Tesi sul tema "Sols – Teneur en composés organochlorés"

Le sol peut être le facteur majeur du transfert des polluants organiques persistants (POPs) aux animaux d'élevage et par conséquence aux denrées d'origine animale (viande, lait, œufs). Les animaux de ferme peuvent ingérer des quantités variables de sol en parallèle avec la végétation, notamment quand ils sont élevés en plein air ce qui mettra en péril la sécurité sanitaire des denrées dans le cas d'une zone contaminée. Ce travail a été focalisé sur les stratégies de séquestration qui peuvent apporter la sécurité sanitaire des denrées produits par des animaux d'élevage dans des zones contaminées par des POPs. Les différentes expérimentations ci-jointes ont été focalisées sur les pesticides organochlorés (OCPs) parmi les POPs. Le stockage de ces produits chimiques désormais interdits depuis de longues années dans des dispositifs parfois vétustes pose la question de leur pénétration dans l'environnement dans de nombreux pays. Le but de tous ces essais était de réduire le transfert des OCPs dans la chaîne « sol - animaux d'élevage - denrées d'origine animale » par l'application de différents matériaux carbonés basés sur des charbons actifs (CA) ou des biochar (BC) qui sont des candidats sérieux pour la séquestration des POPs. Les AC/BCs utilisés comme amendement du sol contaminé peuvent adsorber les OCPs en réduisant ainsi leur disponibilité environnementale mais aussi leur biodisponibilité pour des animaux qui peuvent ingérer du sol et par conséquence seront exposés ainsi aux polluants y étant présents. Différents concepts scientifiques comme la disponibilité environnementale, la biodisponibilité, le taux de transfert, les cinétiques et les isothermes d'adsorption ont été employés dans les différentes approches in vitro et in vivo afin d'étudier des stratégies de séquestration basées sur des CAs et des BCs comme possibles solutions pour réduire le transfert de différents OCPs (DDT et ses métabolites, les isomères des HCHs et la CLD) du sol vers les denrées d'origine animale dans des zones contaminées. Plusieurs CAs (DARCO, ORBO, Shubarkol) et BCs (Japanese knotweed, Oak tree, Sargassum) ont été évalués comme matériaux séquestrant (SM) et la démonstration de leur efficacité permet leur utilisation comme amendement de sol dans le cadre d'une stratégie de séquestration. De plus, des propriétés physiques et chimiques des SM, le taux d'amendement, mais aussi le temps de contact entre les contaminants d'un côté et les différents SM ou fractions de la matière organique du sol de l'autre coté se sont révélés comme facteurs d'explication des différences d'efficacité des stratégies de séquestrations par des ACs et BCs. Des stratégies de séquestration basés sur des ACs ou des BCs peuvent être particulièrement efficace dans des conditions de sols contaminés de manière modeste et de réduire très significativement la disponibilité polluants (jusqu'à 90%). Par conséquence, le transfert des polluants dans les denrées des animaux d'élevage sera notablement réduit ce qui, par conséquence, permet d'améliorer la protection des consommateurs dans des zones contaminées
Soil could be the main vector for the transfer of persistent organic pollutants (POPs) to agricultural animals, and, accordingly, to the food products they produce (meat, milk, eggs). Farm animals especially free-range species could ingest soil in different proportions together with vegetation which in case of contamination context represent a serious consequence to produce insecure food of animal origin. Hereby, this study was mainly focused on sequestration strategies which could ensure the safety of food produced by livestock animals in POP contaminated areas.The current work was focused on organochlorinated pesticides (OCPs) among the POPs. These forbidden and obsolete chemicals have been stored over long time in facilities, which may have been deteriorated over the decades, which raises issues by their diffusion in the environment in various countries. The aim of the current study was to reduce OCPs transfer in the food chain «soil - farm animals - food products of animal origin» by the application of different carbonaceous materials based on activated carbons (AC) or biochars (BC), which are serious candidates to sequestrate POPs. The use AC/BC as soil amendment can adsorb POPs reducing its environmental availability but also their bioavailability for free-ranged animals, which may ingest soil and by consequence soil-bound pollutants.Several scientific concepts such as environmental availability, bioavailability, transfer rate, bioaccumulation factor, adsorption kinetics and adsorption isotherms were integrated into the current study using in vitro and in vivo approaches in order to investigate application of sequestration strategies based on ACs and BCs as possible solutions for reduction of the OCPs (DDT and metabolites, HCH isomers and CLD) transfer from soil to food products in contaminated areas. Several ACs (DARCO, ORBO, Shubarkol) and BCs (Japanese knotweed, Oak tree, Sargassum) were revealed by the current work as effective sequestrants that could be effectively used in sequestration strategies as soil amendment. In addition, physical and chemical properties of SMs, amendment rate, contact time between contaminants and SMs and fractions of soil organic matter appeared as factors explaining efficiency of sequestration strategies based on AC/BCs.Finally, sequestration strategy based on AC/BC can be especially effective under conditions of moderate soil contaminations, which could significantly reduce environmental availability of pollutants (up to 90%) and, as a result, transfer to food products.Keywords: Organochlorine pesticides, Soil, Transfer, Farm animals, Sequestration, Activated carbon, Biochar, Bioavailability

