly show that DOM can be considered as a tracer of the origin of the water masses and the associated pollutions in the rivers

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Pérès, Stéphanie. « La vigne et la ville : forme urbaine et usage des sols ». Phd thesis, Université Montesquieu - Bordeaux IV, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00448670.

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Résumé :

Parce que la croissance démographique des aires périurbaines a dépassé depuis des années celle des zones urbaines, des pressions croissantes sont fréquemment observées au sein de cet espace périurbain, concrétisées par des conversions de parcelles agricoles en usage urbain. Mais l'existence d'un espace viticole de haute qualité permet, par sa résistance, la remise en cause des mécanismes traditionnels de structuration spatiale. Il s'agit de comprendre l'influence d'une viticulture de qualité sur la configuration morphologique de l'urbanisation. Le cas du vignoble périurbain de Bordeaux, à travers son inscription à la fois spatiale au cœur de l'agglomération bordelaise et temporelle, constitue un cadre idéal d'analyse des enjeux des interactions entre croissance urbaine et dynamique viticole spécifique. Le modèle de choix discret associé au modèle de durée permet d'une part la confirmation des phénomènes de résistance viticole sur certaines zones spécifiques, et d'autre part fournit un outil d'évaluation des effets des différentes politiques visant à gérer ces pressions

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Peres, Stéphanie. « La vigne et la ville : forme urbaine et usage des sols ». Bordeaux 4, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR40045.

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Résumé :

Parce que la croissance démographique des aires périurbaines a dépassé depuis des années celle des zones urbaines, des pressions croissantes sont fréquemment observées au sein de cet espace périurbain, concrétisées par des conversions de parcelles agricoles en usage urbain. Mais l'existence d'un espace viticole de haute qualité permet, par sa résistance, la remise en cause des mécanismes traditionnels de structuration spatiale. Il s'agit de comprendre l'influence d'une viticulture de qualité sur la configuration morphologique de l'urbanisation. Le cas du vignoble périurbain de Bordeaux, à travers son inscription à la fois spatiale au coeur de l'agglomération bordelaise et temporelle, constitue un cadre idéal d'analyse des enjeux des interactions entre croissance urbaine et dynamique viticole spécifique. Le modèle de choix discret associé au modèle de durée permet d'une part la confirmation des phénomènes de résistance viticole sur certaines zones spécifiques, et d'autre part fournit un outil d'évaluation des effets des différentes politiques visant à gérer ces pressions
Because exurban areas have outpaced urban and suburban areas in population growth for the last several decades, growth pressures are commonly observed at the rural-urban fringe, resulting in conversion of agricultural land for urban use. However the existence of a high quality vineyard questions traditional spatial structuring mechanisms. We must understand the role of vineyard on the morphological configuration of urbanization. The case of suburban Bordeaux vineyard, by its inclusion in both spaces at the heart of the Bordeaux metropolitan area, is ideal for the analysis of issues of interaction between urban growth and dynamic vineyard. The discret choice model associated with the duration model confirms the vineyard resistance, and also provides a means to inform the development of policies that aim at managing these pressures

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De, Almeida Claudio Aparecido. « Paysage des systèmes de production agropastoraux de l'État du Rondônia - Amazonie brésilienne ». Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT123/document.

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Résumé :

Les accords mondiaux parrainés par l’ONU pour le développement durable et la réduction des émissions de gaz d'effet de serre, proposent la réduction de la déforestation et l'augmentation de la productivité des zones occupées par les systèmes de production agropastoraux. En Amazonie brésilienne, la déforestation couvre une zone de 760,305.5 km2 en 2014. Les différents usages de la zone déforestée ont des impacts environnementaux et des rendements financiers et sociaux spécifiques. Connaître l'occupation et l'usage des terres ainsi que les systèmes de production prédominants dans cet espace est une condition de base de la planification des actions dédiées au développement durable. Cette étude propose des méthodologies destinées à la cartographie détaillée de l'occupation et de l'usage des terres (LULC), et à l'identification de la régionalisation des systèmes de production agropastoraux. La cartographie LULC de l'Amazonie brésilienne a confirmé les résultats des études antérieures montrant que la plupart des surfaces déboisées sont utilisées principalement pour l'élevage (environ 60%), qu’environ 20% sont couvertes par une végétation secondaire et 5% par l’agriculture annuelle de large échelle. La régionalisation des systèmes de production agropastoraux a été réalisée en deux étapes. La première étape a été effectuée au niveau des divisions administratives municipales, en utilisant des données spatialement explicites de LULC et de déforestation, analysées conjointement avec des données socio-économiques spatialisées au niveau municipal. Les résultats de cette première étape de traitement ont permis d'identifier cinq systèmes de production agropastoraux à l'échelle de l'Etat. La configuration territoriale a ainsi montré que chaque système de production crée différents types de paysages. La deuxième étape a été menée sur des cellules de 10x10 km avec des données spatialement explicites de LULC, de déforestation et une matrice de distance aux infrastructures, et en utilisant des métriques paysagères. Il est alors possible de classer le système de production prédominant dans chaque cellule, et d'identifier l'effet de chaque système de production sur le paysage. Neuf systèmes de production agropastoraux ont été mis en évidence : deux dans les forêts (domaine forestier, phase initiale), trois dans l'agriculture (agriculture stricte, agriculture dominante et aires de coexistence) et quatre dans l'élevage (élevage intensifié pour la viande, élevage non intensifié pour la viande, élevage intensifié pour la viande et le lait et élevage non intensifié pour la viande et le lait). Les méthodologies qui résultent de cette thèse permettront la création d'un système opérationnel de surveillance continu et à faible coût de LULC et des systèmes de production agropastoraux dans les territoires déboisés. Grâce à ce système de surveillance, il sera possible de suivre les impacts des politiques publiques qui visent à un développement durable de la région
Recent global agreements sponsored by UN to sustainable development and reduction of greenhouse gases emission, undergo by the reduction of deforestation and an increase of productivity of the areas occupied by agricultural production systems. In 2014 the Brazilian Amazon deforestation reached 760.305,5 km2. This area has different land uses with different financial and social returns and different environmental impacts. To know the land use and land cover (LULC) and the predominant production systems in this deforested area is a basic condition for planning actions and public policies for sustainable development. This study developed methodologies for detailed LULC mapping, and to regionalization of agricultural production systems. The mapping of LULC of Brazilian Amazon confirmed previous studies, showing that most of the deforested area is used for livestock activity (about 60%), followed by secondary vegetation (about 20%) and annual crops (about 5%). Regionalization of agricultural production systems was carried out in two stages. The first one was carried out at local administrative boundary, using spatially explicit data of LULC and deforestation, analyzed in conjunction with municipal socioeconomic data spatialized at local level. Based on these results we identified, among five agricultural production systems at the state level. The dimension of territorial configuration showed that each agricultural production system form different types of landscapes. The second stage was conduced with cells of 10 X 10 Km, with LULC spatially explicit data, deforestation and a matrix of distance to infrastructure elements, and using landscape metrics. Was possible to classify the predominant agricultural production system in each cell, and identify the effect of these systems on the landscape. Nine agricultural production systems were found: two in forest domains (Forest Domain, Initial Front), three in agriculture domain (Strict Agriculture, Dominant Agriculture and Coexistence Area) and four in livestock domain (Intensified Beef, Not Intensified Beef, Intensified Beef-Milk and Not Intensified Beef-Milk). The methodologies resulted from this thesis will enable the creation of an operational monitoring system of LULC, continuous and at low cost, and also of the prevailing agricultural production system in each of the deforested territory. With this monitoring system, it will be possible to follow up the effect of public policies in the region, looking for sustainable development

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Durand, Philippe. « Traitement des donnees radar varan et estimation de qualites en geologie, geomorphologie et occupation des sols ». Paris 7, 1988. http://www.theses.fr/1988PA077183.

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Résumé :

Ce travail porte sur l'exploitation thematique des donnees radar varan en geologie et l'occupation des sols. Les deux premieres parties passent en revue les pretraitements subis par l'image: elimination du bruit et corrections geometriques. Ces chapitres suivants exploitent l'analyse multisources, ainsi que les methodes issus de la morphologie mathematique et de l'analyse de texture

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Durand, Philippe. « Traitement des données de radar Varan et estimation de qualités en géologie, géomorphologie et occupation des sols ». Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37613406g.

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Rigot, Jean-Baptiste Dalongeville Rémi. « Environnement naturel et occupation du sol dans le bassin-versant du lac Jabbûl (Syrie du nord) à l'Holocène ». Lyon : Université Lumière Lyon 2, 2003. http://demeter.univ-lyon2.fr:8080/sdx/theses/lyon2/2003/rigot_jb.

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Phan, Ha Hai An. « Transfert d’eau et de matière sur un petit bassin versant agricole du Nord Vietnam : suivis à l’échelle pluriannuelle et à l’échelle de la crue ». Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066718.

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Résumé :

L’érosion est connue comme étant la principale cause de la dégradation des sols. En Asie, l’érosion des terres sur fortes pentes est un problème environnemental majeur. Le transfert de sédiments par les fleuves atteint 16,6 t. Ha-1. An-1 et se situe au deuxième rang mondial. Les objectifs de ce travail de thèse sont : (1) de quantifier le transfert d’eau et de matières en relation avec l’érosion des sols sur un petit bassin versant agricole, situé en zone montagneuse tropicale (bassin versant expérimental de Dong Cao au Nord Vietnam) et (2) d’identifier les sources de sédiments exportés à l’exutoire de ce bassin versant. Dans ce travail, différentes échelles temporelles (de l’échelle de la crue à l’échelle annuelle et pluriannuelle) et spatiales (de l’échelle de la parcelle expérimentale à l’échelle du bassin versant) ont été suivies. L’étude hydrologique du bassin versant à l’échelle pluriannuelle met en évidence l’impact du changement d’usage des terres et du régime des précipitations sur l’exportation de sédiments. Les expérimentations menées sur des parcelles d’érosion de 1-5 m2 montrent que la mise en culture de fourrage comme Panicum maximum a un effet protecteur sur les sols et devrait contribuer à réduire l’ampleur de l’érosion et du ruissellement. Sur le bassin versant, le remplacement des cultures en manioc par la jachère, la plantation d’acacias ou la mise en culture de fourrage fait chuter l’érosion annuelle des sols de 30 t. Ha-1 (2001) à environ 1,5 t. Ha-1 (2005). L’exportation de sédiments à l’exutoire du bassin versant est caractérisée par un effet de seuil (R = 50 mm et IR30min = 90 mm. H-1) au-delà duquel l’érosion augmente très fortement. 70 % des pertes annuelles sont concernées par le dépassement de ce seuil. La décomposition géochimique des hydrogrammes de crue par la conductivité électrique de l’eau met en évidence la participation majoritaire d’eau préexistence (eaux de sols et de nappes) lors des crues. La contribution d’eau nouvelle (eau de pluie et écoulement hypodermique) ne devient prépondérante que pour les événements exceptionnels de très forte intensité. L’exportation de matières à l’exutoire du bassin versant est mieux corrélée avec la fraction d’eau nouvelle qu’avec le coefficient d’écoulement déterminé à partir de la partition ruissellement - infiltration des précipitations. Le transport de matières en suspension en régime de crue est caractérisé par un effet d’hystérésis avec, le plus fréquemment, un décalage entre le maximum de transport de matières en suspension et le débit de pointe qui reflètent la disponibilité spatiale des sédiments sur le bassin versant. L’érosion des sols les plus proches s’effectue en montée de crue avec un mélange d’eau nouvelle et d’eau préexistante. Au pic de crue, le maximum d’eau nouvelle est caractérisé par une charge solide moins élevée. En décrue, la charge solide reflète l’apport de sédiments provenant des zones les plus éloignées de l’exutoire du bassin versant. Le contraste de composition isotopique qui existe entre les matières organiques des sols cultivés dans la partie avale du bassin versant (enrichies en 13C) et celles de la partie amont (appauvries en 13C) permet de suivre qualitativement l’érosion des sols et de caractériser l’origine des sédiments exportés au cours de la crue

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Houet, Thomas. « Occupation des sols et gestion de l'eau : modélisation prospective en paysage agricole fragmenté (Application au SAGE du Blavet) ». Phd thesis, Université Rennes 2, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00389835.

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Si, à l'échelle de la planète, les changements manifestes des modes d'usages des terres (déforestation, urbanisation ...) ont de lourdes répercussions sur l'environnement, des changements plus subtils à l'échelle locale peuvent également induire des dommages importants. Par exemple, l'évolution des paysages agricoles fragmentés en Bretagne (France) durant les 50 dernières années a provoqué une importante dégradation de la qualité des eaux. Depuis la mise en place de la Directive Cadre Européenne sur l'eau (directive 2000/60/CE), la gestion de l'eau est entrée dans une phase d'obligation de résultats à l'horizon 2015. Pour être efficace, elle nécessite de prendre en compte les changements qui se produisent à l'échelle de la haie ou de la parcelle, où l'eau acquiert ses caractéristiques physico-chimiques. Mais surtout elle exige d'adopter une vision à moyen et long terme pour s'assurer, en fonction des évolutions futures possibles, de l'efficience et des effets durables des actions en cours et futures. La construction de scénarios prospectifs des modes d'occupation des sols et des structures paysagères à une échelle très fine apparaît dès lors une démarche appropriée pour éclairer les décisions des gestionnaires de l'eau et des acteurs locaux.
L'objectif de ce travail est de produire une démarche méthodologique générique pour élaborer des scénarios prospectifs spatialisés. Fondée sur la méthode des scénarios en prospective, cette démarche se nourrit des apports méthodologiques utilisés en modélisation de systèmes complexes afin d'apporter une dimension spatiale aux scénarios prospectifs. Articulée avec le volet prospectif du SAGE du bassin versant du Blavet (2000 km²), cette démarche a été appliquée à trois petits sous bassins versants représentatifs de la diversité des paysages agricoles bocagers rencontrés. Elle s'organise en quatre phases. La première phase vise à construire « la base » des scénarios. La deuxième phase consiste à construire des scénarios prospectifs pertinents pour éclairer les futurs possibles du territoire étudié. La troisième phase constitue la phase de spatialisation des scénarios. Suivant le type de scénarios (exploratoire ou normatif), la méthode diffère : une plateforme de modélisation dynamique et spatialement explicite (L1) a été utilisée et optimisée dans le cas des scénarios exploratoires ; un SIG a servi pour élaborer les scénarios normatifs. Enfin, la dernière phase consiste à évaluer les scénarios prospectifs spatialisés, leurs impacts sur les ressources en eau et leurs apports pour les gestionnaires et les acteurs locaux.
Les scénarios exploratoires produits ont permis de quantifier et de localiser les influences possibles de la nouvelle réforme de la PAC appliquée en 2006, de l'agrandissement des exploitations agricoles sur l'évolution des modes d'usages des sols et également l'influence des changements de la structure spatiale du parcellaire sur les transferts de flux. Les scénarios normatifs ont permis d'identifier les enjeux de gestion de l'eau entre acteurs locaux et gestionnaires. Au final, la localisation de zones à risque vis-à-vis des ressources en eau et l'identification de leviers d'actions (synergies locales, maîtrise du foncier) confèrent aux scénarios prospectifs un rôle d'outil d'aide à la décision pour les gestionnaires de l'eau et les acteurs locaux.

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Hilaire, Guy. « Peuplement et occupation des sols dans la région de Neufchâteau des origines à la fin du XIIIème siècle ». Nancy 2, 2005. http://www.theses.fr/2005NAN21001.

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La région néocastrienne, zone frontière et stratégique, est formée des plateaux meusien et mosellan, du Saintois et de deux cuestas. Du Néolithique à la Tène, des clairières agricoles apparaissent dans les vallées et sur le plateau meusien. Au IIème siècle avant J. C. , les Leuques se replient sur les hauteurs. A l'époque romaine, de nombreuses villae naissent au pied des cuestas. Du VIIème au IXème siècle, la toponymie témoigne d'une importante vague de peuplement dans le Saintois et dans la plupart des vallées du plateau mosellan. Grâce aux actions conjuguées des seigneuries châtelaines et monastiques, une profonde mutation du paysage se produit durant la forte croissance des années 1150-1260 : recul de la forêt dans tous les finages, construction de moulins, érection de granges sur la partie supérieure des plateaux, extension des labours, des vignes et des pacages. La hausse de la production contribue à l'essor des villes de Châtenois et de Neufchâteau qui dominent successivement la région
The Neufchâteau region, a strategic frontier zone, is made up of the Meuse and the Moselle plateaus, the Santois and two cuestas. From the Neolithic to the Tène period, agricultural clearings appeared in the valleys and on the Meuse plateau. In the second century B. C. , the Leuques withdrew to the heights. During the Roman period, many villae were founded at the foot of the cuestas. From the seventh to the ninth century, the toponymy reflects a major peopling in the Santois and in most of the valleys of the Moselle plateau. Thanks to the combined actions of the seigniorial and monastic domains, a significant transformation of the landscape took place during the strong growth between 1150 and 1260 : forest limits were pushed back on all community grounds, windmills were built, barns were erected on the upper part of the plateau, ploughlands, vineyards and pastures were expanded. The increase in production contributed to the rapid development of the cities of Châtenois and Neufchâteau, which alternately dominated the region

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Rigot, Jean-Baptiste. « Environnement naturel et occupation du sol dans le bassin-versant du lac Jabbûl (Syrie du nord) à l'Holocène ». Lyon 2, 2003. http://theses.univ-lyon2.fr/documents/lyon2/2003/rigot_jb.

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Résumé :

L'étude montre, en se fondant notamment sur l'utilisation d'un SIG, que dans les milieux arides, les déterminants naturels restent fondamentaux quant à la mise en valeur agricole. Ainsi, dans la région étudiée, les plateaux, bénéficiant de réserves d'eau et de conditions adéquates pour la pédogénèse, et le nord de la région, recevant des apports d'eau allogène, ont-ils été investis par les hommes, plus particulièrement des sédentaires et des semi-nomades. Les secteurs ne bénéficiant pas de telles conditions ont été occupés par des nomades pratiquant l'élevage extensif. Cependant, cette organisation de l'espace a varié. Par exemple, à l'époque byzantine, des sédentaires pratiquant une agriculture extensive ont occupé ces secteurs défavorisés, tout en restant proche des plateaux. Une partie de cette variation est due au contexte climatique, mais l'étude met en évidence d'un côté le rôle fondamental des conditions édaphiques et de l'autre l'influence majeure de la stabilité politique
The study, based among other things on a GIS, shows that in arid environment natural determinations are fundamental regarding agricultural exploitation. Indeed, in the region under study, the plateaux benefiting from water reserves and good pedogenesis conditions, as well as the north of the area getting extern water supplies, were the main places of human occupation, especially for sedentaries and semi-nomads. Other places that are not as favourable as those evoked, were occupied by nomads practising extensive breeding. Nevertheless, the space organisation varied along centuries. For instance, disadvantaged areas around plateaux were invested by sedentary practising extensive agriculture at Byzantine time. This evolution is partly due to climatic context, but the study underlines the major influence of the edaphic conditions and underscore the leading part of the political stability of the area too

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Raynaud, Xavier. « Interactions compétitives spatialisées dans les sols : une approche par modélisation des interactions entre les plantes et les micro-organismes du sol ». Paris 11, 2004. http://www.theses.fr/2004PA112249.

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Résumé :

La compétition a un rôle fondamental dans la structuration et le fonctionnement des écosystèmes. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la compétition pour les ressources du sol. A l'aide d'un ensemble de modèles spatialisés à l'échelle de la racine, nous avons étudié 1) les effets des exsudats racinaires sur les interactions plantes micro-organismes, 2) la compétition interspécifique entre plantes en prenant en compte, ou non, l'effet des exsudats sur la disponibilité en nutriments (Famille de modèles PARIS). Enfin, Nous avons utilisé les modèles PARIS pour paramétrer un modèle de compétition à l'échelle de l'écosystème. L'analyse de modèles de compétition pour les nutriments entre plantes suggère que les mécanismes contrôlant cette compétition dépendent de l'apport diffusif du nutriment sujet de la compétition. L'apport diffusif dépend du coefficient de diffusion effectif dans le sol d'un nutriment et du pouvoir tampon du sol pour celui-ci. Il est principalement déterminé par la teneur en eau du sol. Pour un nutriment d'apport diffusif élevé, le taux d'absorption modélisé d'une espèce est déterminé par sa capacité relative d'absorption. Au contraire, si l'apport diffusif est faible, il dépend de hétérogénéité dans la disponibilité en nutriments. Si la disponibilité est homogène dans l'ensemble du sol, le taux d'absorption de l'espèce considérée est déterminé par son occupation relative du sol (modèle PARIS-M). Si les zones de forte disponibilité sont concentrées autour des racines de l'espèce, alors le taux d'absorption est déterminé par le nombre relatif de racines dans le sol (modèle PARIS-B). Le modèle d'interactions plantes micro-organismes suggère que l'exsudation par la plante de molécules carbonées assimilables par des bactéries ammonifiantes peut avoir un rôle important à la fois sur le développement des communautés microbiennes de la rhizosphère et sur l'amélioration de la nutrition azotée de la plante. De plus, la comparaison du modèle PARIS-M avec le modèle plus synthétique de Loreau (1998) suggère qu'il est possible de paramétrer ce dernier à partir des résultats obtenus avec le modèle PARIS-M. Le modèle de développement de la rhizosphère suggère que les exsudats racinaires et les caractéristiques du sol ont un rôle fondamental sur la structuration spatiale des communautés microbiennes et sur la nutrition azotée des plantes. Les modèles de compétition interspécifiques suggèrent que les caractéristiques du sol et notamment les variations dans la teneur en eau peuvent avoir un rôle fondamental sur les interactions compétitives
Competition plays a major role on community structure and ecosystem function. During this thesis, we have focused on the belowground competition for nutrients. With the use of spatialized models of plant uptake at the root scale, we have studied 1) the effects of root exudates on plant-microbial interactions in the rhizosphere and 2) interspecific competition between plants with and without explicit effects of exudates on nutrient cycling (PARIS family of models). Finally, we have used the PARIS models to parameterize a model of plant competition for nutrients that operates at the whole ecisystem scale. Our analysis of spatialized interspecific models of plant competition for nutrients suggests that the mechanisms controlling competition depend on the diffusive supply of the nutrient. The diffusive supply is equal to the product of the effective diffusion coefficient in the soil with the soil buffer power and depends principally on the soil water content. In the case of high diffusive supply nutrients, the modelled uptake rate is determined by the relative nutrient uptake kinetics and root surface area of the species. In contrast, under low diffusive supply, the uptake rate depends on the heterogeneity of the ressource supply. If the ressource is supplied homogeneously accross the soil patch, the uptake rate depends on the relative soil occupation of the species (PARIS-M model). If the resource supply is primarily localized around roots, the uptake rate is determined by the relative number of roots (PARIS-B model). Such localized influence of plant roots on the availability of nutrients is suggested by our analysis of the model of plant-bacteria interactions in the rhizosphere. This work indicates that plant nutrient uptake and carbon exudation can influence the development of bacterial communities in the rhizosphere, and modify nitrogen uptake by plants. Our comparison between the PARIS-M model and the Loreau (1998) model sugests that ecosystem-scale models could be parametrized using more mechanistic models like PARIS-M. Our model of plant-bacteria interactions suggests that root exudates and soil characteristics play a critical role in controlling the spatial structure of microbial populations and in determining nitrogen nutrition of plants. Our work on interspecific plant competition suggests that soil characteristics and in particular changes in the soil water content may play an important role in determining the mechanisms controlling the competitive interaction

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Houet, Thomas. « Occupation des sols et gestion de l'eau : modélisation prospective en paysage agricole fragmenté (Application au Schéma d'Aménagement et de Gestion des Eaux du Blavet) ». Rennes 2, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00389835.

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Résumé :

Avec la Directive Cadre Européenne sur l'eau, la gestion de l'eau est entrée dans une phase d'obligation de résultats à l'horizon 2015. Pour être efficace, elle nécessite de considérer les changements qui se produisent à l'échelle fine (celle de la haie ou de la parcelle) et d'adopter une vision à moyen et long terme. La construction de scénarios prospectifs des modes d'usages des sols et des structures paysagères apparaît comme une démarche appropriée pour éclairer les décisions des gestionnaires de l'eau. L'objectif de ce travail est de produire une démarche méthodologique générique pour élaborer des scénarios prospectifs spatialisés. Cette démarche a été appliquée à trois sous bassins versants représentatifs de la diversité paysagère du bassin versant du Blavet (Bretagne, France). Les scénarios prospectifs produits ont permis de localiser des zones à risque vis-à-vis des ressources en eau et l'identification de leviers d'actions qui leur confèrent un rôle d'outil d'aide à la décision
Since the new European water policy, water managers must restore a “good ecological state” of water resources for 2015. To be efficient and provide sustainability, water policies have to be implemented at a local scale (i. E. Hedgerow or field scale) but they must also adopt a long term vision, i. E. Considering possible future land use changes. The production of prospective scenarios of landcover and landscape feature changes may help water managers to realize more effective water policy controls. The aim of this work is to implement a generic methodology to build spatialized prospective scenarios. Its application is made on three watersheds representative of the Blavet landscape diversity (Brittany, France). The prospective scenarios made have localized at-risk areas towards water resources and identified stakeholders which contribute to consider spatialized prospective scenarios as powerful tools to help decision-makers to manage water resources efficiently and sustainability

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Capelle, Thomas. « Recherche sur des méthodes d'optimisation pour la mise en place de modèles intégrés de transport et usage des sols ». Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAM008/document.

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Résumé :

Les modèles intégrés d'usage de sol et de transport (LUTI) visent à représenter les interactions complexes entre l'utilisation du sol et l'offre et la demande de transport sur le territoire. Ils sont principalement utilisés pour évaluer différents scénarios de planification, par la simulation de leurs effets tendanciels sur les modes d'utilisation des sols et les comportements de déplacement. La mise en place d'un modèle LUTI nécessite l'estimation de plusieurs types de paramètres pour reproduire le plus fidèlement possible les observations recueillies sur la zone étudiée (données socio-économiques, enquêtes de transport, etc.). La grande majorité des approches de calibration disponibles sont semi-automatiques et estiment un sous-ensemble de paramètres à la fois, sans estimation globale intégrée.Dans ce travail, nous améliorons la procédure de calibration de Tranus, l'un des modèles LUTI les plus utilisés, en développant des outils pour l'estimation automatique et simultanée des paramètres. Parmi les améliorations proposées, nous remplaçons l'estimation de la boucle interne des paramètres endogènes (connus sous le nom de ``shadow prices'') par une procédure d'optimisation appropriée. Pour faire ça, nous examinons attentivement les mathématiques et les théories micro-économiques impliqués dans le calcul des différentes équations du modèle. Pour proposer une solution d'optimisation efficace, nous dissocions l'ensemble du problème d'optimisation en problèmes équivalents plus petits. La validation de notre algorithme d'optimisation est alors réalisée dans des modèles synthétiques où l'ensemble optimal de paramètres est connu.Deuxièmement, dans notre objectif de développer une calibration automatique entièrement intégré, nous avons développé un schéma d'estimation intégré pour les ``shadow prices'' et un sous-ensemble de paramètres difficiles à calibrer. Le système se révèle être supérieur à la qualité de calibration obtenue par l'approche classique, même lorsqu'elle est effectuée par des experts. Nous proposons également une analyse de sensibilité pour identifier les paramètres influents, puis couplés à un algorithme d'optimisation pour améliorer l'étalonnage sur les paramètres sélectionnés.Troisièmement, nous contestons le point de vue classique adopté par Tranus et divers modèles LUTI, que la calibration devrait conduire à des paramètres du modèle pour lesquels la sortie du modèle correspond parfaitement aux données observées. Cela peut en effet entraîner le risque de surparametrisation(pour Tranus, en utilisant trop de paramètres des ``shadow prices''), ce qui, à son tour, minera les capacités prédictives du modèle. Nous proposons donc un modèle de schéma de sélection des paramètres pour atteindre un bon compromis entre la complexité du modèle (dans notre cas, la nombre de ``shadow prices'') et la qualité de l'ajustement des sorties du modèle aux observations.Nos expériences montrent qu'au moins les deux tiers des ``shadow prices'' peuvent être supprimes du modèle tout en donnant un ajustement presque parfait aux observations.La contribution décrite ci-dessus est démontrée sur des modèles Tranus et les données de deux régions métropolitaines, aux États-Unis et en Europe
Land use and transportation integrated (LUTI) models aim at representing the complex interactions between land use and transportation offer and demand within a territory. They are principally used to assess different alternative planning scenarios, via the simulation of their tendentious impacts on patterns of land use and travel behaviour. Setting up a LUTI model requires the estimation of several types of parameters to reproduce as closely as possible, observations gathered on the studied area (socio-economic data, transport surveys, etc.). The vast majority of available calibration approaches are semi-automatic and estimate one subset of parameters at a time, without a global integrated estimation.In this work, we improve the calibration procedure of Tranus, one of the most widely used LUTI models, by developing tools for the automatic and simultaneous estimation of parameters. Among the improvements proposed we replace the inner loop estimation of endogenous parameters (know as shadow prices) by a proper optimisation procedure. To do so, we carefully inspect the mathematics and micro-economic theories involved in the computation of the various model equations. To propose an efficient optimisation solution, we decouple the entire optimisation problem into equivalent smaller problems. The validation of our optimisation algorithm is then performed in synthetic models were the optimal set of parameters is known.Second, in our goal to develop a fully integrated automatic calibration, we developed an integrated estimation scheme for the shadow prices and a subset of hard to calibrate parameters. The scheme is shown to outperform calibration quality achieved by the classical approach, even when carried out by experts. We also propose a sensitivity analysis to identify influent parameters, this is then coupled with an optimisation algorithm to improve the calibration on the selected parameters.Third, we challenge the classical viewpoint adopted by Tranus and various other LUTI models, that calibration should lead to model parameters for which the model output perfectly fits observed data. This may indeed cause the risk of producing overfitting (as for Tranus, by using too many shadow price parameters), which will in turn undermine the models’ predictive capabilities. We thus propose a model selection scheme that aims at achieving a good compromise between the complexity of the model (in our case, the number of shadow prices) and the goodness of fit of model outputs to observations.Our experiments show that at least two thirds of shadow prices may be dropped from the model while still giving a near perfect fit to observations.The contribution outlined above are demonstrated on Tranus models and data from two metropolitan areas, in the USA and Europe

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Kierczak, Jakub. « Spéciation solide du nickel et du chrome dans un site minier et industriel à usage agricole (Szklary, Pologne) ». Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/9a2fbfbb-1238-4d3e-af9f-c2d3e533d23f/blobholder:0/2007LIMO4034.pdf.

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Résumé :

Dans le site étudié du Massif de Szklary (Pologne), Ni et Cr sont présents à des concentrations élevées dans deux environnements d’origine distincte : naturelle (sols développés sur serpentinites) et industrielle (haldes de déchets pyrométallurgiques issus de l’exploitation du Ni). L’objectif de cette étude est de localiser les minéraux porteurs d’éléments potentiellement toxiques (EPT), principalement de Ni et Cr, dans ces divers environnements et de comparer leur mobilité dans les conditions actuelles d’altération (climat tempéré transitionnel de Pologne). Ces travaux s’intéressent également à l’évaluation du risque environnemental causé par l’abondance du Cr, du Ni, et par la présence d’autres EPT (Co, Cu, Pb et Zn) à Szklary. Ces éléments se retrouvent notamment dans les sols cultivés dans l’environnement immédiat des haldes de déchets. L’identification des formes solides porteuses de Ni et Cr a été réalisée par approche minéralogique (DRX, MEB-EDS, EPMA, micro Raman, MET) et par analyses chimiques (ICP-MS, extractions sélectives et séquentielles). Ces deux approches complémentaires ont donné des résultats concordants. Alors que les observations minéralogiques fournissent une indication qualitative de la stabilité effective des métaux dans les conditions superficielles actuelles (sols drainants, oxydés, riches en matière organique, de pH neutre à légèrement basique), les analyses chimiques précisent la spéciation solide des métaux en termes quantitatifs et mettent en évidence l’implication des phases organiques et amorphes dans l’immobilisation actuelles des EPT. De plus, l’analyse minéralogique des résidus d’extractions séquentielles a permis de contrôler l'effet des solvants chimiques sur les différents matériaux étudiés. L’ensemble des analyses minéralogiques et chimiques revèlent la stabilité relative du Cr par rapport au Ni dans le site étudié. Ils confirment en outre la contamination du sol cultivé près des haldes par les déchets industriels. Bien qu’apportés en moindre quantité par l’activité industrielle, Zn et Cu présentent un risque environnemental, car ils se retrouvent actuellement immobilisés dans des fractions plus biodisponibles que les fractions contenant Ni et Cr
The geological unit called Szklary Massif comprises two environments containing Ni and Cr from diverse origins: lithogenic (serpentine soils) and anthropogenic (pyrometallurgical waste) origins. The study was dedicated to investigate the distribution and mobility of Ni and Cr occurring within this small area. The approach is first based on mineralogical characterization of the Ni and Cr bearing minerals using analytical instrumental methods (XRD, SEM-EDS, EPMA, micro Raman, TEM, ICP-MS). Later complementary chemical extractions not only provide information about the actual solid speciation of Cr, Ni. They also allow discussing about potential mobility and forthcoming environmental impact induced by the abundance of Ni and Cr and by the presence of other elements (Co, Cu, Pb and Zn), especially in soils cultivated in the dump vicinity. The multidisciplinary approach gives concordant and complementary results. The direct mineralogical approach, consisting in characterization of primary and secondary mineral phases, provides qualitative information about the stability of potentially toxic elements (PTE) in minerals in the present weathering conditions (well drained soils, enriched in organic matter, within neutral to basic pH, submitted to transitional temperate climatic conditions). The chemical extractions specify the solid speciation of PTE in a quantitative way and evidence implication of organic and amorphous phases in the PTE immobilization. In addition, mineralogical investigations of the solid residues after sequential extractions allow assessment of the real effect of the chemical extractants used on the studied materials. The use of combined approach evidenced relative stability of Cr compared to Ni. Moreover, the study confirms contamination of the cultivated soils located next to the waste dump. The environmental risk is related not only with Ni and Cr but also with other PTE such as Zn and Cu, which are present in significant proportions within biodisponible fractions

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Fernandez-cornudet, Christelle. « Devenir du Zn, Pb et Cd issus de retombées atmosphériques dans les sols, à différentes échelles d'étude. -Influence de l'usage des sols sur la distribution et la mobilité des métaux- ». Phd thesis, INAPG (AgroParisTech), 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002321.