Ce mémoire est consacré à l’étude de l’oxydation chimique des polluants organiques dans le cadre général de la dépollution des sols. L’oxydation chimique de trois polluants organiques appartenant à deux familles différentes (organochlorés et nitroaromatiques) par : le peroxyde d’hydrogène (réaction de Fenton et de Fenton modifiée), le persulfate (activé ou non activé) et le permanganate a été étudiée. L’oxydation du PCP, du TCE et du TNT par le peroxyde d’hydrogène et les phases minérales contenant le fer (Fenton hétérogène) s’est avérée applicable à pH 7. L’activité des oxydes de fer (notamment la magnétite) est préservée lorsque cet oxyde est contenu dans des structures à base de silicates ou d’argile, indiquant que la présence du fer endogène du sol pourrait être exploitée pour le traitement ISCO de ces polluants. Les rendements d’oxydation à un pH proche de la neutralité augmentent en présence des agents chélatants du fer comme l’EDTA et la CMCD. Le persulfate s’est montré capable d’oxyder le PCP et le TCE sans aucune activation chimique alors qu’il n’a montré aucun effet sur la transformation du TNT. Les espèces minérales du fer (goethite et magnétite) n’ont montré aucune réactivité vis-à-vis du persulfate. Toutefois, l’ajout de l’EDTA contribue à la mise en solution du fer et à une réaction d’oxydation du polluant en solution. Le permanganate s’est avéré capable d’oxyder le PCP avec une cinétique supérieure à celle du TCE. Cependant l’efficacité de l’oxydation du TNT est beaucoup plus faible. Une voie de dégradation du PCP a été proposée pour la première fois. Les résultats obtenus en colonne ont confirmé ceux obtenues en batch et ont montré la faisabilité de l’oxydation chimique dans des conditions proches à celles rencontrées sur le terrain. Pour des recherches ultérieures concernant l’application de l’ISCO, le permanganate s’impose comme oxydant pour les organochlorés alors que le Fenton hétérogène pour les nitroaromatiques
This memory deals with the chemical oxidation of organic pollutants within the general framework of soil remediation. The chemical oxidation of three organic pollutants belonging to two different families (organochlorines and nitroaromatics) by: hydrogen peroxide (Fenton’s reaction and modified Fenton), persulfate (activated or not) and permanganate were studied. The oxidation of PCP, TCE and TNT by hydrogen peroxide and iron containing minerals (heterogeneous Fenton) proved to be applicable tat pH 7 and the activity of iron oxides (in particular magnetite) is preserved when incorporated into mineral assemblages with silicates or clay. These results indicate that the presence of the soil endogenous iron could be exploited for ISCO treatment process. The yields of oxidation with a pH close to neutrality increase in the presence of iron chelating agents like EDTA and CMCD. Persulfate was able to oxidize the PCP and the TCE without any chemical activation whereas it did not show any effect on the transformation of TNT. The iron minerals (goethite and magnetite) did not show any reactivity with respect to persulfate. However, the effectiveness of oxidation was increased by the activation of persulfate with EDTA iron chelates. Permanganate was able to oxidize PCP with a higher rate than that of TCE. However the effectiveness of the oxidation of TNT is much lower. A degradation pathway of PCP was proposed for the first time. The results obtained in column confirmed those obtained in batch and showed the feasibility of chemical oxidation under conditions similar to those found at field. For further research concerning the application of ISCO, pemanganate is the oxidant of choice for the organochlorine compounds and heterogeneous Fenton for the nitroaromatics

Les zones sources formées par les organochlorés dans les sols (DNAPL) peuvent contaminer les aquifères pour plusieurs siècles en alimentant un panache de composés dissous. Pour épuiser ces zones sources, pomper le DNAPL est la solution la plus simple, mais l’efficacité est limitée par le cheminement préférentiel de l'eau dans le sol et les forces capillaires qui piègent le DNAPL. Les stratégies plus agressives (dissolution, traitement thermique, dégradation chimique…) sont aussi plus coûteuses. Dans cette thèse, deux stratégies de traitement à base de mousse de surfactant ont été développées et évaluées au laboratoire en préparation d’un essai terrain. La première stratégie utilise l’injection de mousse en zone source pour mobiliser de façon contrôlée le DNAPL et le diriger vers des puits de pompage. Dans les meilleures conditions, la saturation en DNAPL après traitement a pu être abaissé en dessous de 1 % avec une consommation de surfactant inférieure à 10 g kg-1 de DNAPL éliminé. La seconde stratégie utilise la mousse comme vecteur de réactif (hydrogène) pour accélérer la biodégradation des composés dissous dans le panache. Sous forme de mousse, l’hydrogène a été délivré de façon ciblée et plus rémanente dans l’horizon à traiter. Les technologies développées se sont montrées très prometteuses à l’échelle du terrain et lors de l’évaluation technico-économique. De la recherche reste nécessaire pour rendre ces procédés plus prédictibles lors de leur mise en œuvre
Source zones formed by chlorinated organic compounds in soils (DNAPL) can contaminate aquifers for several centuries by feeding a plume of dissolved compounds. To deplete those source zones, DNAPL pumping is the simplest option, but the efficacy is limited by preferential water flow in the soil and capillary forces that are trapping the DNAPL. More aggressive strategies (dissolution, thermal treatment, chemical degradation...) are also costlier. Within this thesis work, two treatment strategies using surfactant foam were developed and assessed at lab-scale to prepare field assessment. The first strategy relies on foam injection in the source zone to mobilize the DNAPL in a controlled fashion to drive it ahead to pumping wells. In the best conditions, DNAPL saturation was lowered below 1% after treatment with a surfactant consumption below 10 g kg-1 of DNAPL removed. The second strategy uses foam as a reagent (hydrogen) carrier to accelerate the biodegradation of dissolved compounds in the plume. When injected as a foam, hydrogen was delivered in a targeted and more persistent manner in the strata to be treated. Developed technologies showed to be promising at field-scale and when the technico-economic assessment was conducted. Research still remains to be done to make those techniques more predictable during their implementation

Dans un premier temps, nous avons cherché à mettre au point un protocole de préparation de mélanges secs ou humides, composés d'une matrice de type-sol (argile pure, sols réels) contaminée de façon homogène par un polluant organochloré (pyralène Tl, chlorophénols). En plus de l'aspect homogénéité, nous avons cherché à savoir si ce protocole permettait d'obtenir une adsorption du polluant sur l'adsorbant. A l'issue de cette étude, nous proposons une méthodologie (utilisant un évaporateur rotatif) satisfaisant au critère d'homogénéité. Cependant, nous montrons que des pertes en polluant surviennent et que, pour les mélanges secs ainsi préparés, le polluant n'est pas adsorbé, mais simplement déposé. Nous mettons également en évidence le rôle de l'eau, favorisant l'adsorption. Dans un second temps, à partir de ces mélanges synthétiques, nous comparons les performances de quatre types de techniques d'extraction : par voie thermique (microsublimation, désorption thermique, pyro-injection), par solvants organiques liquides (Soxhlet, Soxtec), par dioxyde de carbone (liquide, gaz et supercritique) et par percolation à l'eau (pour différentes conditions de température et de pression). De bons rendements d'extraction sont obtenus avec les techniques combinant température et/ou pression (micro sublimation) et un solvant (eau, dioxyde de carbone ou solvant organique). Comme pour l'adsorption, la présence d'eau influe sur la qualité de la désorption
In a first step, we have tried to prepare dry or humidified mixtures composed with clays or real soils homogeneously spiked by organochlorine pollutants (Pyralène Tl, chlorophenols). Beyond the homogeneity aspect, we wanted to know if the preparation procedure allow to obtain pollutant adsorption on the absorbent. Finally we propose a protocol (with a rotary evaporator) satisfying the homogeneity critter. However, we observe some pollutant losses and we show that, for dry mixtures, the pollutant is not adsorbed but only coats soil particles. We demonstrate the water effect on adsorption. In a second step, with these synthetic mixtures, we compared the efficiency of four types of extraction techniques: thermal way (micro sublimation, thermal desorption, pyro-injection), by liquid organic solvents (Soxhlet, Soxtec), by carbon dioxide (liquid, gas or supercritical) and by water leaching (at various temperature and pression conditions). Good recoveries are found with techniques using temperature and/or pressure (micro-sublimation) an and an solvent (water, carbon dioxide or organic solvent). As well as adsorption, water influences desorption quality

La caractérisation des particularités des boues de station d'épuration des eaux et la problématique agro-économique et environnementale liée à leur élimination, ont constitué les motivations principales de ce travail. La première partie de ce travail est destinée à mesurer la qualité du carbone des boues, à évaluer sa vitesse de dégradation et à établir des relations entre la qualité de la matière organique et sa dégradation afin d'expliquer et de prévoir le comportement du carbone des boues dans deux sols fréquemment répandus dans la région du Midi-Pyrénées. Dans une seconde partie, la vitesse de minéralisation de l'azote des boues a été déterminée, ainsi que son potentiel de volatilisation. Afin de conclure l'étude sur le carbone et l'azote, l'effet de la taille des particules sur la dynamique de dégradation a été évalué. [. . . ]

L'etude des relations existantes entre matieres organiques des sols (mos) et structure est fondamentale si l'on veut comprendre comment la structure du sol peut contribuer au stockage des mos et comment en retour, les mos stabilisent la structure. Afin de pouvoir analyser ces relations, nous avons etudie les distributions des mos dans des agregats de sol. L'etude a porte sur des horizons de surfaces de sols limoneux cultives. La demarche que nous avons adoptee consiste a fractionner le sol en agregats de taille et stabilite physique differentes, d'analyser et de comparer leur composition. Les agregats ont ete obtenus par tamisages : tamisage a sec, tamisage dans l'eau (eclatement), tamisage dans l'eau avec rehumectation prealable des echantillons (microfissuration). Les agregats, quelque soient leur taille et leur stabilite, presentent la meme composition en constituants mineraux argile et limon. Par contre, les macroagregats stables (> 0,2 mm), sont enrichis, par rapport aux microagregats et par rapport aux agregats secs, en mos, en carbohydrates et en matieres organiques particulaires (mop). Le marquage naturel en #1#3c des mos issues de la monoculture de mais, nous a permis de montrer que les macroagregats stables sont enrichis en mo jeune, et qu'une grande partie de ces mo jeunes sont sous forme de matieres organiques particulaires. La stabilite des macroagregats peut ainsi etre attribuee a la matiere organique jeune. Nous avons developpe, par ailleurs, une methode de fractionnement des mop en fonction de leur localisation, externe ou interne, par rapport aux agregats. Cette methode, couplee au tracage isotopique des mop, a permis d'etablir la dynamique et les transferts des mop dans les agregats. Cela nous a amene a proposer un modele dynamique de formation de la structure des sols limoneux, a l'echelle de la macroagregation, dans lequel, la formation des agregats est dirigee par l'incorporation et la biodegradation des dans la structure du sol. Ce modele nous permet d'expliquer les distributions heterogenes des differentes fractions des matieres organiques etudiees, ainsi que les differences de stabilite physique des agregats.

Dans de nombreux pays industriels (Etats-Unis, Europe,. . . ) et en particulier en France dans la région Nord-Pas de Calais, les activités minières et de fonderie ont pollué les sols environnants ainsi que les sédiments des eaux fluviales en espèces métalliques. Il s'avère nécessaire dorénavant d'évaluer le comportement de ces éléments en terme de risques pour la santé humaine. Dans ce contexte, par le choix de modèles des systèmes naturels, la fraction organique échangeable des sols est étudiée du point de vue des interactions avec divers cations métalliques (Pb, Cd et Zn). Ces modèles, composés de molécules simples et de différents acides humiques, ont permis de mettre en évidence les fortes activités d'échanges des systèmes naturels. L'implication des groupements fonctionnels carboxyliques et phénols pour l'interaction se révèle importante et parfaitement caractérisable par la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, outil complémentaire idéal pour l'obtention d'informations moléculaires. L'étude en fonction de paramètres chimiques tels que le degré de pollution ainsi que le pH a permis de constater que les acides humiques ont des capacités d'interactions différentes suivant leurs structures. Sous forme acide et isolée, un acide humique a des capacités bien inférieures à interagir par échange cationique que ce même acide humique sous forme de sel, généralement plus proche des systèmes naturels.