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Résumé :

Dans les études sur le devenir et les impacts de pollutions métalliques dans les sols l'influence de leur usage est encore mal connue. Cette influence a été examinée ici à travers une étude détaillée de comportements de trois métaux polluants, présentant des mobilités différentes: Zn, Cd, et Pb. Cette étude a été menée à la fois dans des horizons de surface d'une petite région affectée par des retombées de poussières métallifères émises par l'industrie métallurgique, ainsi que dans un site comportant deux sols agricoles gérés de manière contrastée. Il s'agit d'un sol sous prairie permanente (PP) et un sol cultivé (CA), situés à une même distance de la source d'émission et développés dans des conditions pédogenétiques semblables. L'objectif principal de ce travail était de quantifier les parts endogènes et exogènes des ETM dans les sols, leurs distributions dans les horizons et dans les compartiments pédologiques (microstructures, agrégats, constituants) et d'identifier les principaux vecteurs d'incorporation. Cette étude a fait appel à des analyses de teneurs totales en éléments (C. organique, Fe, Zn, Pb, Cd,) des études macro- et micromorphologiques, des extractions cinétiques à l'EDTA et des études de la composition isotopique. Un deuxième objectif était de hiérarchiser le rôle des paramètres révélateurs de l'usage des sols sur la distribution et la mobilité des ETM. Ce travail montre que, 40 ans après l'arrêt de l'activité industrielle, la distribution actuelle des teneurs en métaux dans les horizons de surface ne reflète pas celle de retombées atmosphériques attendus selon un modèle simple de distribution en fonction de la distance à la source et des vents dominants. Les teneurs en Zn, Pb et Cd dans les premier 30 cm des sols varient selon l'usage des sols et notamment en fonction du pH, du potentiel redox, de la texture ou encore de l'activité biologique. Ainsi, les horizons de surface de sols acides en forêt auraient perdu plus de 80% du Zn retombé, contre environ 60% de l'horizon A d'un sol sous prairie permanente, suite à la bioturbation lombricienne, et "seulement " 40% pour l'horizon L d'un sol cultivé. Une typologie de secteurs de la zone impactée, pertinente par rapport à la migration de polluants a été proposée à partir de cartographies des rapports Zn/Pb et Cd/Pb. A l'échelle du solum et des horizons, un siècle de pratiques agricoles distinctes a conduit à des phénoformes différents. En particulier, l'activité biologique différente dans les sols PP et CA a modifié le cycle bio-géochimique des métaux et induit des différences dans leurs distributions et mobilité. Les 2 sols présentent en effet des profils de teneurs totales en Zn, Pb et Cd contrastés, avec une rétention de la majeure partie des métaux exogènes dans l'horizon labouré en CA (entre 53% pour Zn et 92% pour Pb et Cd) et une incorporation nettement plus importante dans PP (40% du Zn seulement, 73% du Cd et 82% du Pb exogène sont aujourd'hui présent dans les 26 premiers cm). L'incorporation est significative jusqu'à 80 cm de profondeur sous prairie. A l'échelle des agrégats, l'activité biologique en PP conduit à l'occurrence de trois types de fractions impliquées dans la dynamique des métaux (agrégats de 50-100 μm, 2-20μm, et fraction <2μm), alors que pour CA, seules les fractions 2-20μm et <2μm semblent prioritairement impliquées dans leur rétention et extractabilité. L'analyse de la composition isotopique du Pb sur des échantillons de sol et des extraits EDTA, est un outil performant pour détailler la nature et l'incorporation du Pb exogène. Par cette technique analytique le Plomb exogène sous prairie se retrouve jusqu'à la base du profil et jusqu'à 60cm de profondeur dans le sol sous culture. Cette approche a permis de valider l'ensemble des résultats obtenus à partir des teneurs totales en métaux. Elle souligne la nécessité d'une prise en compte des paramètres pédologiques afin de garantir la représentativité des échantillons étudiés et autoriser une évaluation plus pertinente des risques environnementaux qu'à partir des seules teneurs totales en métaux.

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Jussy, Jean-Hugues. « Minéralisation de l'azote, nitrification et prélèvement radiculaire dans différents écosystèmes forestiers sur sol acide : effet de l'essence, du stade de développement du peuplement et de l'usage ancien des sols ». Nancy 1, 1998. http://www.theses.fr/1998NAN10293.

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Les buts de ce travail étaient de mesurer à l'aide d'une méthode d'incubation in situ la minéralisation de l'azote, la nitrification et les prélèvements, et de déterminer les paramètres régissant leurs variations. L’étude a été menée pendant 4 ans à Aubure (Vosges) et à Vauxrenard (Beaujolais). À Aubure, la minéralisation est plus élevée dans une hêtraie de 150 ans (h150, 188 kg/ha/an) que dans 2 pessières de 90 (e90) et 45 ans (e45) (126 et 67 kg/ha/an). La nitrification atteint 65 à 75% de la minéralisation en h150 et e90, mais est inhibée en e45. À Vauxrenard, dans 3 peuplements de douglas de 20, 40 et 60 ans, la minéralisation est élevée (130-220 kg/ha/an) et indépendante de l’âge des peuplements. La nitrification atteint 85% de la minéralisation. Dans les deux sites, la minéralisation est contrôlée essentiellement par la température. À Vauxrenard, la minéralisation élevée est due au changement d'essence et la nitrification au passe agricole. La stimulation de la nitrification dans d'anciens sols agricoles actuellement boisés en résineux a été confirmée au laboratoire. L’inhibition de la nitrification en e45 à Aubure peut donc être due à un passé agricole diffèrent de celui de e90 ou a un effet âge. À Aubure, en e45 et h150, l'azote minéral disponible est entièrement utilisé, limitant les pertes par drainage, l'acidification et l'appauvrissement. En e90, l'azote disponible est excédentaire. Le surplus étant drainé, le sol s'appauvrit en cations alcalins et alcalino-terreux. À Vauxrenard, les pertes sont encore plus importantes, malgré des prélèvements élevés. Dans les deux sites, l'essentiel des prélèvements est utilisé par la biomasse radiculaire, sauf en e45. L’incorporation d'éléments minéraux dans la biomasse aérienne est limitée. Il est cependant nécessaire d'envisager une exploitation limitant les pertes en éléments, par exemple en récoltant uniquement le tronc et en privilégiant des révolutions longues permettant au système de se rééquilibrer.

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Roy, Hari Gobinda. « Évolution de l’évolution de l’occupation du sol (1950-2025) et impacts sur l’érosion du sol dans un bassin versant méditerranéen ». Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR2024/document.

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La question du changement de la couverture terrestre est devenue importante dans le monde entier au cours des dernières années, non seulement pour les chercheurs, mais aussi pour les planificateurs urbains et les écologistes qui préconisent l'utilisation durable des terres dans l'avenir. En Europe méditerranéenne, les caractéristiques de couverture du sol ont considérablement changé depuis la Seconde Guerre mondiale en raison des activités humaines intensives, de la croissance de la population, et de l'étalement urbain et touristique. La plupart des études antérieures sur les changements de l’occupation du sol dans la région méditerranéenne se sont centrées sur un problème particulier et / ou ont décrit un type spécifique de changement de la couverture terrestre. Peu de recherches ont pris en compte les transformations de plusieurs catégories d’occupation du sol en même temps. De même, rares sont les travaux qui considèrent plusieurs variables dans le changement de l’occupation du sol au cours du temps, au-delà des traditionnels effets de l’altitude et de la pente. Nous souhaitons ici intégrer la variété des catégories et des composantes d’évolution. En outre, si certaines études à propos de la modélisation des mutations de la couverture terrestre se concentrent sur les variables d’influence, peu se penchent sur l’influence de la période historique et des échelles de temps différentes sur la prédiction. Ainsi, dans cette thèse, les changements de l’occupation du sol ont été prédits en utilisant différentes échelles de temps pour évaluer les impacts de la période historique dans la prédiction de la carte de la couverture terrestre d'ici 2025. Enfin, si l’étendue spatiale varie dans les différentes recherches, il semble utile de s’interroger sur les effets de la taille du terrain d’étude et de la résolution des cellules prises en compte, dans la prédiction. Les transformations de l’occupation du sol ont un impact significatif sur la dégradation des terres, y compris l'érosion des sols
The European Mediterranean coastal area has experienced widespread land cover change since 1950 because of rapid urban growth and expansion of tourism. Urban sprawl and other land cover changes occurred due to post-war economic conditions, population migration, and increased tourism. Land cover change has occurred through the interaction of environmental and socio-economic factors, including population growth, urban sprawl, industrial development, and environmental policies. In addition, rapid expansion of tourism during the last six decades has caused significant socioeconomic changes driving land cover change in Euro-Mediterranean areas. Mediterranean countries from Spain to Greece experienced strong urban growth from the 1970’s onwards, and a moderate growth rate is projected to continue into the future. Land cover change can result in environmental changes such as water pollution and soil degradation. Several previous studies have shown that Mediterranean vineyards are particularly vulnerable to soil erosion because of high rainfall intensity and the fact that vineyards are commonly located on steeper slopes and the soil is kept bare during most of the cultivation period (November to April) when precipitation is at its highest. The main objective of this thesis is to predict long-term soil erosion evolution in a Mediterranean context of rapid urban growth and land use change at the catchment scale. In order to achieve this, the following specific aims have been formulated: (i) to analyze the spatial dynamics of land cover change from 1950 to 2008; (ii) to compare the impact of historical time periods on land cover prediction using different time scales; (iii) to test the impacts of spatial extent and cell size on LUCC modeling; and (iv) to predict the impact of land cover change on soil erosion for 2025

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Pottier, Nathalie. « L'Utilisation des outils juridiques de prévention des risques d'inondation : évaluation des effets sur l'homme et l'occupation des sols dans les plaines alluviales (application à la Saône et à la Marne) ». Marne-la-vallée, ENPC, 1998. http://www.theses.fr/1998ENPC9825.

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La politique de prévention des risques naturels privilégie aujourd'hui les mesures non structurelles, spécialement les outils juridiques de contrôle de l'occupation des sols, plutôt que les mesures structurelles (digues, barrages, etc. ) qui entrainent un déséquilibre souvent irréversible des milieux naturels. Cette recherche pose la question de l'adéquation de ces outils pour répondre efficacement à la gestion des inondations dans une perspective de développement durable des plaines alluviales. Elle s'attache à évaluer les effets liés à la mise en place des outils règlementaires de prévention des inondations sur les sites auxquels ils s'appliquent (efficacité et impacts sur l'occupation des sols et sur la société locale). La première partie de la thèse analyse l'évolution des problématiques de gestion des inondations dans les plaines des grandes vallées françaises. Elle met en évidence les spécificités géographiques des crues puis des relations entre les sociétés et les plaines alluviales. La deuxième partie réalise une analyse conceptuelle des méthodes utilisées pour l'évaluation des politiques publiques et des moyens de gestion des zones inondables. à partir de cette analyse, une méthodologie d'évaluation globale est élaborée puis appliquée sur deux sites regroupant six communes soumises à des crues de plaine et règlementées par un plan d'exposition au risque d'inondation (PERI). La troisième partie présente les résultats de l'évaluation qui s'appuie sur une base de données constituée par enquête auprès de 800 occupants des zones inondables, sur des entretiens, sur une cartographie de l'évolution de l'usage des sols et sur l'étude des autorisations d'occupation des sols sur plusieurs décennies. L’analyse statistique de ces données met en évidence les facteurs déterminants lies a la prise en compte du risque d'inondation et de la règlementation par les pouvoirs publics locaux, d'une part et a l'échelle individuelle d'autre part.

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Souley, yero Kadidiatou. « Evolution de l'occupation des sols dans l'ouest du Niger : influence sur la cycle de l'eau ». Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00864052.

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Résumé :

Malgré le déficit pluviométrique persistant qui le caractérise depuis plus de quarante ans, le Sahel connaît un accroissement notoire du ruissellement, des écoulements et de l'érosion hydrique. On attribue cela aux changements d'usage des sols, et à une fatigue de ceux-ci, épuisés par des successions de cultures de moins en moins suivies de phases de repos. Cela se traduit par une dégradation rapide des sols, dont le processus le plus courant est l'encroûtement. C'est ce même encroûtement qui est à l'origine de l'augmentation des écoulements. On se propose ici de déterminer quelle est l'évolution de l'occupation des sols dans une région de l'Ouest du Niger, afin de comprendre les facteurs et les processus qui aboutissent à de très nettes modifications dans le régime des eaux ; outre l'augmentation des débits et des coefficients d'écoulement, on observe une diminution des temps de réponse des sols et des bassins aux précipitations. Ceci est directement lié à la diminution de la capacité des sols à retenir l'eau, qui est elle-même due à l'encroûtement. L'évolution de l'occupation des sols est donc l'explication qui permet de comprendre les modifications du cycle de l'eau. On utilise ici la télédétection pour parvenir à déterminer cette évolution des usages des sols. Au passage, on essaie d'y voir plus clair sur le reverdissement observé et mesuré par de nombreux chercheurs : est- il tangible ? Dans quelles régions ? Sur quelles durées ? Quel est le rôle des méthodes de classification dans la mise en évidence de ce reverdissement ? Il faut aussi s'assurer de la représentativité des zones d'entraînement utilisées. Des méthodes de l'hydro-géomorphométrie sont appelées au secours pour séparer la zone d'étude en deux ensembles distincts (plateau- non plateau) pour faciliter la classification. Une étude par photo-interprétation est tentée sur le degré carré de Niamey, dans l'optique d'avancer dans la distinction du rôle respectif de la sécheresse et des activités socio-économiques dans les changements d'usage des sols. Enfin, après avoir comparé nos travaux avec les très nombreuses études déjà réalisées dans cette région, on s'intéresse à l'impact des changements d'usage des sols sur l'infiltration et le ruissellement, de l'échelle de la parcelle à celle du grand bassin versant, en particulier sur l'évolution remarquée des débits et régimes des fleuves, et de l'accroissement du risque de crue, observé ces dernières années. Il semblerait que 2 à 5% de surface de sol encroûté sur un bassin suffise à accroître et concentrer suffisamment les débits pour accroître cet aléa, sans pour autant empêcher un certain " reverdissement " global, tel qu'observé par l'évolution des indices de végétation télédétectés.

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Ali, Youssef Al. « Les aménagements de conservation des eaux et des sols en banquettes : analyse, fonctionnement et essai de modélisation en milieu méditerranéen (El-Gouazine, Tunisie centrale) ». Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20151.

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Grinand, Clovis. « Suivi et modélisation des changements d’usage des terres et stocks de carbone dans les sols et les arbres dans le cadre de la REDD+ à Madagascar. : vers des mesures pertinentes localement et cohérentes à large échelle ». Thesis, Montpellier, SupAgro, 2016. http://www.theses.fr/2016NSAM0030.