Une meilleure compréhension de la dynamique et des changements des formes du phosphore (P) dans les sols agricoles est indispensable pour le maintien de leur productivité et de la qualité des eaux de surface. L’objectif de cette thèse a été de développer et d’utiliser des méthodes innovatrices pour mesurer les différentes formes de P et caractériser leurs changements dans des sols soumis à différentes pratiques culturales. Nous avons évalué le potentiel de la spectroscopie dans le proche infrarouge (SPIR) à prédire le P total (PT), le P chimiquement extrait à la solution Mehlich-3 (PM3) et à l’eau (Cp) et le P organique (Po) dans deux sites de teneurs variables en P situés au Québec et en Saskatchewan. Les résultats obtenus ont démontré que la prédiction du PT et du PM3 dans le site du Québec est modérément utile et non acceptable, respectivement. Cependant, des résultats inverses ont été trouvés dans le site du Saskatchewan. La prédiction du Po est de modérément utile à modérément réussie dans le site du Saskatchewan. Le potentiel de la prédiction de ces formes du P par la SPIR dépend de la texture du sol, de leur variation dans le sol et de leur lien à la matière organique. En outre, nous avons démontré que les résultats de l’analyse de variance et de la corrélation des espèces moléculaires de P, brutes ou ordinairement transformées, varient en fonction de leur unité de mesure. L’utilisation de l’analyse compositionnelle avec les transformations du log ratio centré ou du log ratio isométrique permet d’éviter ce biais et d’avoir des interprétations cohérentes des résultats. Finalement, l’analyse par résonance magnétique nucléaire des sols sous rotation de maïs et de soya de longue durée au Québec a démontré que l’accumulation de PT (1326 mg kg-1) dans la couche superficielle du sol (0-5 cm) soumis à la fertilisation phosphatée et au semis direct était principalement due aux ions orthophosphates (49,7% du PT). Cependant, les formes organiques s’accumulaient en profondeur sous forme d’inositols monoesters et de nucléotides qui sont donc susceptibles d’atteindre les cours d’eaux adjacents par drainage. Ce projet de recherche nous permet de mieux caractériser et gérer les formes de P dans les écosystèmes cultivés en adoptant les pratiques culturales adéquates.
Understanding of phosphorus (P) forms dynamics and changes in agro-ecosystems is essential for the development of best management practices to maintain soil productivity and surface water quality. The objective of this thesis was to develop and use innovative methods to characterize soil P forms and their changes under different management practices. We examined the potential of near infrared spectroscopy (NIRS) to predict soil total P (TP), soil P extracted by Mehlich-3 solution (M3P) and by water (Cp), and soil organic P (OP) for soil samples taken from two sites with different P content located at Quebec and Saskatchewan. The results showed that the prediction of TP and M3P in the site of Quebec were moderately useful and not acceptable, respectively. However, the opposite was found in the site of Saskatchewan. The prediction of OP was moderately useful to moderately successful in experimental site of Saskatchewan. The potential of NIRS to predict P depends to the soil texture, to P soil content variation and to the relation of P to organic matter. Furthermore, contradictory results of variance and correlations analyses were found for the raw and ordinary log transformed molecular P species expressed as proportions or concentrations, indicating spurious correlations. Using compositional analysis with centred log ratio or isometric log ratio transformations avoid the methodological biases and allow coherent interpretation. Finally, phosphorus-31 nuclear magnetic resonance spectroscopy was used to characterize P species for soil samples collected from a long-term corn-soybean rotation experiment in Quebec. Results showed an accumulation of TP (1326 mg kg-1) on the top 5 cm of P fertilized soil under no-till primarily due to orthophosphate ions accumulation (49.7% of TP). However, the organic P forms of inositol monoesters and nucleotides had accumulated in the deep layer; indicating a potential loss through different hydrological pathways. Overall, these studies allow us to improve our understanding of P forms and to better monitor them under different agro-ecosystems using the best management practices.

Depuis les années 50, la contamination des sols et des eaux souterraines par des solvants chlorés s’est multipliée. L’atténuation naturelle, une stratégie innovante de gestion de sites pollués, est notamment étudiée dans ce travail. L’objectif a été d’évaluer si l’étude des processus biologiques à plusieurs échelles d’observation différentes permettait une meilleure caractérisation de l’Atténuation Naturelle sur un site réel. Le site d’étude est un complexe industriel encore en activité, où la source de pollution est constituée de tétrachloroéthylène (PCE). Les suivis de plusieurs réacteurs fermés, préparés à partir de sols et d’eaux souterraines, ont démontré que la biodégradation complète du PCE en Ethylène est très localisée sur le site. Des expérimentations réalisées en colonne de laboratoire ont confirmé que la réduction des sulfates et la conversion du PCE jusqu’au cis-1,2-dichloroéthylène (cis-1,2-DCE) peuvent être simultanées dans des conditions physico-chimiques spécifiques. De plus, les différentes simulations réalisées avec le modèle d’écoulement, de transport et de biodégradation ont prouvé que le panache de composés organochlorés dissous se déplace assez rapidement. Dans cette étude, les constantes de biodégradation des solvants chlorés semblent être bien plus faibles que celles estimées en laboratoire.

Une synthèse bibliographique a permis de faire un bilan sur les mécanismes d'échanges entre phases et de transport d'un composé organo-volatil présent en zone non saturée, de mettre en équations son transfert et de définir les dispositifs expérimentaux d'étude ainsi que les essais pertinents.

Le polluant considéré est le trichloréthylène, le milieu poreux est un sable moyen et les expériences ont été réalisées en colonne.

Après la mise au point d'une méthode d'analyse du TCE aqueux, gazeux et sorbé, les mécanismes prédominants des transferts ont été quantifiés isolement essentiellement par le biais d'essais de diffusion en sable sec, à saturation résiduelle en eau et saturé. Puis, ces mécanismes ont été couplés au sein d'une expérience de transfert de TCE en sable avec un profil de teneur en eau réel (hydrostatique). Chaque type d'essai a été dimensionné, si possible dupliqué et interprété grâce au code multiphasique Comsol dont l'équation de l'écoulement a été modifiée afin de considérer la convection gravitaire.

En contrôlant rigoureusement les facteurs externes influents ainsi que les conditions aux limites, il a été possible de réaliser des expériences reproductibles et interprétables de transfert de TCE, un composé volatil et réactif en milieu poreux très perméable. Une bonne reproductibilité des résultats expérimentaux par la simulation a été obtenue moyennant de légères modifications des paramètres de base : rapport perméabilité sur viscosité, tortuosité(Millington, 1959) et paramètre de calage de la courbe de conductivité aéraulique (Thomson et al., 1997). Ce travail a permis une compréhension fine des transferts gazeux en ZNS, en particulier en frange capillaire.

La recherche porte sur les interactions entre les végétaux et un sol industriel contaminé par des hydrocarbures aromatiques polycycliques. L'approche in situ est basée sur une analyse phytosociologique des plantes herbacées présentes sur une friche de cokerie couplée avec des données édaphiques. Cette étude montre qu'il n'y a pas de végétation herbacée particulière liée à la présence des HAP dans le sol. L'approche expérimentale est basée sur l'étude du développement de deux graminées, Lolium Perenne et Alopecurus myosuroides. Sur les terres polluées, un retard de la germination et un développement moins rapide des racines des graminées sont observés. Il n'y a par contre pas d'effets importants des polluants sur la croissance des parties aériennes. L'analyse des teneurs en HAP des graminées, cultivées en milieux contrôlés avec l'atmosphère et le sol séparés, montre que les végétaux sont principalement pollués par la voie racinaire. Cependant, aucun phénomène de bioaccumulation n'est observé. Une translocation d'une partie des polluants des racines vers les parties aériennes est mise en évidence. Des essais de longue durée montrent des variations de comportement dans le transfert des polluants vers les parties aériennes lorsque les plantes sont cultivées seules ou ensembles. En culture mixte, les polluants ne sont presque plus absorbés par Lolium Perenne. A l'inverse, Alopecurus myosuroides transfère dans ses tiges une quantité importante d'HAP. Ces cultures plus longues, ont montré que le recouvrement de la terre polluée avec une terre saine limite fortement la contamination des végétaux. La question de l'impact des végétaux sur la décontamination des sols utilisés lors des expériences est analysée. Les concentrations en HAP totaux ne sont pas significativement diminuées après un an de culture de Lolium Perenne. Cependant, les concentrations de certaines polluants dont le benzo[g,h,i]pérylène diminuent suite à la stimulation de la microflore par les végétaux
The research concerns the interactions between vegetation and industrial soils contamined with polyaromatic hydrocarbons (PAH). The approach in situ is based on a phytosociological analysis of the present herbaceous plants on a fallow land of cokeworks combined with physio-chemical soil data. This study shows that there is no particular herbaceous vegetation related to the presence of the HAP in the soil. The experimental approach is based on the study of the development of two grasses, Lolium perenne and Alopecurus Myosuroides. On the polluted soil, a germination delay and a slower development of the roots of grasses are observed. However, no important effects of contaminants on the growth of the abroveground plant parts. The analysis of the contents of HAP in grasses, cultivated in a controlled environment with the atmosphere and the soil separated, shows that grasses are mainly contaminated through the roots. However, no phenomenon of bioaccumulation is observed. Furthermore, a translocation of a part of contaminants of the roots towards the abroveground plants parts is revealed. Long-term attempts show variations of behavior in the transfer of pollutants towards the air parts when plants are cultivated alone or together. In mixed culture, pollutants are almost not absorbed by Lolium perenne. On the contrary, Alopecurus myosuroides transfers in the stalks important quantities of HAP. Furthermore, these longer cultures, showed that the addition of a layer of healthy earth on the polluted soil limits strongly the contamination of vegetation. The question of the impact of vegetation on the decontamination of soils used during the experiments is analysed. The total concentrations of HAP are not significantly decreased after one year of Lolium perenne’s culture. Meanwhile, the concentrations of some contaminants like the benzo[g,h,i]perylene decrease, due to the simulation of microorganisms by the grasses

L'offre en N d'origine organique est étudiée dans le cadre de systèmes de culture de maïs, avec une durée de jachère de 6 mois (SC6MJ) et 18 mois (SC18MJ). Les jachères sont occupées soit par Chromolaena odorata (subspontanée), soit par Pueraria phaseoloides (introduite). Le potentiel de minéralisation des litières au laboratoire est corrélé avec leur rapport C/N, plus faible pour Pueraria (20 à 23) que pour Chromolaena (25 à 43). Les dynamiques au champ en C et N des litières modélisées sur deux années montrent des différences significatives. L'activité de la faune du sol est estimée responsable de la disparition de 50 % des litières au début et de 35% à la fin du processus de décomposition. La relation sur l'année entre offre des litières et besoins de la culture pour N indique un risque «d'asynchronie» en début de cycle, une insuffisance pour les SC6MJ, peu de différenciation entre Chromolaena et Pueraria. L'offre en N in situ du sol en surface (0-10 cm) durant le cycle du maïs sol est corrélée les deux années pour les SC6MJ avec les mobilisations en N du maïs, avec une supériorité du Pueraria. Une étude utilisant l'abondance naturelle 15N permet d'estimer que la litière de Pueraria contribue entre 30 à 87% à la nutrition azotée de la culture. Après 4 années les stocks en N sont évalués sur 0-10 cm en moyenne à 2. 34 t ha-1 N pour les SC6MJ et à 2. 83 t ha-1 N pour les SC18MJ. Pour les SC6MJ la différence obtenue entre les apports et les pertes sur quatre années suggère sous Chromolaena une meilleure conservation des stocks en Cet N. Les études sur des incubations de sol montrent pour les SC6JM que le compartiment à taux de renouvellement élevé des MOS représente une part plus importante avec Pueraria, en relation avec des apports cumulés ayant des rapports lignine 1 N plus faibles. Avec ce traitement la disponibilité en N facilement minéralisable est comparable avec celle des traitements à SC18MJ
N supply coming from SOM mineralisation or above-ground litter decomposition was compared with Chromolaena odorata (natural) or Pueraria phaseoloides (improved) 6 month fallow (CS6MF) and 18 month fallow cropping systems (CS18MF) with maize. The capacity of litter to mineralise N during in-vitro incubation was directly correlated with the C/N ratio which were lower for Pueraria (20 à 23) than for Chromolaena (25 à 43). C and N litter dynamics during decomposition were different the two years but were closely fit the double-exponential model simulations. Soil mesofauna and termites were responsible for about 50% at the beginning and about 35% at the end of the total decomposition process. Utter N supply for subsequent maize crops was suggested to be asynchronous since the release of N litters was rapid. N supplies in 6MF cropping systems were globally insufficient and similar for the two species. Upper in situ N soil supply (0-10 cm) for CS6MF during two cropping seasons was weil correlated with N maize uptake and higher with Pueraria fallow. Natural 15N concentration in soil and plant samples showed that the Pueraria litter would contribute for 30 to 87% N maize uptake. After four years upper N soil stock (0-10 cm) was 2. 34 t ha-1 for CS6MF and 2. 83 t ha-1for CS 18MF. N balance between cumulated litter inputs and soil losses suggested that Chromolaena would have a better capacity than Pueraria for N soil maintenance. Upper soil in-vitro incubation (0-10 cm) contributed to estimate that the size of N pool of labile organic matter was higher with Pueraria for CS6MF in relation with lowest lignine 1 N ratio organic residues. This pool was comparable with those obtained for CS18MF