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Résumé :

Le changement d’usage des terres, liées à l’agriculture et à la foresterie, engendre une perte importante de biodiversité et représente une part importante de nos émissions de GES à l’origine du changement climatique. Le mécanisme de Réduction des Émissions de la Déforestation et Dégradation des forêts, conservation, gestion durable et restauration des stocks de carbone (REDD+) initié il y a dix ans. peine à se mettre en place du fait de nombreuses contraintes politiques et scientifiques. Malgré l’existence de lignes directrices élaborées par la communauté scientifique internationale, des outils et données sont nécessaires afin de fournir des informations précises, à moindre coût et utilisables à différentes échelles. L’objectif de cette thèse est de développer des méthodologies innovantes pour réduire les incertitudes sur les estimations des émissions et séquestrations de CO2 associées à la déforestation, dégradation et régénération des terres. Madagascar, pays engagé dans le REDD+ depuis huit ans et soumis à des pertes importantes de biodiversité et de couvert forestier est pris comme exemple. Trois études complémentaires ont été réalisées : i) le suivi de la déforestation en région tropical humide et sec par satellites, ii) l’estimation des stocks de carbone dans les sols et les forêts et iii) la modélisation des changements d’usage de terres. Nous avons développé une nouvelle méthodologie de suivi de la déforestation à Madagascar permettant de tenir compte de la définition des forêts et améliorer la prise en compte des petites parcelles de défriche brulis. Les chiffres de la déforestation, variant d’une région à une autre, ont ainsi été actualisés jusqu’en 2013. Une méthodologie innovante de cartographie des stocks de carbone dans le sol à des résolutions fines et à des échelles régionales a été mise au point en couplant de nombreux facteurs environnementaux et un inventaire de terrain à l’aide d’un modèle d’apprentissage automatique. Ce modèle spatial du carbone a été appliqué sur des images satellites acquises vingt année plus tôt afin d’évaluer la dégradation des stocks de carbone du sol et leur régénération potentielle. Des facteurs de perte et gains de carbone dans le sol ont pu ainsi être estimés. Enfin, une approche de modélisation des changements d’usage des terres a permis de mieux comprendre les facteurs biophysiques et socio-économiques liées à la déforestation, dégradation des terres et régénération, et proposer des scénarios spatialisés pour aider les décideurs. Les résultats obtenus dans cette thèse et les méthodologies développées permettent d’alimenter les discussions et documents concernant la stratégie REDD+ de Madagascar. Elle contribue et vise à une meilleure gestion des agro-écosystèmes par la fourniture d’informations spatiales justes, précises spatialement et pertinentes à grande échelle
Land use change due to agriculture and forestry, generates a significant loss of biodiversity and is an important part of our greenhouse gas (GHG) emissions causing climate change. The Reduction of Emissions from Deforestation and Forest Degradation, conservation, sustainable management and restoration of carbon stocks (REDD+) mechanism initiated ten years ago is struggling to establish because of many political and scientific constraints. Despite the existence of guidelines developed by the international scientific community, tools and data necessary to provide accurate, cost and usable at different scales. The objective of this thesis is to develop innovative methods to reduce uncertainties in the estimates of CO2 emissions and sequestrations from deforestation, degradation and land regeneration. Madagascar, a country committed in REDD+ for eight years and subjected to significant losses of biodiversity and forest cover, is taken as an example. Three complementary studies were carried out: i) monitoring of deforestation in tropical humid and dry regions, ii) estimates of carbon stocks in soils and forests and iii) land use change model. We have developed a new methodology for monitoring deforestation in Madagascar considering the national definition of forests and accounted for small plots of slash and burn practices. The figures of deforestation vary from one region to another, and have been updated to 2013. An innovative methodology for soil organic carbon stock mapping at fine resolution and regional scale has been developed by coupling many environmental factors and a field inventory using a machine learning model. This spatial carbon model was applied on satellite images acquired twenty year ago to assess the degradation of soil carbon stocks and potential regeneration. Loss and gain factors due to various land use change were estimated. Finally, the land use change framework developed allowed us to understand the biophysical and socio-economic factors related to deforestation, land degradation and regeneration, and provide spatially scenarios to assist policy makers. The results obtained in this thesis and the methodologies developed allow to feed the discussions and documents relating to the REDD + strategy in Madagascar. It contributes and is aimed at a better management of agro-ecosystems by providing accurate spatial information, locally relevant and globally consistent

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Bernoux, Martial. « Stocks de carbone des sols de l’Amazonie occidentale et leur dynamique lors de la conversion de la foret en pâturage ». Orléans, 1998. http://www.theses.fr/1998ORLE2004.

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Résumé :

L’objectif de ce travail est l'évaluation des stocks de carbone (C) des sols de l’Amazonie occidentale et de leur dynamique lors de la conversion de la foret en pâturage. Le calcul des stocks de c, sur une épaisseur donnée de sol, nécessite la connaissance des teneurs en c et des densités apparentes (DA) pour l'ensemble des horizons considérés. Or, les DA sont très souvent absentes dans les études antérieures, ainsi que les teneurs en C pour certain nombre d'horizons. Il a donc fallu construire des outils permettant leur estimation. La DA a été estimée à l'aide de régressions multiples à partir d'autres caractéristiques édaphiques, pour des données disponibles concernant 323 horizons de sol. Les teneurs en argile et en C sont les meilleurs paramètres pour estimer la DA. Le problème des données manquantes de C est résolu par l'utilisation d'équations de type puissance ou exponentiel pour modéliser la distribution du C avec la profondeur. Les résultats montrent que les deux modèles sont bien adaptes à ces sols. Toutefois, l'intérêt du modèle exponentiel est double : il permet des estimations plus précises ainsi que de valoriser beaucoup plus de données existantes. Les stocks de C ont été calculés pour une région de 334. 000 km2. Les valeurs obtenues s'avèrent être similaires, entre 2100 e 2400 tg C. L'approche géostatistique fournit une valeur de 2220 tg C avec une erreur de 13%, contre 40% pour les approches cartographiques. La dynamique du C est étudiée pour la conversion de la foret en pâturage à l'aide du traçage naturel en 13C et la modélisation selon des modèles à 1 ou 2 compartiments. Le modèle à un compartiment a été retenu car beaucoup plus précis. Il conduit à estimer un temps moyen de résidence (TMR) du C provenant de la foret initiale de 18 ans pour la couche 0-5 cm, et de 56 ans pour celle 20-30 cm. Quant au C introduit par le pâturage, celui-ci possède un TMR de 5 à 6 ans, quelle que soit la couche analysée.

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Pelletier, Charlotte. « Cartographie de l'occupation des sols à partir de séries temporelles d'images satellitaires à hautes résolutions : identification et traitement des données mal étiquetées ». Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30241/document.

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Résumé :

L'étude des surfaces continentales est devenue ces dernières années un enjeu majeur à l'échelle mondiale pour la gestion et le suivi des territoires, notamment en matière de consommation des terres agricoles et d'étalement urbain. Dans ce contexte, les cartes d'occupation du sol caractérisant la couverture biophysique des terres émergées jouent un rôle essentiel pour la cartographie des surfaces continentales. La production de ces cartes sur de grandes étendues s'appuie sur des données satellitaires qui permettent de photographier les surfaces continentales fréquemment et à faible coût. Le lancement de nouvelles constellations satellitaires - Landsat-8 et Sentinel-2 - permet depuis quelques années l'acquisition de séries temporelles à hautes résolutions. Ces dernières sont utilisées dans des processus de classification supervisée afin de produire les cartes d'occupation du sol. L'arrivée de ces nouvelles données ouvre de nouvelles perspectives, mais questionne sur le choix des algorithmes de classification et des données à fournir en entrée du système de classification. Outre les données satellitaires, les algorithmes de classification supervisée utilisent des échantillons d'apprentissage pour définir leur règle de décision. Dans notre cas, ces échantillons sont étiquetés, \ie{} la classe associée à une occupation des sols est connue. Ainsi, la qualité de la carte d'occupation des sols est directement liée à la qualité des étiquettes des échantillons d'apprentissage. Or, la classification sur de grandes étendues nécessite un grand nombre d'échantillons, qui caractérise la diversité des paysages. Cependant, la collecte de données de référence est une tâche longue et fastidieuse. Ainsi, les échantillons d'apprentissage sont bien souvent extraits d'anciennes bases de données pour obtenir un nombre conséquent d'échantillons sur l'ensemble de la surface à cartographier. Cependant, l'utilisation de ces anciennes données pour classer des images satellitaires plus récentes conduit à la présence de nombreuses données mal étiquetées parmi les échantillons d'apprentissage. Malheureusement, l'utilisation de ces échantillons mal étiquetés dans le processus de classification peut engendrer des erreurs de classification, et donc une détérioration de la qualité de la carte produite. L'objectif général de la thèse vise à améliorer la classification des nouvelles séries temporelles d'images satellitaires à hautes résolutions. Le premier objectif consiste à déterminer la stabilité et la robustesse des méthodes de classification sur de grandes étendues. Plus particulièrement, les travaux portent sur l'analyse d'algorithmes de classification et la sensibilité de ces algorithmes vis-à-vis de leurs paramètres et des données en entrée du système de classification. De plus, la robustesse de ces algorithmes à la présence des données imparfaites est étudiée. Le second objectif s'intéresse aux erreurs présentes dans les données d'apprentissage, connues sous le nom de données mal étiquetées. Dans un premier temps, des méthodes de détection de données mal étiquetées sont proposées et étudiées. Dans un second temps, un cadre méthodologique est proposé afin de prendre en compte les données mal étiquetées dans le processus de classification. L'objectif est de réduire l'influence des données mal étiquetées sur les performances de l'algorithme de classification, et donc d'améliorer la carte d'occupation des sols produite
Land surface monitoring is a key challenge for diverse applications such as environment, forestry, hydrology and geology. Such monitoring is particularly helpful for the management of territories and the prediction of climate trends. For this purpose, mapping approaches that employ satellite-based Earth Observations at different spatial and temporal scales are used to obtain the land surface characteristics. More precisely, supervised classification algorithms that exploit satellite data present many advantages compared to other mapping methods. In addition, the recent launches of new satellite constellations - Landsat-8 and Sentinel-2 - enable the acquisition of satellite image time series at high spatial and spectral resolutions, that are of great interest to describe vegetation land cover. These satellite data open new perspectives, but also interrogate the choice of classification algorithms and the choice of input data. In addition, learning classification algorithms over large areas require a substantial number of instances per land cover class describing landscape variability. Accordingly, training data can be extracted from existing maps or specific existing databases, such as crop parcel farmer's declaration or government databases. When using these databases, the main drawbacks are the lack of accuracy and update problems due to a long production time. Unfortunately, the use of these imperfect training data lead to the presence of mislabeled training instance that may impact the classification performance, and so the quality of the produced land cover map. Taking into account the above challenges, this Ph.D. work aims at improving the classification of new satellite image time series at high resolutions. The work has been divided into two main parts. The first Ph.D. goal consists in studying different classification systems by evaluating two classification algorithms with several input datasets. In addition, the stability and the robustness of the classification methods are discussed. The second goal deals with the errors contained in the training data. Firstly, methods for the detection of mislabeled data are proposed and analyzed. Secondly, a filtering method is proposed to take into account the mislabeled data in the classification framework. The objective is to reduce the influence of mislabeled data on the classification performance, and thus to improve the produced land cover map

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Lavrieux, Marlène. « Biomarqueurs moléculaires d'occupation des sols, du sol au sédiment : exemple du bassin-versant et du lac d'Aydat (Puy-de-Dôme) ». Phd thesis, Université François Rabelais - Tours, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00672307.

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Résumé :

Cette étude propose une analyse intégrée de biomarqueurs moléculaires de sols, depuis leur site de production jusqu'à leur archivage sédimentaire lacustre. Un inventaire des lipides neutres est d'abord réalisé sur des sols d'usages contrast és : prairies/pâtures et forêts. Globalement, cette approche permet de distinguer (1) des composés linéaires ubiquistes, et (2) des composés (poly-)cycliques, généralement spéci ques. Parmi ces derniers gurent les acétates de triterpényle et les méthoxyserrat ènes, respectivement biomarqueurs d'Astéracées et de Pinacées. La persistance de l'empreinte moléculaire d'un ancien usage des sols est aussi démontrée. Ensuite, l'analyse multi-proxy d'une carotte sédimentaire couvrant les 6700 dernières années révèle l'impact prépondérant des activités humaines sur le fonctionnement hydrologique du lac, depuis l'époque gallo-romaine. Les assemblages moléculaires précédemment dé- nis dans les sols sont globalement retrouvés, associés à un nouveau biomarqueur spéci que du chanvre, d'intérêt paléoenvironnemental. Une tentative de reconstitution des anciennes occupations des sols apparaît conforme aux données historiques et paléoenvironnementales antérieures.

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Laraque, Alain. « Comportements hydrochimiques des "açudes" du "nordeste" brésilien semi-aride : évolutions et prévisions pour un usage en irrigation ». Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20003.

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Résumé :

L'interieur du nordeste bresilien est une vaste region semi-aride desheritee, affectee par de longues et intenses saisons seches. Une valorisation de ses terres peut etre realisee par irrigation, a partir de milliers de retenues collinaires: les acudes, deja existantes. La productivite et la perennite d'un perimetre irrigue dependent etroitement de la qualite des eaux utilisees, et en particulier de leur risque de salinisation (apprecie d'apres leur conductivite electrique: ce), et de leur risque d'alcalisation (sar). Les elements toxiques comme l'ion chlore (cl#) sont egalement a suivre de tres pres. C'est donc dans la finalite d'une meilleure gestion de ces ressources en eau, que nous avons etudie: les processus de salinisation de ces retenues, leurs comportements hydrodynamiques, les caracteristiques hydrochimiques de leurs eaux et leurs evolutions en saisons seches, pour ensuite adapter et appliquer: un modele base sur la thermodynamique des solutions pour simuler l'evolution des trois principaux facteurs limitant en irrigation (ce, cl#, sar) dans les acudes en phase evaporatoire

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Béréziat, Dominique. « Contributions aux méthodes variationnelles pour le calcul du flot optique : prise en compte des informations spatiales et temporelles ». Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00545659.

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Résumé :

Dans ces travaux nous nous intéressons aux formulations variationnelles pour résoudre des problèmes mal posés du traitement d'images. Nous nous focalisons principalement sur le calcul du flot optique dans les séquences d'images ainsi que la reconstruction 3D à partir d'une séquence d'images 2D. Comme ces problèmes sont mal posés au sens où ils sont sous-contraints, on utilise souvent des techniques de régularisation spatiale pour obtenir l'unicité de la solution. Nous nous proposons d'introduire d'autres contraintes dans la formulation du problème pour limiter l'importance de cette régularisation, voire pour la supprimer complètement. Ces contraintes sont dérivées des informations a priori sur les conditions expérimentales. Dans un premier chapitre, nous examinons un cas d'étude tiré de l'imagerie biologique: il s'agit d'acquisitions multi-focales de vésicules géantes, nous en exploitons alors la topologie sphérique pour divers problèmes tels que le suivi, la segmentation, l'estimation du flot optique et la reconstruction 3D. Ces contraintes sont donc d'ordre spatiales. Dans un second chapitre, nous étudions la possibilité de tirer partie de l'information temporelle présente dans les séquences d'images. Cette information est alors modélisée par une équation d'évolution. La difficulté à lever est de résoudre conjointement cette équation et les contraintes qui dérivent du problème de traitement d'images. Nous utilisons alors le formalisme de l'assimilation variationnelle de données dans une formulation dite ''faible'' car nous attribuons une erreur sur l'équation d'évolution. Bien que l'équation d'évolution décrive imparfaitement la dynamique, nous montrons que l'on peut résoudre le problème mal posé de l'estimation du flot optique sans recourir à la régularisation. Nous montrons également que lorsque les informations sont manquantes, il est possible de fournir une estimation réaliste du flot optique, ceci permet de gérer les cas difficiles d'occultations. Enfin, dans un dernier chapitre, nous résumons des travaux parallèles portant sur la résolution variationnelle de problèmes non linéaires de traitement d'images, des travaux sur l'occupation des sols en imagerie satellitaire haute définition et enfin sur le suivi multi-cibles.

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Sy, Souleymane. « Impact du changement d'occupation des sols passé et à venir sur la dynamique de la circulation de la mousson ouest africaine ». Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066208/document.

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Résumé :

Cette thèse vise à identifier et évaluer les impacts biogéophysiques des changements d'usage des sols depuis les 150 dernières années jusqu'à la fin du XXIe siècle sur le climat en Afrique de l’Ouest à partir des modèles LUCID et des scénarios CMIP5 utilisés dans le contexte LUCID-CMIP5. Les analyses menées dans cette thèse se sont d'abord basées dans le Sahel et dans le Golfe de Guinée où les changements passés de la couverture terrestre sont supérieurs à 5%. Les simulations LUCID ont été d'abord évaluées dans cette thèse en comparant les précipitations et la température de l'air simulées par les modèles aux données d'observation. Les analyses ont montré que la moyenne et la variabilité inter-annuelle observées des précipitations et de la température sont respectivement sous-estimées et surestimées par la plupart des modèles de climat LUCID même si la température semble mieux simulée que les précipitations. Dans cette étude, les deux simulations actuelles forcées respectivement par une distribution actuelle et pré-industrielle de la couverture terrestre ont été comparées. Les résultats montrent qu'il n'y a pas de différence évidente entre ces deux simulations par rapport aux valeurs moyennes climatiques des précipitations et de la température dans les modèles comme si les changements de la couverture terrestre n'ont pas vraiment d'importance sur la représentation de ces variables. Dans le Golfe de Guinée, les analyses montrent que l'expansion des surfaces cultivées et des pâturages s'est effectuée au détriment d'une déforestation entraînant une diminution du LAI, une augmentation d'albédo et une diminution de la rugosité de surface. Les analyses montrent que les impacts historiques des changements d'occupation des sols sur le climat dans ces régions restent très petits par rapport aux changements induits par l'augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Le LAI simulé par les modèles de surface LUCID et leur relation avec le climat en Afrique de l'Ouest ont été évalués, les résultats montrent que les précipitations sont fortement et positivement corrélées à la densité de feuillage avec des valeurs supérieures ou égales à 0.8 dans les deux régions. La plupart des modèles de climat montrent que la corrélation entre le LAI et la température de l'air est positive dans le Sahel et négative dans le Golfe de Guinée et suggèrent que plus de LAI dans le golfe de Guinée conduit plus d'évapotranspiration et donc une surface plus froide, alors que dans le Sahel l'effet d'albédo de l'augmentation du LAI peut dominer et augmenter la température de surface.Dans un second temps, l'impact biophysique des changements futurs de la couverture terrestre sur le climat de surface du XXIe siècle a été évalué à l'aide des simulations spécifiques similaires aux scénarios RCP8.5 mais avec une végétation fixe en 2006. Les analyses révèlent qu'à l’échelle régionale, les impacts biophysiques des changements d'occupation des sols dans les scénarios ont été globalement faibles mais statistiquement significatifs au Sahel et en Afrique centrale où la déforestation est prescrite dans le futur (>10%), mais avec une large dispersion sur la réponse du climat résultant aux différentes paramétrisations de la surface terrestre dans les modèles de climat
By climate models developed in the LUCID project and CMIP5 models used in the LUCID-CMIP5 projet, this thesis aims to identify and evaluate biogeophysical impacts of LULCC of the past 150 years and the end of XXIst century on surface climate in West Africa. Focusing analysis in two contrasted regions of West Africa: Sahel and Guinea where land cover change is above 5% since pre-industrial times, results reveal expansion of crops and pasture and deforestation in Guinea in all LUCID models. In this work, simulations of present-day rainfall and surface air temperature have been compared with observed datasets. Results show that the observed mean and inter-annual variability of rainfall are respectively underestimated and overestimated by most of the seven climate models. Overall surface air temperature is better simulated than precipitation.Two simulations of rainfall and surface air temperature, forced respectively with present-day and pre-industrial land cover distribution are also compared. Results show that there is no obvious/visible difference between the two simulations with respect to mean climatic values of both rainfall and temperature as if the changes in land cover did not really matter for the good representation of those variables. Finally, this thesis evaluates leaf area index (LAI) in the LUCID models and its relationships with surface climate. Observations reveal that precipitation is highly and positively correlated to foliage density with values larger or equal to 0.8 in both the Sahel and Guinea. Five out of seven models show positive correlations, but not as large as in the observations. However none of the models is able to capture a larger correlation between precipitation and LAI in Guinea than in the Sahel. Most of climate models show that correlation between LAI and surface air temperature is positive in the Sahel and negative in Guinea. It suggests that more LAI in Guinea will lead to more evapotranspiration and therefore cooler surface, while in the Sahel the albedo effect of increased LAI may dominate and increase surface temperature. Finally, analysis reveals that historical effects of land-use changes are not regionally significant among the seven climate models due to a small land-cover change prescribed in these regions compared to the changes induced by large scale forcing such as sea surface temperatures changes and CO2 concentration increase.Furthermore, biogeophysical impact of land-use change in the XXIst Century climate were evaluated using specific simulations similar to RCP8.5 scenarios but with a prescribed fixed land cover map on 2006. The analysis reveals, that in contrast of last 150 years, deforestation continues in the coming years in tropical region in scenarios resulting from the extension of the cultivated area reaching 15 million km2 in 2100 over tropical Africa. Regionally, the biogeophysical impacts of projected changes in land cover in RCP8.5 scenarios were generally small but statistically significant in the Sahel and Central Africa regions where deforestation is more than 10% with a wide dispersion of climate response due to differents parameterizations of land surface in climate models

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Boisier, Juan Pablo. « Évaluer les impacts robustes du changement d'usage des sols sur le climat des 150 dernières années et sur le climat projeté pour le siècle prochain ». Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00787972.

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Résumé :

Le changement de l'occupation des sols (LUC) a une influence importante sur le climat de par les modifications des propriétés physiques de la surface. Le niveau de connaissance de ces impacts biogéophysiques est cependant insuffisant, en raison notamment des nombreux processus impliqués. Via l'intercomparaison de modèles de climat et d'autres outils développés, cette thèse vise à identifier les signaux climatiques robustes liés au LUC, ainsi qu'à évaluer les incertitudes associées. Depuis l'époque préindustrielle, le LUC a résulté en une déforestation extensive dans les régions tempérées de l'hémisphère Nord, où l'augmentation de l'albédo de surface a sûrement induit un refroidissement durant l'hiver et le printemps. L'amplitude de cet impact ainsi que le rôle des effets non radiatifs en été reste pourtant très incertain parmi les modèles. Ces incertitudes répondent (1) à la façon dont le LUC est représenté dans les modèles de surface et (2) aux sensibilités intrinsèques des modèles de climat au LUC. Le deuxième point explique plus de 50% de la dispersion inter-modèle dans des variables clés au climat de surface comme l'évapotranspiration. Suite à cette incertitude, les impacts du LUC dans albédo de surface et l'évapotranspiration ont été estimés à partir d'observations contemporaines et les cartes de végétation prescrites dans les modèles de surface ici évalués. L'ensemble de ces analyses montre que les incertitudes actuelles des effets sur le climat du LUC sont en grande partie liées aux paramétrisations des modèles de surface, et peuvent donc être réduites par une évaluation plus rigoureuse de ceux-ci.

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Iqbal, Muhammad. « Impact de l'occupation des sols agricoles contaminés sur la disponibilité des éléments trace : Mise en évidence du role des matières organiques dans le cas de cultures annuelles et cultures pérennes à vocation énergétique ». Phd thesis, AgroParisTech, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00811413.

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Résumé :

Le changement d'occupation des sols contaminés est susceptible de modifier la nature et la quantité des matières organiques du sol (MOS). Les matières organiques sont connues pour avoir un rôle de source trophique pour les organismes des sols et un rôle de ligand vis-à-vis des éléments traces métalliques (ETM) dans les sols contaminés. Des changements de matières organiques dus aux changements d'occupation des sols contaminés peuvent modifier la spéciation des ETM et leur disponibilité. Mais dans ce cas, le rôle de la matière organique dans le déterminisme de la disponibilité des ETM est peu documenté. L'objectif du travail présenté dans cette thèse était de mettre en évidence le rôle des matières organiques dans la disponibilité des ETM, dans le cas de sols agricoles contaminés après un changement de cultures annuelles vers des cultures pérennes à vocation non-alimentaire. Le travail a concerné l'étude de la disponibilité du Cu, Pb, Zn et Cd dans les sols de deux sites différents en texture et en origine de pollution i.e. le site de Metaleurop (Nord de la France) avec des sols limoneux contaminés par des retombées atmosphériques et le site de Pierrelaye (Région Parisienne) avec des sols sableux contaminés par les apports d'eaux usées brutes de la ville de Paris. Le rôle de la matière organique a été étudié en travaillant 1) sur des échantillons de sols sous deux cultures différentes i.e. sous culture annuelle et culture pérenne à vocation énergétique miscanthus depuis trois ans, 2) sur les échantillons de sol avant et après incubation in vitro afin d'accélérer la minéralisation de la matière organique, et 3) sur des échantillons de sol avec et sans matières organiques particulaires (MOP) i.e. les fractions libres des MOS afin de mettre en évidence leur rôle spécifique. Une approche combinée d'évaluation de la disponibilité par des extractions chimiques des ETM et d'étude de la localisation des ETM dans des fractions granulométriques a été utilisée. Les résultats obtenus montrent que l'impact de l'occupation des sols (sous culture annuelle ou pérenne miscanthus) sur la disponibilité des ETM était différent pour les deux sites étudiés. Pour les sols du site de Metaleurop les résultats ont montré que la disponibilité de Cu et Pb diminuait sous miscanthus tandis qu'une augmentation de leur localisation dans les fractions fines était observée. Par contre aucun changement n'a été observé pour Zn ni Cd dans ce site. Au contraire pour les sols sableux riches en matières organiques de Pierrelaye le changement d'occupation a impacté la disponibilité de Zn et Cd tandis que celle de Pb et Cu n'a pas évolué. Les résultats des sols avant et après incubation montrent que l'impact de la minéralisation des MOS sur la disponibilité des ETM était site dépendant pour Pb et Cd alors que l'effet sur Cu et Zn était similaire pour les sols des deux sites. En travaillant sur les sols avec et sans MOP, nous avons pu observer que les MOP en tant que fraction organique libre participaient à la disponibilité des ETM telle qu'étudiée, et que une partie du cuivre lié aux MOP était disponible pour un organisme dans nos conditions. Ces résultats de disponibilités des ETM dans des sols qui varient avec la nature et la quantité des matières organiques sont discutés.

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Boisier, Juan Pablo. « Évaluer les impacts robustes du changement d'usage des sols sur le climat des 150 dernières années et sur le climat projeté pour le siècle prochain ». Phd thesis, Palaiseau, Ecole polytechnique, 2012. https://pastel.hal.science/docs/00/78/79/72/PDF/Manuscrit_final_these_Boisier.pdf.

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Résumé :

Le changement de l'occupation des sols (LUC) a une influence importante sur le climat de par les modifications des propriétés physiques de la surface. Le niveau de connaissance de ces impacts biogéophysiques est cependant insuffisant, en raison notamment des nombreux processus impliqués. Via l'intercomparaison de modèles de climat et d'autres outils développés, cette thèse vise à identifier les signaux climatiques robustes liés au LUC, ainsi qu'à évaluer les incertitudes associées. Depuis l'époque préindustrielle, le LUC a résulté en une déforestation extensive dans les régions tempérées de l'hémisphère Nord, où l'augmentation de l'albédo de surface a sûrement induit un refroidissement durant l'hiver et le printemps. L'amplitude de cet impact ainsi que le rôle des effets non radiatifs en été reste pourtant très incertain parmi les modèles. Ces incertitudes répondent (1) à la façon dont le LUC est représenté dans les modèles de surface et (2) aux sensibilités intrinsèques des modèles de climat au LUC. Le deuxième point explique plus de 50% de la dispersion inter-modèle dans des variables clés au climat de surface comme l'évapotranspiration. Suite à cette incertitude, les impacts du LUC dans albédo de surface et l'évapotranspiration ont été estimés à partir d'observations contemporaines et les cartes de végétation prescrites dans les modèles de surface ici évalués. L'ensemble de ces analyses montre que les incertitudes actuelles des effets sur le climat du LUC sont en grande partie liées aux paramétrisations des modèles de surface, et peuvent donc être réduites par une évaluation plus rigoureuse de ceux-ci
Land-use change (LUC) is an important climate forcing due to the underlying alterations of the properties of the soil-vegetation system. However, the knowledge of these biogeophysical impacts of LUC is middling, notably due to the large number of processes involved. By means of model intercomparison and other approaches specifically developed, this study aims to identify the robust climate signals of LUC as well as to assess the associated uncertainties. LUC since the preindustrial period has led to extensive deforestation in the northern temperate regions and therefore to increases in surface albedo. The amplitude of this impact and the role of the non-radiative effects in summer are still quite uncertain within the model results. These uncertainties respond (1) to the way LUC is implemented in land surface models (LSMs) and (2) to the intrinsic model sensitivities to LUC. We show that the second point could explain more than 50% of the inter-model dispersion in key variables for the surface climate such as the evapotranspiration. We therefore developed statistical tools to reconstruct the impacts of LUC on the surface albedo and the evapotranspiration using present-day observations and the land-cover maps prescribed in the LSMs here assessed. The analyses carried out here show that current uncertainties in the climate impacts of LUC are in major part the result of the land-surface parameterizations used in climate models and, hence, could be reduced with a more thoroughly evaluation of LSMs

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Kouakoua, Ernest. « La matière organique et la stabilité structurale d'horizons de surface de sols ferrallitiques argileux : effet du mode de gestion des terres ». Nancy 1, 1998. http://www.theses.fr/1998NAN10016.

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Résumé :

Cette étude concerne essentiellement des sols ferrallitiques argileux (du Congo, du Brésil et de la Martinique). Les formes de matière organique (MO) susceptibles de variations importantes avec le mode de gestion de terres et la stabilité de l'agrégation ont été étudiées par différentes approches : par fractionnement granulométrique du sol et par extraction du sol à l'eau chaude. La stabilité structurale est estimée par le taux de macroagregats stables à l'eau (AS) avant et après traitement à l'eau chaude (ASE). La diminution importante des teneurs en C total dans les horizons de surface des sols cultivés après défrichement de la végétation naturelle a été généralement confirmée. Le fractionnement granulométrique de la MO montre que : (I) tous échantillons confondus, les contenus en C augmentent des fractions sableuses aux fractions argileuses, (II) toutes les fractions sont concernées par les variations des contenus en C, mais avec des amplitudes variables selon la fraction, le type de sol et le mode de gestion. Toutefois, les variations de la fraction sableuse sont les plus importantes. La mise en culture intensive induit aussi une diminution des teneurs en C soluble à l'eau chaude (CS) et en sucres totaux (CST) des sols. Les relations entre MO des sols et AS ont été étudiées pour les MO solubles à l'eau chaude et pourles fractions granulométriques de la MO. On a pu montrer, comme d'autres auteurs, l'existence de relations hautement significatives entre teneur en CS et AS. Pourtant l'étude de l'effet direct de ces MO solubles ne met pas en évidence un effet agrégeant de ces MO. Quant au contenu en C des fractions granulométriques des sols, seules les MO associées aux fractions sableuses (débris végétaux) montrent une corrélation significative avec AS. Compte-tenu des observations ci-dessus, on ne peut toutefois conclure à un effet réel et direct de cette fraction sur l'agrégation. En conclusion, ce travail n'aura pas permis d'identifier avec certitude une fraction organique agrégeante dans ces sols. Il aura toutefois conduit à montrer que les MO solubles à l'eau chaude ne le sont probablement pas, et que, dans ces sols A argile 1 : 1 ou le processus de désagrégation est dominé par le phénomène d'éclatement, les MO associées aux fractions sableuses pourraient éventuellement jouer un rôle important dans la stabilité structurale.

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Sy, Souleymane. « Impact du changement d'occupation des sols passé et à venir sur la dynamique de la circulation de la mousson ouest africaine ». Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2016PA066208.pdf.