Du fait des enjeux sociaux et politiques de la reconstitution des zones forestières incendiées, ce travail évalue l’impact des incendies sur la matière organique et minérale des sols forestiers du Massif des Maures, avec notamment l’intégration de leur récurrence temporelle. Ce site d’étude a été choisi puisqu’il subit une pression importante des feux de forêt chaque année Parmi les trois principaux objectifs de ces travaux, l’un était de mettre en évidence l’impact de la fréquence des feux sur la qualité des sols, en étudiant plus précisément la matière organique et certains éléments nutritifs. Nous avons également cherché à définir des traceurs de feux dans les sols parmi certains éléments et hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Enfin, le développement et la validation de la spectroscopie proche infrarouge (PIR) comme outil de gestion et de caractérisation des sols brûlés a également fait partie de notre travail lors d’une troisième phase. L’échantillonnage a été réalisé à deux profondeurs de sol sur 30 sites présentant des régimes de feux différents. Après avoir testé la répétabilité des méthodes analytiques employées, les résultats montrent que les feux ont un impact à plusieurs niveaux sur les sols. De manière générale, les incendies affectent préférentiellement les horizons de surface des sols de manière quantitative et qualitative. Il a pu être mis en évidence que si les feux ont un effet sur les sols, celui-ci est négatif au sens agronomique, puisqu’un an après le feu, ils entraînent généralement des pertes au niveau de certains éléments nutritifs et du pool organique. Par ailleurs, certains éléments minéraux pourraient être des traceurs potentiels d’incendie à long terme. Comparativement à ces derniers, les HAP étudiés ayant les plus faibles masses moléculaires semblent être de bons indicateurs de feux court terme. Finalement, ce travail a permis de valider et envisager l’utilisation d’un outil pour la gestion des sols brûlés, en couplant la spectroscopie PIR à des traitements chimiométriques
Due to the social and political issues about the restoration of burned forests, this work deals with the impact of forest fires on organic and inorganic matters from forested soils collected in Maures Moutains, taking into account the fire temporal recurrence. This studied site was chosen because every year it undergoes an important pressure from wildfire. Among the three main objectives, the first one was to highlight the impact of the fire frequency on the soil quality, studying more precisely the organic matter and some nutrients. Moreover, we wanted to find fire indicators among many elements and polycyclic aromatic hydrocarbons. Finally, we searched to develop a tool for the management and characterization of burned soils using near infrared spectroscopy. The sampling was done for 2 soil layers in 30 sites involving different fire regimes. After the repeatability test of the employed analytical methods, the results show that fires have an impact on soil. Generally, the fires preferentially affect soil surface layers in a qualitative and quantitative way. If the fires have an impact on the soils, it is usually negative because one year after the last event, the soils present losses of the organic pool and nutrients. In addition, some elements could be considered as potential fire indicators in the long term. Comparatively to the elements, the studied PAH with the lowest molecular masses seem to be good fire indicators in the short term. Lastly, this work enabled to validate and envisage the use of a tool for the burned soil management, by the NIR spectroscopy coupled to chemometrics treatments