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Résumé :

Cette thèse vise à identifier et évaluer les impacts biogéophysiques des changements d'usage des sols depuis les 150 dernières années jusqu'à la fin du XXIe siècle sur le climat en Afrique de l’Ouest à partir des modèles LUCID et des scénarios CMIP5 utilisés dans le contexte LUCID-CMIP5. Les analyses menées dans cette thèse se sont d'abord basées dans le Sahel et dans le Golfe de Guinée où les changements passés de la couverture terrestre sont supérieurs à 5%. Les simulations LUCID ont été d'abord évaluées dans cette thèse en comparant les précipitations et la température de l'air simulées par les modèles aux données d'observation. Les analyses ont montré que la moyenne et la variabilité inter-annuelle observées des précipitations et de la température sont respectivement sous-estimées et surestimées par la plupart des modèles de climat LUCID même si la température semble mieux simulée que les précipitations. Dans cette étude, les deux simulations actuelles forcées respectivement par une distribution actuelle et pré-industrielle de la couverture terrestre ont été comparées. Les résultats montrent qu'il n'y a pas de différence évidente entre ces deux simulations par rapport aux valeurs moyennes climatiques des précipitations et de la température dans les modèles comme si les changements de la couverture terrestre n'ont pas vraiment d'importance sur la représentation de ces variables. Dans le Golfe de Guinée, les analyses montrent que l'expansion des surfaces cultivées et des pâturages s'est effectuée au détriment d'une déforestation entraînant une diminution du LAI, une augmentation d'albédo et une diminution de la rugosité de surface. Les analyses montrent que les impacts historiques des changements d'occupation des sols sur le climat dans ces régions restent très petits par rapport aux changements induits par l'augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Le LAI simulé par les modèles de surface LUCID et leur relation avec le climat en Afrique de l'Ouest ont été évalués, les résultats montrent que les précipitations sont fortement et positivement corrélées à la densité de feuillage avec des valeurs supérieures ou égales à 0.8 dans les deux régions. La plupart des modèles de climat montrent que la corrélation entre le LAI et la température de l'air est positive dans le Sahel et négative dans le Golfe de Guinée et suggèrent que plus de LAI dans le golfe de Guinée conduit plus d'évapotranspiration et donc une surface plus froide, alors que dans le Sahel l'effet d'albédo de l'augmentation du LAI peut dominer et augmenter la température de surface.Dans un second temps, l'impact biophysique des changements futurs de la couverture terrestre sur le climat de surface du XXIe siècle a été évalué à l'aide des simulations spécifiques similaires aux scénarios RCP8.5 mais avec une végétation fixe en 2006. Les analyses révèlent qu'à l’échelle régionale, les impacts biophysiques des changements d'occupation des sols dans les scénarios ont été globalement faibles mais statistiquement significatifs au Sahel et en Afrique centrale où la déforestation est prescrite dans le futur (>10%), mais avec une large dispersion sur la réponse du climat résultant aux différentes paramétrisations de la surface terrestre dans les modèles de climat
By climate models developed in the LUCID project and CMIP5 models used in the LUCID-CMIP5 projet, this thesis aims to identify and evaluate biogeophysical impacts of LULCC of the past 150 years and the end of XXIst century on surface climate in West Africa. Focusing analysis in two contrasted regions of West Africa: Sahel and Guinea where land cover change is above 5% since pre-industrial times, results reveal expansion of crops and pasture and deforestation in Guinea in all LUCID models. In this work, simulations of present-day rainfall and surface air temperature have been compared with observed datasets. Results show that the observed mean and inter-annual variability of rainfall are respectively underestimated and overestimated by most of the seven climate models. Overall surface air temperature is better simulated than precipitation.Two simulations of rainfall and surface air temperature, forced respectively with present-day and pre-industrial land cover distribution are also compared. Results show that there is no obvious/visible difference between the two simulations with respect to mean climatic values of both rainfall and temperature as if the changes in land cover did not really matter for the good representation of those variables. Finally, this thesis evaluates leaf area index (LAI) in the LUCID models and its relationships with surface climate. Observations reveal that precipitation is highly and positively correlated to foliage density with values larger or equal to 0.8 in both the Sahel and Guinea. Five out of seven models show positive correlations, but not as large as in the observations. However none of the models is able to capture a larger correlation between precipitation and LAI in Guinea than in the Sahel. Most of climate models show that correlation between LAI and surface air temperature is positive in the Sahel and negative in Guinea. It suggests that more LAI in Guinea will lead to more evapotranspiration and therefore cooler surface, while in the Sahel the albedo effect of increased LAI may dominate and increase surface temperature. Finally, analysis reveals that historical effects of land-use changes are not regionally significant among the seven climate models due to a small land-cover change prescribed in these regions compared to the changes induced by large scale forcing such as sea surface temperatures changes and CO2 concentration increase.Furthermore, biogeophysical impact of land-use change in the XXIst Century climate were evaluated using specific simulations similar to RCP8.5 scenarios but with a prescribed fixed land cover map on 2006. The analysis reveals, that in contrast of last 150 years, deforestation continues in the coming years in tropical region in scenarios resulting from the extension of the cultivated area reaching 15 million km2 in 2100 over tropical Africa. Regionally, the biogeophysical impacts of projected changes in land cover in RCP8.5 scenarios were generally small but statistically significant in the Sahel and Central Africa regions where deforestation is more than 10% with a wide dispersion of climate response due to differents parameterizations of land surface in climate models

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Mallet, Florian. « Spatialisation et modélisation de l'état hydrique des sols pour l'étude des processus de formation des écoulements en contexte torrentiel : application au bassin versant marneux du Laval (ORE Draix-Bléone, Alpes-De-Haute-Provence, France) ». Thesis, Avignon, 2018. http://www.theses.fr/2018AVIG0055/document.

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Résumé :

Pour améliorer la prévision des crues dans les bassins versants torrentiels, les hydrologues doivent connaître les conditions initiales de l'état hydrique des sols précédant les événements pluvieux. La cartographie de l'humidité des sols, dont les variations sont principalement influencées par la topographie, la couverture végétale et l'hétérogénéité des propriétés des sols, constitue alors un outil précieux pour étudier les processus de formation des écoulements. Ce travail aborde la problématique de la spatialisation des variations spatio-temporelles de l'état hydrique des sols en utilisant la modélisation géostatistique et hydrologique appliquées au bassin versant expérimental marneux du Laval (0.86 km², ORE Draix-Bléone, France). Le suivi in situ des épisodes pluvieux de mai 2015 à novembre 2016 a permis de mettre en évidence une relation significative entre la teneur en eau des sols, la topographie et l'occupation de surface dans les badlands. Il a également permis de mieux appréhender la dynamique spatio-temporelle des variations de teneur en eau des versants à l'échelle saisonnière et événementielle, et de confirmer la majeure contribution aux écoulements de crue des horizons superficiels dénudés. Enfin, la modélisation hydrologique associée au traçage chimique et isotopique des eaux du bassin a apporté une amélioration de la compréhension de l'organisation spatiale de la réponse hydrologique du bassin à l'échelle événementielle
Hydrologists need to know soil moisture antecedent conditions before rainfall events to improve floodforecasting in torrential catchments. Soil moisture mapping, whose variations are mainly influenced bytopography, vegetation cover, and heterogeneity of soil properties, is therefore a valuable tool to studyhydrological processes. This work adresses the issue of the spatio-temporal variations of soil water statusspatialization using geostatistical and hydrological modeling applied to the Laval marly experimental catchment(0.86 km², ORE Draix-Bléone, France). In situ monitoring of rainfall events from May 2015 to November 2016revealed a significant relationship between soil water content, topography and land cover in the badlands. Italso led to better assess soil water content spatio-temporal dynamics at the hillslope scale and the seasonaland event time scales. It confirmed the major contribution of bare areas to stream flows. Eventually, thehydrological modeling associated to the chemical and isotopic water tracing made it possible to better understand the spatial organization of the catchment hydrological response at the event scale

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Gervasoni, Luciano. « Contributions à la formalisation et à la mise en œuvre d'indices spatiaux urbains utilisant des données ouvertes : application aux études de l'étalement urbain ». Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAM064/document.

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Résumé :

Le nombre de personnes vivant dans les villes a considérablement augmenté depuis 1950, passant de 746 millions à 3,9 milliards en 2014.La croissance démographique et l'urbanisation devraient ajouter 2,5 milliards de personnes à la population urbaine mondiale d'ici 2050.Cette situation pose de nouveaux défis sur la manière de concevoir des villes qui accueillent de telles quantités de population d'une manière durable, qui devrait aborder plusieurs aspects, allant des questions économiques aux questions sociales et environnementales.Les processus urbains sont la conséquence de différents facteurs d'interaction, liés entre eux de telle sorte que le processus qui en résulte est complexe à mesurer et à comprendre.Étant donné le nombre croissant de personnes vivant dans les villes, il devient urgent de comprendre la complexité sous-jacente de ces modèles urbains.A cette fin, nous proposons dans cette thèse des outils d'aide à la décision appliqués dans le contexte de l'analyse urbaine, qui permettent d'étudier les phénomènes de mixité et d'étalement urbain.Tout d'abord, un cadre permettant de saisir la répartition spatiale de l'utilisation des terres dans les villes est présenté.En premier lieu, les données urbaines sont extraites d'OpenStreetMap.En utilisant les techniques d'estimation de la densité du noyau, des estimations de la densité d'utilisation des terres sont ensuite effectuées pour les utilisations résidentielles et les activités.Les résultats sont utilisés pour calculer les indices de développement spatial mixte.En outre, des estimations de densité pour différents types d'activités sont proposées, qui décrivent un modèle clair de localisation dans les villes en fonction de leur type.Nous fournissons les résultats des systèmes d'information géographique, qui s'avèrent être un atout, en particulier pour les urbanistes, en soutenant et en facilitant leur processus de prise de décision - surtout en comparaison relative avec les mesures agrégées.Deuxièmement, les travaux susmentionnés ont été étendus pour le calcul des indices d'étalement urbain.L'approche proposée formalise l'étalement urbain sous l'angle du développement durable, en trois dimensions : la mixité de l'utilisation des sols, la dispersion des zones bâties et l'accessibilité aux opportunités d'activités.Il en résulte un nombre gérable de dimensions, où chaque dimension est formalisée d'une manière facile à interpréter, et en particulier une pertinence par rapport aux aspects de l'étalement urbain qui entravent le développement durable.Troisièmement, nous proposons deux approches pour effectuer des estimations désagrégées de la population.Le premier exploite l'information sur les surfaces résidentielles, en supposant une consommation de surface résidentielle constante par habitant.Grâce à l'utilisation de données maillées - c'est-à-dire agrégées - sur les secteurs de recensement, une désagrégation fine est effectuée pour répartir les données démographiques dans les bâtiments.Le second consiste en un réseau neuronal entièrement convolutif qui cartographie les données de population à grain grossier à fin.Nous utilisons la base de données OpenStreetMap pour extraire un ensemble de caractéristiques urbaines qui décrivent un contexte urbain local et guident la procédure de désagrégation.Les densités de population sont estimées pour des mailles 25 fois plus petites que la résolution d'entrée, c'est-à-dire 200m par 200m
The number of people living in cities has been increasing considerably since 1950, from 746 million to 3.9 billion in 2014.The continuing population growth and urbanization are projected to add 2.5 billion people to the world's urban population by 2050.This situation brings new challenges on how to conceive cities that host such amounts of population in a sustainable way, which should address several aspects, ranging from economical to social and environmental matters.Urban processes take place as a consequence of different interacting factors, linked between them in such a way that the resulting process is complex to measure and understand.Given the increasing number of people living in cities, understanding the underlying complexity of these urban patterns is thus becoming a pressing issue.To this end, we propose in this thesis decision-support tools applied in the context of urban analysis, which allow to study land use mix and urban sprawl phenomena.In our first contribution, a framework for capturing spatial land use mix in cities is presented.In the first place, urban data are extracted from OpenStreetMap.Using Kernel Density Estimation techniques, land use density estimations are then carried out for residential and activity uses.The outputs are employed to calculate spatial mixed-use development indices.Additionally, density estimations for different activity types (i.e. commercial and industrial, leisure and amenities, and shops) are proposed.We provide fine-grained Geographic Information System outputs, which happen to be an asset particularly for urban planners, supporting and aiding their decision-making procedure -- specially in relative comparison to aggregated measures.In a second contribution, the above work was extended for calculating spatial urban sprawl indices.The proposed approach formalizes sprawl under a sustainable development angle, into three dimensions: land use mix, dispersion of built-up area, and accessibility to activity opportunities.This results in a manageable number of dimensions, where each dimension is formalized in an easy-to-interpret way, and in particular pertinence to the aspects of sprawl that impede sustainable development.In our third contribution, we propose two approaches for performing disaggregated population estimates.The first one exploits information on residential surfaces, assuming a constant residential surface consumption per-capita.By means of employing gridded -- i.e. aggregated -- census tract data, a fine disaggregation is carried out to distribute population count data into buildings.The second one consists of a fully convolutional neural network that maps coarse-grained to fine-grained population data.We use the OpenStreetMap database to extract a set of urban features which describe a local urban context and guide the disaggregation procedure.Population densities are estimated for grid-cells 25 times smaller than the input resolution, i.e. 200m by 200m

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Payet, Évelyne. « Étude des dynamiques de dégradation des sols, à l'échelle des bassins versants côtiers de l’océan Indien ». Thesis, La Réunion, 2015. http://www.theses.fr/2015LARE0031/document.

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Résumé :

Cette thèse met en évidence les dynamiques spatiales en cours à l'échelle des paysages sur deux bassins versants du SOOI, en se focalisant sur les dynamiques d'occupation du sol qui affectent les processus érosifs. Cette thèse s'interroge sur les processus de dégradation affectant les bassins versants et sur les données spatiales à mobiliser dans des contextes très différents tels les territoires de La Réunion et de Madagascar. Les données de télédétection constituent dans ces contextes un atout. Elles permettent d'observer de façon régulière et à différentes échelles les territoires. Deux bassins versants sont suivis, le Fiherenana (Madagascar) et la Rivière des Pluies (La Réunion). Sur le Fiherenana, l'étude de l’érosion est abordée en considérant les dynamiques d'occupation du sol entre 2001 et 2013. Les informations, extraites du traitement d'images satellite SPOT 4 et 5, montrent une dégradation importante de la couverture forestière, particulièrement dans le secteur de Ranobé (section avale). Une perte de plus de 230 km² de forêt sèche est notée en 12 ans. Les pertes de sols estimées sur la même période, selon le modèle RUSLE, montrent une augmentation de l'érodabilité en raison de l'altération du couvert végétal. Sur la Rivière des Pluies, l'étude se focalise sur l'empreinte spatiale de deux processus, l'anthropisation des planèzes et son impact sur l'imperméabilisation des sols, ainsi que celle des mouvements de masse sur les fortes pentes. Ces phénomènes sont suivis à partir d'orthophotographies de l'IGN, entre 1997 et 2012. Ces travaux apportent une réponse spatialisée et quantitative des dynamiques de dégradation en cours sur les bassins versants du SOOI
Since the 20th centuries, the Southwest of Indian Ocean is particularly affected by anthropogenic degradations. This study aims to analyze degradations on drainage basin scale, which allows a suitable monitoring of critical areas, in the southwest of Indian Ocean. It focus on the assessment of land degradation and its causes, land cover change and erosion.The main difficulty stands in the implementation of reproducible methods and proceeds for developed and developing countries. In light of this, remote sensing data are relevant. Those data enable a regular observation of phenomena, allowing a full description of isolated lands and at different scale. This study combined, remote sensing data processing, spatial analysis and modeling to analyze degradations. Approaches include, data collection, their formatting or their preprocessing. Land cover information provided from Object-Based Image Analysis (OBIA) methodologies and Geographical Information System (GIS) authorized data conditioning and modeling. On the Fiherenana catchment, soil loss has been computed taking into account land cover changes. Those information were provided from SPOT 4 and 5 images from 2001 to 2013. Results confirmed the forest degradation especially in Ranobé, where we recorded a loss of more than 230 km² over 12 years. Lands affected by erosion process, spatialized and quantified by RUSLE model, also increased over this period. On La Rivière des Pluies, IGN’s orthophotographies, from 1997 until 2012, permitted urbans imprint analyzing. On Grand Éboulis site, vegetation monitoring revealed slumps. The study exposed spatial and quantitative results highlighting degradations dynamics on catchm

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Alhaskeer, Ziad. « Analyse cartographique de la structure des paysages de vallées : évaluation de la dynamique des paysages de vallées du bassin versant de la Maine à partir de la télédétection et de SIG ». Phd thesis, Université du Maine, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00793094.

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Résumé :

Les vallées du bassin versant de la Maine forment des paysages diversifiés soumis à des enjeux multiples(étalement urbain, activités agricoles, boisements). Les interactions entre l'eau et les activités humainesprésentent une certaine variabilité. Pour rendre compte des caractéristiques des vallées, de leurs diversités et deleurs singularités, la recherche est fondée sur les descripteurs objectifs (matériels) en utilisant d'une approchemultiscalaire et reproductible. Une typologie des types de vallées est réalisée en s'appuyant sur une approchemorphologique (MNT/analyse spatiale) pour caractériser les morphologies de vallées et une approche des modesd'occupation du sol (traitement d'images LANDSAT ETM+7) pour renseigner les types de couvertures du sol.23 types des paysages de vallées sont identifiés. La typologie met surtout en évidence la diversité de paysages devallée, pourtant souvent négligée par les approches classiques. La confrontation des résultats de cette typologieavec les atlas des paysages valide les types de vallées. Un suivi des changements dans les vallées du bassinversant de la Maine est mesuré, à partir d'images LANDSAT TM 1984 et ETM 2003, en utilisant les outilsgéomatiques (télédétection, SIG et techniques statistiques). Les méthodes et les procédures adoptées dans cetterecherche sont la cartographie de l'occupation du sol, l'obtention d'indicateurs et la cartographie deschangements. Les vallées intermédiaires sont les vallées les plus soumises aux changements, alors qu'aucontraire, les vallées jugées remarquables (gorges, vallées très encaissées et les basses vallées) sont les valléesayant le moins évolué. La détection des changements par type de vallées met en avant l'intérêt de combinaisond'approches morphologiques et d'approches d'occupation du sol, ce qui permet de montrer l'influence de naturedes reliefs à l'évolution d'occupation du sol. La confrontation des types de vallées avec les politiques paysagèrespermet de mettre en évidence le rôle des acteurs dans la gestion de ces espaces. Ainsi, le travail avec d'autrestypes des données, d'autres zones et avec une échelle plus fine permet de valider les résultats tirés des vallées dubassin versant de la Maine.