Le présent travail est une contribution à l'étude du fractionnement de l'aluminium en solution complexé à la matière organique (MO) afin de quantifier la fraction d'aluminium monomère toxique prédominant en milieu acide. La MO naturelle est celle libérée dans des solutions de sols forestiers, recouverts de Douglas ou de châtaigniers. Ces sols, à tendance acide, sont caractérisés par analyses physico-chimiques usuelles (AFNOR sol) et extractions sélectives de l'aluminium. Le pH, la conductivité, les concentrations en cations (Na, K, Mg, Ca, Fe, Al) dosés par absorption ou émission atomique flamme (SAAF ou SEAF) et l'évolution du carbone organique dissous sont mesurés dans les solutions de sol. La concentration de l'aluminium total est dosée par SAAF, l'aluminium monomère total est mesuré par méthode colorimétrique au Chromazurol S. Son fractionnement met en évidence les formes mobiles toxiques d'aluminium. Il est réalisé en utilisant deux techniques différentes : (i) rétention sur résine cationique IR 120 des formes libres d'aluminium, (ii) adsorption sur résine XAD 2 de la MO hydrophobe (méthode mise au point). Ces deux fractionnements donnent des résultats similaires. La libération de l'aluminium en réacteurs discontinus est ensuite étudiée pour deux horizons d'un même sol (A supérieur et riche en MO, ainsi que S proche de la roche mère). Les expériences sont menées à 2 pH pour les horizons seuls puis en mélange. Des essais de modélisation cinétique permettent de calculer les capacités des sols à libérer de l'aluminium. Les intéractions entre 2 horizons en mélange sont mises en évidence et estimées. Finalement, l'étude est réalisée en régime dynamique sur les horizons seuls puis superposés. Ceci permet de mettre en évidence l'influence des éléments libérés par l'horizon A sur le comportement de l'horizon S. L'élution des colonnes par différentes solutions aqueuses montre la capacité des horizons à fixer ou libérer l'aluminium libre
This work is a contribution to the study of released aluminium fractionation complexed with Organic Matter (OM) in order to quantify the toxic monomeric aluminium fraction. The natural OM is released in acid forest soil solutions. The characterisation of soils covered with Douglas and chestnuts was performed with usual physico-chemical quantifications (AFNOR) and aluminium selective extractions. Measurement on the soil solutions was related to pH, conductivity, cations concentration (Na, K, Mg, Ca, Fe, Al) and evolution of dissolved organic carbon. Flamme Absorption or Emission Spectrometry (FAAS or FEAS) was used for cation analysis. Total aluminium concentration was determined by FAAS. Total monomeric aluminium was measured by colorimetric analysis with Chromazurol S. The mobile and toxic aluminium fraction was quantified using 2 different techniques : (i) retention of aluminium cationic forms on IR 120 resin, (ii) and adsorption of hydrophobic OM on a nonionic XAD 2 resin. The aluminium release was studied through batch experiments under various conditions for two horizons from the same soil (superior A rich in organic matter and S close to the bed rock). The experiments were carried out at 2 pH values for the horizons alone and also in mixture. Kinetic modelling allowed to calculate soil capabilities to release aluminium. Interactions between 2 horizons in mixture have been emphazised. Finally, dynamic experiments were carried out on the horizons alone and on superimposed layers in order to estimate the influence of the A layer on the S horizon. Soil leaching realised with various aqueous solutions pointed out the capability of the horizons to fix or release free aluminium

Une paille d'orge marquée à l'azote quinze est enfouie dans quatre types de sols bruns cultivés de la région de Besançon. Dans la première partie, l'humification et la minéralisation de l'azote sont suivies in situ dans des vases de végétation avec ou sans culture d'orge. Dans la deuxième partie, l'étude est réalisée au laboratoire dans des conditions contrôlées de température et d'humiditée. In situ, la faible minéralisation de la paille, due aux mauvaises conditions climatiques, n'a pas permis de suivre complètement les phénomènes. In vitro par contre, nous avons pu étudier en détail les processus de minéralisation du carbone et de l'azote. Celle du carbone se déroule en trois phases : la première, courte, correspond au flush de reprise de d'activité, la deuxième correspond surtout à la décomposition de la paille, la troixième s'applique davantage à la décomposition de la matière organique. Les deux dernières phases sont dépendantes des modes de pédogenèses. La minéralisation de l'azote du sol atteint 8,3 à 9,4 %, celle de l'azote de la paille, 28 à 30 %. Toutes les fractions organiques diminuent au profit de l'azote minéral. L'azote marqué qui était au départ contenu dans la paille s'est redistribué dans toutes les fractions au cours de l'incubatin : azote minéral, mais aussi organique, extractible ou non. La transformation de la matière organique fraîche est non seulement liée à l'activité minéralisatrice des micro-organismes, mais aussi à leur activité humificatrice au sens large, qui conduit à la formation de biomasse et de composés humiques

La récente expansion de la foresterie, en tant que politique à l’échelle mondiale, a atteint aussi l’Uruguay, situé dans une zone de sols de prairie. Afin d’évaluer les effets des cultures d’eucalyptus sur les sols de prairie, quelques paramètres pédologiques ont été étudiés comparativement avant et après l’implantation des cultures. La zone d’étude se situe au nord –ouest de l’Uruguay (Piedras Coloradas-Algorta), elle est caractérisée par la prédominance de Mollisols associés à une végétation herbacée de type C4. L’étude a été réalisée en deux temps ; dans un premier temps (Eude t25) une seule culture a été considérée (Eucalyptus grandis), un total de huit paramètres pédologiques analysés (matières organiques, pH, capacité d’échange des cations (CEC), Ca2+, Mg2+, Na+, Fe libre et Fe amorphe) et les échantillonnages ont été effectués sur deux horizons (A et B). Dans un deuxième temps (Eude t10-30) le nombre de parcelles a été augmentée, ainsi que l’intervalle des âges des cultures, et les échantillonnages ont été effectués à deux profondeurs (0-10 et 10- 20 cm). En même temps, le nombre de paramètres étudiés a été diminué : teneur en matières organiques, pH, et densité apparente (DA). Les résultats ont montré 1) qu’il y a une perte effective du carbone organique des sols cultivés avec les eucalyptus ; 2) que cette perte de carbone affecte principalement le CC3 apporté par les eucalyptus. Cette perte de carbone est associée à l’âge des plantations d’eucalyptus et est indépendante du passé cultural des sols avant plantation. Dans tous les cas étudiés, cette perte est clairement associée à un changement significatif des paramètres analysés (pH, CEC, Ca2+, Mg2+ et DA). Conclusions : 1) les Eucalyptus affectent de façon négative –et significative- le bilan du carbone du sol, 2) ceci est expliqué par une augmentation du turnover
Afforestation of prairie regions has rapidly reached, as a recent world-wide policy, countries like Uruguay, but little is known about the effects of eucalyptus plantation on soil organic matter (SOM) dynamics. In order to evaluate their possible effects in a prairie soil, some soil parameters were compared, before and after forestation. The zone of study was located 200 km from the Rio Uruguay mouth (Piedras Coloradas-Algorta) in a 1200-mm temperate gently undulated sandy lowland dominated by Mollisols with an herbaceous vegetation of photosynthetic pathway C4 type. The study included two stages; in the first one, a 25-year old C3 type cultivation (Eucalyptus grandis) and eight soil parameters (organic matter, pH, cation exchange capacity (CIC) Ca2+, Mg2+, Na+, free and amorphous Fe) are considered. The soil samples were taken also by horizons (A and B). The data obtained was statistically evaluated by t-tests and analysis of variance (ANOVA). In the second stage the cultivation time and parcel number were increased and the sampling was made on the less resilient (0-20cm) depths. Here, the key parameters were restricted to C (TOC and δ13C) pH and apparent density. From the overall 30 years data set it arises that there is an effective loss of total organic carbon (TOC) in soils cultivated with eucalyptus and that the lower mean residence time of C derived from the eucalyptus is responsive of the total soil carbon decline. The TOC decline was related with the age of the plantation for most of previous land uses and with a change in other parameters (pH, apparent density, CIC, Ca2+, Mg2+, Fe3+ and 1:1/2:1 clay balance). Eucalyptus affects the C balance of soil and it is explained by an increase of its turnover. The soil C sequestration in afforestation projects appears questionable in Uruguayan mollisols

Les sols ferritiques (plus de 50 % de fer) de Nouvelle-Calédonie sont naturellement riches en métaux (chrome, nickel, cobalt, manganèse) et déficients en nutriments (azote, phosphore, potassium). Néanmoins, la Nouvelle-Calédonie fait partie des points chauds de biodiversité végétale et constitue un laboratoire naturel pour l’étude des stratégies d’adaptation des plantes aux sols métallifères et des phénomènes d’(hyper)accumulation. Comprendre ces mécanismes est nécessaire au développement de techniques de revégétalisation des écosystèmes après exploitation minière par exemple. Aussi spéciation et localisation du manganèse et du nickel ont été étudiées dans tous les organes végétaux de différentes espèces et leurs sols afin de mieux comprendre les relations sol-plante. Malgré une spéciation différente dans les sols, nickel et manganèse se trouvent sous forme de complexes organométalliques divalents similaires dans les plantes, majoritairement dans des tissus métaboliquement moins actifs
New Caledonian ferritic soils (more than 50 % of iron) are naturally rich in metals (chromium, nickel, cobalt, manganese) and deficient in nutrients (nitrogen, phosphorous, potassium). Nevertheless, New Caledonia is recognized as a hot spot of vegetal biodiversity, and is a natural laboratory for studying adaptation strategies of plants to metalliferous soils, and more particularly the (hyper)accumulation phenomenon of metals by plants. Understanding those mechanisms is notably needed to develop revegetalization techniques of ecosystems after mining exploration or phytoremediation of polluted sites for instance. Thus, to better understand soil-plant relationships, speciation and localization of manganese and nickel in all vegetal organs of different species and in soils were studied. In spite of a different speciation in soil, both nickel and manganese are under similar divalent organometallic complexes in plants, from roots to leaves, mainly in tissues with less active metabolism

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
The changes in land use of contaminated agricultural soils are susceptible to modify their trace metal availabilities by changing the quality and quantity of soil organic matter. But the role of soil organic matter in the determinism of trace metal availabilities in contaminated soils is not well known. The objective of the present study was to assess the role of soil organic matter in determinism of trace metal availabilities and their dynamics in contaminated soils varying in their texture and nature of pollution. A strategy of studying Cu, Pb, Zn and Cd availabilities of two sites with different texture and origin of pollution was adopted and the role of organic matter was assessed through; 1) sampling the soils of two parcels at each site with two different land uses i.e. under annual crop and under perennial energy crop miscanthus, 2) changing the soil organic matter of these soils through in vitro soil incubations. A combined approach of chemical metal extractions and metal localization study in different soil size fractions was used. The results of the trace metal availabilities of the soil under miscanthus compared to annual crop soil showed that the influence of changes in organic matter through land use was different at both sites. In the silty clayed soil, the availability of Cu and Pb which are the metals known to be preferentially bound to organic matter was decreased with an increase in their localization in soil finer fractions. In the site with organic matter rich sandy soils the availability of metals which are known to be bound to soil mineral phases i.e. Zn and Cd was changed without a change in their localization. The results of laboratory incubation experiments revealed that the mineralization of soil organic matter affects the trace metal availability in two ways. Cu and Zn availabilities are changed in all soils whatever the texture while Pb and Cd availabilities changed only in sandy soils. This difference of the change of metal availabilities in both cases of organic matter variations i.e. between the soil samples under different land use and in the samples of laboratory incubations can be explained by the fact that the changes in organic matter were not similar in both cases. Our work on the metal enriched particulate organic matter (POM) fractions, the most labile organic matter fractions showed that POM act as source and sink of the metals in our conditions and POM associated copper is bioavailable in liquid medium but its bioavailability is less than the metal added as salt solution. These results, increasing the understanding of the role of soil organic matter in the determinism of trace metal availability in different textured soils, are discussed

Les matières organiques dissoutes (MOD) constituent un paramètre essentiel de la qualité des milieux aquatiques et du fonctionnement des écosystèmes. La production de MOD dans les sols et leur devenir lors de leur transfert dans les bassins versants ont été étudiés au cours d'expérimentation réalisées à différentes échelles, du microcosme de sol au bassin versant, à l'aide du traçage isotopique des formes stables du carbone (13C). À l'échelle du bassin versant, nous avons mis en évidence le rôle des zones humides dans la formation du carbone organique dissous (COD). Lors d'évènement de crues nous avons néanmoins observé la mobilisation de plusieurs sources de COD pour alimenter les rivières. Au cours d'expérimentations de laboratoire, nous avons démontré que le type d'essence forestière influence le devenir du carbone extractible à l'eau contenu dans les sols. La substitution de forêts natives par des plantations de Douglas diminue les apports de carbone dans le sol et les vitesses de minéralisation du carbone organique du sol lesquelles dépendent aussi de la température. Pourtant, l'évolution du carbone extractible à l'eau des sols de forêt, conditionnée par le type d'essences, ne dépend ni des vitesses de minéralisation du carbone ni de la température. Nous avons donc conclu que dans les horizons de surface des sols forestiers, le COD ne provient pas principalement de la décomposition de la matière organique du sol mais de la végétation par l'intermédiaire des lessivats de litière.

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.