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Humbert, Guillaume. « Déterminisme hydro-climatique de la composition et du transfert des matières organiques dissoutes dans un bassin versant agricole ». Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S151/document.

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Résumé :

Potentiel stock de carbone dans les horizons minéraux des sols, sources de nutriments et vecteurs de polluants dans les écosystèmes aquatiques, les matières organiques dissoutes (MOD), leurs origines, et leurs transferts des sols à la rivière sont encore mal connus. Cette thèse a pour objectif de caractériser la variabilité temporelle et spatiale de la quantité et de la qualité des MOD des sols et des rivières et d'en identifier les facteurs de contrôle. Ce travail s'appuie sur le bassin versant expérimental de Kervidy-Naizin (Morbihan, Observatoire de Recherche en Environnement AgrHys). Ce site de 5 km² bénéficie de 13 années de suivi journalier des concentrations en carbone organique dissous (COD) dans la rivière et hautes fréquences des paramètres hydro-climatiques (débit, niveaux piézométriques, climat). Un suivi au moins bimensuel de la quantité et de la qualité des MOD de sols hydromorphes soumis à différents usages (culture, prairie, bois) et de rivières a été réalisé sur 2 cycles hydrologiques. L'exploitation des données long-terme a permis de proposer un schéma complet et cohérent des processus hydrologiques contrôlant les exports de MOD, leur relais dans le temps (en proposant une définition objective des saisons hydrologiques) et leur importance relative variable suivant le contexte climatique de l'année. L'exportation hivernale des MOD produites dans les sols pendant l'été contrôle la dynamique intra-annuelle décroissante des concentrations en COD des eaux de rivière. L'effet compensatoire de ces mécanismes de production et d'exportation explique la relative stabilité des concentrations moyennes annuelles de la rivière. La caractérisation des MOD par spectroscopie de fluorescence 3D, couplée à la modélisation PARAFAC (parallel factor analysis) des matrices d'excitation-émission générées, a permis d'identifier des exportations de MOD d'origine agricole, faiblement aromatiques, protéiques et dérivées de l'activité microbienne. Ces MOD sont exportées saisonnièrement pendant les périodes d'inter-crue des hivers très humides, par remontée de la nappe dans les sols cultivés des versants, et ponctuellement au printemps, lors de crues suivant l'épandage d'effluents d'élevage sur les sols du bassin. L'organisation spatiale des dynamiques temporelles de la quantité et de la qualité des MOD des sols suggère un contrôle hydro-pédo-topographique des différences rapportées. Les MOD faiblement aromatiques des horizons organo-minéraux sont préférentiellement exportées depuis les sols situés dans les pentes de versant. Les MOD exportées depuis les horizons minéraux sont partiellement compensées par les apports de MOD provenant des sols situés en amont. L'instauration de conditions réductrices dans les sols de bas de versant, produit des MOD aromatiques uniquement exportées en crue. La composition et la position dans le bassin des MOD des sols agricoles les rendent donc sensibles au processus d'exportation. La question du devenir de ces MOD est posée
The role of dissolved organic matter (DOM) as carbon storage in mineral soil horizons and the impacts of DOM on aquatic ecosystems, either as a source of nutrients, or a vector of pollutants, raise the need to understand its origin, and the mechanisms linked to its transport from soils to stream. This work aims to characterize the temporal and spatial dynamics of the amount and the quality of DOM in soil and stream water, and to identify the controlling factors. It is based on the Kervidy-Naizin catchment of 5 km² (Morbihan ; Environment Research Observatory AgrHyS). This site benefits from 13 years of daily stream dissolved organic carbon (DOC) concentrations and high frequency of hydro-climatic parameters (discharge, groundwater table depths, and meteorological variables). DOM concentration and composition of soil water under contrasted land uses (cropland, grassland, or woodland) and stream water were assessed at least fortnightly during 2 hydrological cycles. A comprehensive and consistent pattern of hydrological processes that control the DOM exports, their changes in time (by providing an objective definition of hydrological seasons), and the changes of their relative importance according to the climatic context of the year was proposed. The exports of DOM produced in the soils during summer control the intra-annual decrease of stream DOC concentrations. This suggests a compensatory mechanism whereby increased winter exports can balance the summer production of DOM resulting in a relatively uniform mean annual DOC concentration. The DOM composition of soil and stream water was determined by fluorescence spectroscopy combined with PARAFAC (parallel factor analysis) modeling built from excitation-emission matrices. Exports from agricultural sources characterized by low aromatic, protein-like, microbial-derived DOM were reported. This DOM is transported to the stream seasonally during inter-storm periods of very wet winters, by rising of the water table in arable hillslope soils, and occasionally in spring, during storm events that follow the animal manure application on catchment soils. The spatial organization of temporal dynamics of the DOM concentration and composition of soil waters suggested that they were controlled by combined effects of hydrology, soil properties and topography. DOM with fewer aromatic moieties is preferentially exported from organo-mineral horizons of hillslope soils. DOM loss from mineral soil horizons are partially balanced by DOM inputs from upper soils. The onset of reducing conditions in downslope soils produces aromatic DOM that is transported to the stream only during storm events. Hence, DOM from agricultural soils is more susceptible being transport to stream due to its composition and its location within the catchment. The question of the fate of these DOM in aquatic ecosystems is raised

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Tudesque, Loïc. « Analyse temporelle et spatiale des composantes chimiques, hydromorphologiques et diatomiques en relation avec les changements globaux ». Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1474/.

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Résumé :

L'objectif de cette thèse était d'évaluer l'effet des changements globaux sur les milieux aquatiques. L'analyse exploratoire des bases de données d'occupation des sols, de physico-chimie, d'hydromorphologie, de diatomées dans les cours d'eau du bassin Adour-Garonne et de diatomées en Guyane a mis en évidence : 1) l'effet du changement global sur la qualité des eaux marquée par la hausse des températures et une atténuation sensible de l'eutrophisation ; 2) l'importance prépondérante des patrons d'occupation des sols à l'échelle du bassin versant ; 3) la persistance des diatomées et le changement des caractéristiques des communautés périphytiques face aux conditions de stress extrême dues à l'orpaillage en Guyane. Ces résultats ont démontré leurs valeurs quant à leurs potentiels de transfert vers les domaines de "la recherche appliquée" en proposant : 1) un référentiel temporel de la qualité chimique des eaux du bassin Adour-Garonne ; 2) l'intégration des patrons de l'occupation des sols à l'échelle du bassin versant dans le développement de nouveaux outils de bio-indication ; 3) la mise au point d'un indice diatomique générique basé sur les capacités motrices des diatomées et destiné au contexte guyanais
This thesis aimed at assessing the effect of global changes on aquatic ecosystems. The exploratory analysis of the land cover patterns, physicochemical, hydromorphological, and diatom databases in the Adour-Garonne basin and the diatom flora of streams in French Guyana highlighted: 1) the effect of the global changes on the water quality characterized by the temperature increase and the significant mitigation of eutrophication ; 2) the strongest influence of the land cover patterns at the catchment scale ; 3) the persistence of the diatom flora and the change of community structures facing extreme stress due to gold mining ; These results testified their importance as for their potential transfers towards the fields of "applied research", particularly proposing: 1) a temporal reference frame of the chemical water quality of the Adour-Garonne basin ; 2) to integrate the land cover patterns extracted at the catchment scale in order to improve or develop new biomonitoring tools ; 3) the development of a new generic diatom index appropriate to the French Guyana context based on the diatom motility abilities

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Criscuoli, Irene. « Stabilité du charbon végétal (biochar) dans le sol et impact sur la productivité et les cycles des nutriments des prairies alpines ». Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2016PA066574.pdf.

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Résumé :

Le charbon de bois (biochar), est un amendement qui améliore les propriétés physico-chimiques du sol, augmente le stockage du carbone et les productions agricoles. Les anciens sites de production de charbon permettent d'évaluer son impact directement sur le terrain et sur le long terme. Dans les Alpes italiennes on a échantillonné une série de charbonnières daté de 1858 ainsi que les sols de prairies adjacents, ne contenant pas de charbon. 80±21% du carbone provenant de la production du charbon est toujours présent dans le sol et a un temps de résidence moyen de 650±139 ans. Le contenu des nutriments et leur biodisponibilité sont plus élevés dans les charbonnières par rapport à la prairie alentour et, sont plus élevés aujourd'hui qu'en 1858. L'ajout de charbon apporte des nutriments au sol, mais à court terme les ions Ca2+, K+, SO42- et Mg2+ sont lixiviés sous forme de cendres. Le charbon s'avère capable de retenir les dépositions atmosphériques de PO43-, NH4+, NO3- et, sur le long terme, de K+. L'augmentation du contenu en nutriments, la diminution de l'hydrophobie et de la densité apparente du sol augmentent la productivité et la valeur nutritionnelle des espèces alpines fourragères (Festuca nugrescens Lam. et Trifolium pratense L.). La croissance des plantes est limitée par l'azote sur les charbonnière et par le phosphore dans les prairies non-amendés ou amendés récemment. Nous concluons que le charbon/biochar peut être une stratégie pour stocker le carbone dans les sols, augmenter la production de biomasse et la qualité du fourrage des prairies Alpines à long terme. Toutefois les opérations d'enfouissement peuvent être complexes à cause de la géomorphologie des Alpes
Charcoal or biochar is proposed as a soil amendment to improve physio-chemical soil properties, increase soil carbon (C) stocks and agricultural yields. Ancient charcoal hearths provide an opportunity to investigate its impact under field conditions and in the long term. A series of charcoal hearths and adjacent charcoal-free soils under grassland in the Italian Alps abandoned in 1858 was sampled.80±21% of the C originating from ancient charcoal is still present in the soil today and has a Mean Residence Time of 650±139 years. The content of total and available nutrients is higher in the hearths soils compared to the surrounding grasslands and it is higher today compared to 1858. The input of charcoal directly adds nutrients to soils but Ca2+, K+, SO42- and Mg2+ are leached in the short term after application, as they are lost in the form of ashes. Charcoal is able to retain atmospheric depositions of PO43-, NH4+, NO3- and in the long term K+.The increase in soil nutrient content and decreases in hydrophobicity and bulk density translated into higher plant growth and nutritional values of two alpine fodder species (Festuca nigrescens Lam. and Trifolium pratense L.). Plant growth was N-limited in the charcoal hearths soils and P-limited in the surrounding grasslands not amended or recently amended with charcoal/biochar.We can conclude that charcoal/biochar is a long term strategy to store carbon in soils, improve biomass productivity and fodder quality in alpine grasslands. However charcoal/biochar incorporation into soil can be complex because of the geomorphology of the Alps

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Basse, Reine Maria. « LA LGV PACA DANS L'EVOLUTION DU SYSTEME TERRITORIAL TRANSFRONTALIER FRANCO-ITALO-MONEGASQUE. MODELISATION GEOPROSPECTIVE ». Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00569939.

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Résumé :

L'objet de cette recherche porte sur une ligne à grande vitesse appelée à desservir la Région Provence-Alpes-Côte d'Azur à l'horizon 2020. La LGV PACA est une infrastructure programmée mais qui n'en est qu'au stade de projet non encore réalisé, c'est pourquoi notre objectif est de proposer des scénarios visant à mesurer les incidences sur l'évolution du territoire transfrontalier franco-italo-monégasque, à partir de la démarche de géoprospective territoriale. Cette approche méthodologique repose ici sur une modélisation spatiale basée sur un modèle d'automate cellulaire contraint du nom de MOLAND. L'application de MOLAND a permis de procéder à une modélisation intégrant transport et usage des sols, ce qui a pour avantage de faciliter la compréhension de l'évolution actuelle et possible du comportement de l'occupation des sols au sein des espaces limitrophes de la frontière. Trois grandes parties sont proposées dans cette thèse. Il est suggéré dans la première partie un cadrage méthodologique portant sur l'interdépendance existante et pouvant exister entre le système territorial et le sous-système des transports. Dans la deuxième partie, nous abordons la problématique de la modélisation et de la simulation spatiale en insistant sur la difficulté du paramétrage des modèles dynamiques et spatialement explicites et notamment sur le paramétrage des modèles basés sur les automates cellulaires contraints. Dans la troisième et dernière partie de cette thèse, c'est la difficulté de l'exercice géoprospectif encore méconnu qui est mise en avant. À partir de différents scénarios géoprospectifs, cette thèse fournit des éléments de connaissance quant à l'avenir possible d'un espace transfrontalier qui s'apprête à accueillir la grande vitesse ferroviaire. Elle apporte des réponses concrètes aux questions liées à la croissance urbaine et à l'accessibilité des territoires jusque-là isolés des grands couloirs européens de communication. Les résultats de cette recherche sont plus que jamais d'actualité car, dans le cadre de l'aide à la connaissance du territoire et de l'aide à la décision, ils permettent de se pencher sur un volet ignoré jusqu'à présent par les études menées par le maître d'ouvrage RFF (Réseau Ferré de France) : la prise en compte simultanée de l'infrastructure de transport et de l'occupation des sols pour l'appréhension et la compréhension des dynamiques d'un territoire en devenir. La prise en compte de l'occupation des sols dans la modélisation géoprospective par automates cellulaires permet au géographe de poser les bonnes questions à partir d'une entrée territoriale. RFF a récemment lancé de nouvelles études sur l'opportunité qu'offre l'infrastructure grande vitesse ferroviaire pour améliorer la desserte de la Région PACA. En permettant de mesurer les impacts nationaux de cette infrastructure sur ce territoire transfrontalier, les simulations réalisées constituent une aide à la décision utile et indispensable.

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Shorieh, Amani. « Nouvelle approche d'estimation de la vulnérabilité des aquifères combinant le modèle DRASTIC et la sensibilité des sols à l'infiltration. Application à l'aquifère du Dogger dans l'interfluve Clain-Vienne, Poitou-Charentes, France ». Thesis, Poitiers, 2014. http://www.theses.fr/2014POIT2274.

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Résumé :

Cette étude s'intéresse, par l'utilisation de la cartographie, à l'évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines aux pollutions en particulier à la vulnérabilité intrinsèque des nappes libres. Dans cette optique, une étude bibliographique sur les méthodes d'estimation de la vulnérabilité des nappes a été menée. A partir de cette étude bibliographique on a trouvé que la méthode DRASTIC a été considérée comme la base de la plupart des études de vulnérabilité.L'aquifère du Dogger convient tout-à-fait à une application des différentes méthodologies. En effet, grâce à son importance en tant que source d'eau potable et d'irrigation ainsi qu'à sa principale problématique qui est la vulnérabilité aux concentrations en nitrates (on peut la considérer comme une nappe très vulnérable aux pollutions superficielles, surtout aux surconcentrations en nitrates), une base de données à la fois volumineuse et diversifiée a été acquise sur plusieurs décennies de travaux de prospection, de suivi et d'exploitation. On peut retrouver ces données sous forme de fiches, de tableaux de cartes et de comptes-rendus.Une description générale de la zone d'étude nous a permis de déterminer les paramètres disponibles dans cette aquifère afin de déterminer quelle méthode il convenait d'appliquer à cette nappe. Ainsi, une étude hydrogéochimique à été réalisée à partir d'une campagne de prélèvements et d'analyses chimiques des eaux souterraines. Ces analyses chimiques, en particulier les analyses des teneurs en nitrates, ont été utilisées pour valider les cartes de la vulnérabilité de l'aquifère du Dogger.Donc, dans le but de cartographier la vulnérabilité de la nappe du Dogger dans le département de la Vienne, on a appliqué deux méthodes, et tout d'abord la méthode DRASTIC (Aller et al. 1987). La carte obtenue par cette méthode est mal corrélée avec la concentration en nitrates.En effet cette méthode attribue un poids faible au sol dans le calcul de l'indice final et elle a complètement ignoré les rôles des activités agricoles. C'est pourquoi on a proposé une nouvelle méthode dévirée de la méthode DRASTIC. Cette seconde méthode est plus adaptée à la nappe libre localisée sous la surface d'une activité agricole très importante. En prenant en considération les neuf paramètres qui déterminent la sensibilité des sols à l'infiltration verticale et l'occupation du sol. La nouvelle carte a permis d'obtenir une meilleure corrélation entre les concentrations en nitrates mesurées et les zones vulnérables par rapport à la méthode originale. Le système d'information géographique avec le logiciel Arc Map (10) a représenté un facteur très important pour réaliser ce projet. Ce SIG a permis de construire une base de toutes les données existantes "géologiques, hydrogéologiques, chimiques et les caractéristiques du sol". Cette base, d'une part permet de disposer pour l'aquifère du jurassique moyen dans la zone d'interfluve Clain-Vienne, des couches d'informations complètes qui pourraient être une référence pour plusieurs études hydrogéologiques. D'autre part, le SIG a été très précieux dans le domaine de la protection et de la gestion des nappes. Il a pu faciliter l'application des méthodes d'estimation de la vulnérabilité, grâce à ses outils (coupage, superposition, méthode d'interpolation, calcul mathématique) qui permettent de traiter un grand nombre des données en superposant toutes les cartes de chaque facteur sur un support de même taille, ainsi que d'intégrer et combiner ces cartes. Nous pouvons à l'aide de tous ces outils, calculer les indices finaux et produire une carte finale de la vulnérabilité qui devient elle-même un outil facile de comparaison avec les teneurs en nitrates afin de valider les résultats
The main objective of this PhD thesis is the optimization of a novel approach to estimate groundwater vulnerability using both the DRASTIC model and soil infiltration sensitivity. The model will be then applied to the Dogger aquifer of Poitiers, Center West France; to delineate areas that are more susceptible to contamination from anthropogenic sources. This is an important element for sensible resource management and land use planning.Poitou-Charentes, located in the Center-West of France, is a region where economy is mainly based on agriculture. It is made up of 4 Departments (Vienne, Charente, Charente Maritime, Deux-Sèvres) and is largely supplied by groundwater, both for consumption and irrigation. This resources thus vital to the region and its preservation is a major issue. The objective of this study is the determination of the roundwater quality in the Dogger aquifer of Poitiers (Vienne Department), which is the main water resource for his area in order to achieve a better understanding of the factors influencing groundwater mineralization. Sixty-six wells, distributed over the study area, were sampled and analyzed for major ions (Ca2+, M2+, Na+, K+, HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-). The hydrochemistry of groundwater is determined by both natural processes, and anthropogenic factors. Natural factors are dissolution of carbonate and dolomite minerals, and cation exchanges with clays, while anthropogenic factors are contaminant infiltration of wastewater and agricultural fertilizers. Nitrate is the main contaminant found in the groundwater and makes this resource unsuitable for consumption at some places.This study focuses, by the use of mapping, on the assessment of the vulnerability of groundwater to pollution in particular to the intrinsic vulnerability of unconfined aquifers. The DRASTIC method was considered the most basic vulnerability studies.In this study, we intend initially to implement the DRASTIC model, as it was developed by US-EPA. The results of application of DRASTIC will be discussed and validated against available knowledge on Dogger groundwater quality, and in particular nitrate levels. Secondly, the development of a new approach will be developed based on a combination of DRASTIC model and a concept recently developed by the Chamber of Agriculture of Vienne soil susceptibility to infiltration. The results showed that this new approach results in a vulnerability assessment of the aquifer is entirely consistent with the state of contamination of the well and integrates all the parameters (risk parameters intrinsic parameters) involved in transferring pollutants from the soil surface to the well.

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Lejay, Mathieu. « Approche archéologique et expérimentale des structures de combustion au Paléolithique supérieur ancien : analyse multiscalaire (micromorphologie et géochimie organique) appliquée aux sites de Régismont-le-Haut et des Bossats ». Thesis, Toulouse 2, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU20005/document.

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Résumé :

Ce travail aborde l’étude d’une sélection de structures de combustion provenant de Régismont-le-Haut (Hérault, France) et des Bossats (Seine-et-Marne, France) en suivant une méthode multiscalaire. Ces deux sites de plein air livrent une documentation archéologique riche permettant de renseigner pour le premier une phase récente de l’Aurignacien et une phase ancienne du Gravettien, entre autres, pour le second. Du point de vue méthodologique, la démarche retenue implique de débuter par l’analyse des données de terrain (échelle macroscopique), de poursuivre les investigations grâce à la micromorphologie (échelles méso- et microscopique) et finalement d’avoir recours à la géochimie organique (échelle moléculaire). Afin d’affiner les clefs de lecture des résultats archéologiques et de proposer de nouvelles pistes de réflexion, un programme d’expérimentation a également été conduit. La mise en œuvre conjointe de ces différentes approches complémentaires dans l’optique de croiser leurs résultats et leurs hypothèses interprétatives fait notamment la part belle à la prise en compte de la matière organique présente dans les sédiments des structures de combustion. Les résultats obtenus permettent à la fois de mieux cerner les modes de fonctionnement et d’utilisation des différentes structures tout en prenant en compte leur évolution taphonomique. Les questions des aménagements, de l’intensité du fonctionnement, des types de combustible et de la fonction sont abordées dans le cas des structures primaires, les foyers, mais les structures secondaires apportent également des informations en ce qui concerne les activités d’entretien. La mise en perspective de ces résultats acquis sur deux sites particulièrement bien préservés permet une discussion plus large de la place des structures de combustion au début du Paléolithique supérieur, période pour laquelle les pyrotechnologies demeurent un domaine encore trop méconnu des comportements humains
This study treats a selection of combustion structures from Régismont-le-Haut (Hérault, France) and les Bossats (Seine-et-Marne, France) using a multiscalar approach. These two open-air sites provide an extremely rich archaeological documentation of, respectively, a recent phase of the Aurignacian and an early phase of the Gravettian (among others). Methodologically the study entails treating three scales of analysis, beginning with field data (macroscopic scale), followed by micromorphological investigation (meso- and microscopic scales), and finishing with geochemical analyses (molecular scale). An experimental program was also developed in order to refine our tools for interpreting our archaeological datasets, as well as to propose novel avenues of reflexion. The concomitant application of these complementary approaches and subsequent cross-examination of their respective results underlines the important role of organic matter in the combustion structure sediments. The results obtained allow for a better understanding of fire structure operation and use, as well as the taphonomic evolution. For primary structures questions regarded additional construction of the structures, intensity of use, types of fuel, and their function, while secondary structures brought to the table information regarding maintenance activities. The contextualization of results obtained from these two particularly well-preserved sites allows us to reflect more widely upon the role of combustion structures in the Early Upper Palaeolithic, a period during which pyrotechnology remains a little explored sphere of human behaviour

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Osis, Reinis. « Relations spatiales entre les ressources biophysiques et les dynamiques d’occupation du sol du front pionnier en Amazonie orientale ». Thesis, Le Mans, 2019. http://www.theses.fr/2019LEMA3014/document.

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Résumé :

L’Amazonie est soumise depuis plusieurs décennies à un changement rapide d’occupation du sol du fait de la déforestation, l’installation de systèmes de production agricole, notamment l’élevage bovin et plus récemment le soja. L’un des défis majeurs est de mieux comprendre la dynamique spatiale de ces processus et ses déterminants. Avec la réduction de la déforestation et l’évolution agraire sur les fronts pionniers, les ressources et contraintes naturelles semblent gagner en importance dans les choix opérés par les agriculteurs. L'objectif de la présente recherche est d'évaluer le rôle des facteurs biophysiques dans la dynamique de l’occupation du sol depuis 2000 et d’anticiper sur des futurs possibles dans un territoire amazonien d’ancien front pionnier, aujourd’hui consolidé, la municipalité de Paragominas. Nous avons mis en œuvre un modèle spatialement explicite, afin d’identifier la distribution spatiale des processus de changement en relation avec différents facteurs. Des entretiens réalisés avec des producteurs explicitent les logiques sous-jacentes. Les résultats montrent qu'il y a différentes logiques d'usage des ressources biophysiques, qui varient selon les types de production, la taille des exploitations, la distance aux routes et villages, et la distribution spatiale des ressources biophysiques dans l'exploitation. Elles évoluent au fil du temps, en fonction des productions et des avancées technologiques, et sont organisées dans l'espace. La mise en évidence de ces relations spatiales constitue une avancée significative pour représenter l'évolution de l’ usage des sols et constituer un appui dans la définition de politiques de développement territorial
The Amazon has been subject to a rapid change in land use due to deforestation for several decades and more recently to the expansion of annual crops like soybeans. One of the major challenges is to understand better the spatial dynamics of these processes and its determinants. With the reduction of deforestation and the consolidation of pioneer fronts, natural resources and constraints seem to be gaining in importance in farmers' choices. The objective of this research was to assess the role of biophysical factors in land use dynamics since 2000 and to anticipate possible futures in a consolidated Amazonian pioneer frontier, the municipality of Paragominas. We implemented a spatially explicit model to identify the spatial distribution of change processes in relation to different factors. Interviews with farmers explain the underlying strategy. The results show different strategies for the use of biophysical resources according to the types of production, the size of the farms, the distance to roads and villages and the spatial distribution of biophysical resources in the farm. The strategies evolve over time, in relation to production and technological advances, and are organized in space. A better understanding of the importance of biophysical resources on the evolution of pioneer fronts through this type of method could provide support for land-use policies

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Criscuoli, Irene. « Stabilité du charbon végétal (biochar) dans le sol et impact sur la productivité et les cycles des nutriments des prairies alpines ». Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066574/document.

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Résumé :

Le charbon de bois (biochar), est un amendement qui améliore les propriétés physico-chimiques du sol, augmente le stockage du carbone et les productions agricoles. Les anciens sites de production de charbon permettent d'évaluer son impact directement sur le terrain et sur le long terme. Dans les Alpes italiennes on a échantillonné une série de charbonnières daté de 1858 ainsi que les sols de prairies adjacents, ne contenant pas de charbon. 80±21% du carbone provenant de la production du charbon est toujours présent dans le sol et a un temps de résidence moyen de 650±139 ans. Le contenu des nutriments et leur biodisponibilité sont plus élevés dans les charbonnières par rapport à la prairie alentour et, sont plus élevés aujourd'hui qu'en 1858. L'ajout de charbon apporte des nutriments au sol, mais à court terme les ions Ca2+, K+, SO42- et Mg2+ sont lixiviés sous forme de cendres. Le charbon s'avère capable de retenir les dépositions atmosphériques de PO43-, NH4+, NO3- et, sur le long terme, de K+. L'augmentation du contenu en nutriments, la diminution de l'hydrophobie et de la densité apparente du sol augmentent la productivité et la valeur nutritionnelle des espèces alpines fourragères (Festuca nugrescens Lam. et Trifolium pratense L.). La croissance des plantes est limitée par l'azote sur les charbonnière et par le phosphore dans les prairies non-amendés ou amendés récemment. Nous concluons que le charbon/biochar peut être une stratégie pour stocker le carbone dans les sols, augmenter la production de biomasse et la qualité du fourrage des prairies Alpines à long terme. Toutefois les opérations d'enfouissement peuvent être complexes à cause de la géomorphologie des Alpes
Charcoal or biochar is proposed as a soil amendment to improve physio-chemical soil properties, increase soil carbon (C) stocks and agricultural yields. Ancient charcoal hearths provide an opportunity to investigate its impact under field conditions and in the long term. A series of charcoal hearths and adjacent charcoal-free soils under grassland in the Italian Alps abandoned in 1858 was sampled.80±21% of the C originating from ancient charcoal is still present in the soil today and has a Mean Residence Time of 650±139 years. The content of total and available nutrients is higher in the hearths soils compared to the surrounding grasslands and it is higher today compared to 1858. The input of charcoal directly adds nutrients to soils but Ca2+, K+, SO42- and Mg2+ are leached in the short term after application, as they are lost in the form of ashes. Charcoal is able to retain atmospheric depositions of PO43-, NH4+, NO3- and in the long term K+.The increase in soil nutrient content and decreases in hydrophobicity and bulk density translated into higher plant growth and nutritional values of two alpine fodder species (Festuca nigrescens Lam. and Trifolium pratense L.). Plant growth was N-limited in the charcoal hearths soils and P-limited in the surrounding grasslands not amended or recently amended with charcoal/biochar.We can conclude that charcoal/biochar is a long term strategy to store carbon in soils, improve biomass productivity and fodder quality in alpine grasslands. However charcoal/biochar incorporation into soil can be complex because of the geomorphology of the Alps

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Delattre, Laurence. « Analyse des déterminants des choix de préservation des espaces agricoles et naturels dans les politiques locales d'urbanisme : apports d'une approche multi-méthodes ». Paris, EHESS, 2013. http://www.theses.fr/2013EHES0054.

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Résumé :

Dans un contexte de forte croissance spatiale des villes et d'enjeu social émergeant sur la protection des espaces agricoles péri urbains, nous nous intéressons aux éléments qui déterminent les choix publics locaux de gestion du développement urbain, en termes de consommation d'espace et de choix de densité. Nous partons de cadres d'analyse économiques issus de l'économie urbaine et de l'économie du choix social (Welfare Economies) qui renseignent les processus de décision inhérents à la planification urbaine. Puis, nous analysons comment une approche multi-méthodes (analyse de discours et statistiques textuelles couplées à de l'économétrie utilisant une importante base de données communales) peut aider à l'élaboration d'un cadre théorique adapté à un contexte régulé et décentralisé, tel que le contexte français. Nous appliquons cette approche aux documents d'urbanisme communaux de la région P ACA. Il en résulte un cadre théorique enrichi qui montre l'importance de déterminants peu évoqués dans la littérature et une évaluation de leurs effets sur la décision publique. Sont notamment mis en évidence les rôles particuliers des caractéristiques de l'activité agricole, de la légitimité des élus, des réglementations supra-communales et de certaines caractéristiques politiques communales ainsi que des relations entre communes. Nous mettons également en lumière la complémentarité entre les méthodes qualitatives et quantitatives employées-les analyses de discours et textuelles et les formalisations économétriques -notamment dans une perspective de généralisation à des contextes institutionnels et géographiques hétérogènes. Des pistes de recherches futures et quelques recommandations à destination des décideurs publics sont finalement proposées pour approfondissement
In a context of strong spatial urban growth and given the social emerging issues related to peri-urban farmland preservation against sprawl, we look into the elements that determine local public choices of urban development, in terms of land consumption and densities. We first consider economic frameworks of analysis from Urban and Welfare Economics that address urban planning decision making. Then, we analyze how a multi-method approach (discourse analysis, text statistics and econometrics on a large municipal database) can help build a theoretical framework adapted to a regulated and decentralized context as the French one. We apply this approach to Southeastern France municipal land use plans (Provence-Alpes-Côte d'Azur, "PACA" Region). The result is an enriched framework of analysis that shows the importance of determinants rarely mentioned in the literature and an assessment of their effect on public decision. Particular roles of some agricultural activity characteristics, elected officials' legitimacy, some of the political characteristics, supra¬municipal policies and interactions between municipalities are outlined. We also highlight synergies between qualitative and quantitative methods such as between discourse, text analyses and econometrics, namely in a perspective of generalization to heterogeneous geographical and institutional contexts. Avenues for future research and some recommendations to public decision-makers are lastly proposed for an in-depth examination

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Aubertin, Marie-Liesse. « Biochar-compost mixtures : interactions and impact on carbon sequestration and soil fertility ». Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS173.

Texte intégral

Résumé :

Dans le contexte actuel des enjeux environnementaux, des stratégies innovantes d’amendement organique peuvent être utilisées afin d’améliorer les propriétés agronomiques du sol, tout en augmentant la séquestration du carbone (C) dans le sol. La combinaison de biochar hautement stable avec du compost, matériau riche en nutriments et contenant du C labile, pourrait être une de ces stratégies, dans un contexte d’économie circulaire. L’objectif de la thèse était d’étudier l’existence d’interactions entre biochar et compost et le cas échéant, de déterminer les mécanismes responsables de leurs effets sur la dynamique du C et de l’azote, ainsi que sur les plantes, à différentes échelles de temps. Pour ce faire, nous avons réalisé des expériences au laboratoire et au champ et analysé les stabilités thermiques et biologiques. La stabilité thermique du biochar a été affectée par les interactions biochar-compost, survenant dès leur mélange. L’altération artificielle a induit des changements sur la stabilité biologique des deux composants. Dans les conditions au champ, les processus induits par les interactions biochar-compost n’ont pas impacté significativement la dynamique du C des mélanges, contrairement à leurs effets sur la friabilité du biochar et la dynamique de l’azote. En conclusion, les interactions entre biochar et compost peuvent se produire à différentes échelles de temps et affecter significativement les propriétés des matériaux ainsi que leur performance en tant qu’amendement organique
In the context of global challenge, innovative organic amendment strategies could be used to improve soil agronomic properties in addition to increasing carbon (C) sequestration in soil. The combination of highly stable biochar with compost, a nutrient-rich material containing labile C, may be a solution to improve C sequestration while enhancing soil fertility in the context of a circular economy. Aim of the thesis was to examine if there are biochar-compost interactions and if yes, what are the mechanisms determining their effect on C and nitrogen (N) dynamics and plant growth, at different time scales. To this end we used laboratory and field experiments and analyzed for biological and thermal stability. The thermal stability of biochar was affected by biocharcompost interactions, which may already occur during their blending. Artificial weathering influenced the biological stability of both materials. Under field conditions, these processes did not significantly influence the carbon dynamics of the mixture, while biochar friability and N dynamics were affected by biochar-compost interactions. We conclude that biochar and compost interactions may occur at different time scales and affect their material properties and performance as soil amendment

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Thèses sur le sujet « Usage et occupation des sols »

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