Rozprawy doktorskie na temat „Extraction racinaire de l'eau”

Sous le paradigme de « more crop per drop », augmenter la productivité de l’eau consommée en agriculture irriguée est devenue l’un des points majeurs du développement en systèmes d’irrigation. Dans ce contexte, évaluer les performances des techniques d’irrigation et leur aptitude à réduire la consommation en eau est une condition préalable à l’optimisation de l’utilisation de l’eau en agriculture. La technique d’irrigation dont il est question dans ce travail de thèse est le goutte-à-goutte enterré (GGE) que l’on souhaite modéliser afin d’évaluer ses performances agronomiques dans divers contextes pédoclimatiques.De nombreux modèles de cultures permettent aujourd’hui de prédire le rendement agricole en fonction, inter allia, des conditions climatiques, du type de sol, de la disponibilité de l’eau, des éléments nutritif et des pratiques agricoles. Ces modèles de cultures couplent généralement les processus de transfert d’eau et des solutés dans le sol au développement végétatif des cultures. L’extraction de l’eau par les racines des plantes y joue le rôle de jonction entre le Sol et la Plante.Malgré la forte variabilité spatio-temporelle de l’activité de l’extraction racinaire, cette activité est souvent présentée dans les modèles de cultures par des fonctions empiriques « statiques » : la distribution spatiale de l’extraction de l’eau du sol dépend d’une forme prédéfinie de la densité racinaire mais non du type d’irrigation. Ces fonctions empiriques s’avèrent être adaptées à la simulation de l’extraction racinaire lorsque l’eau est apportée à la surface du sol (irrigation par aspersion, gravitaire, etc.). Cependant, leur légitimité sous irrigation localisée reste à démontrer.La présente thèse tente d’évaluer la performance de l’approche empirique pour modéliser de l’extraction de l’eau sous l’irrigation localisée par GGE, avec pour objectif d’élaborer un modèle de cultures opérationnel adapté à ce type d’irrigation.Dans un premier temps, le rôle de la fonction définissant la distribution spatiale de la densité racinaire est analysé. Des simulations numériques appuyées par des expérimentations de terrain ont permis d’analyser le phénomène de « compensation de l’extraction racinaire », phénomène plus particulièrement exacerbé en irrigation localisée. En rendre compte par la modélisation s’est avéré nécessaire pour prédire la consommation en eau des cultures, la distribution de l’eau dans le sol, et surtout les flux de drainage sous GGE.Dans un second temps, les fruits de cette analyse ont été valorisés par le développement de SDICM, un modèle de cultures couplant les processus de transfert bidirectionnel de l’eau dans le sol au développement végétatif de la culture. Ce modèle a été confronté aux observations de terrain ce qui a permis de constater l’importance du processus d’extraction racinaire dans la prédiction des profils hydriques en sols cultivés.Finalement, les résultats d'ordre agronomiques des essais conduits au site d'études ont été synthétisés afin d'évaluer les performances de l'irrigation par GGE pour la production de maïs dans le contexte climatique du Sud de la France
The "more crop per drop" paradigm is behind considerable efforts to increasing the productivity of water consumed in irrigated agriculture. In this context, the evaluation of the agronomic performances of irrigation techniques and their ability to reduce the water consumption is a prerequisite for optimizing water use in irrigated agriculture. This thesis explores the potentials of Subsurface Drip Irrigation (SDI) within a modeling framework to evaluate its agronomic performance under various soil and climatic contexts.Many crop models allow today the prediction of crop yields as a function of, inter alia, the climatic conditions, the type of soil, the availability of water, of nutrient, and agricultural practices. These crop models usually couple the water and solute transfer processes in the soil to crop development. The water uptake of plant roots plays herein a key role of joining the processes in soil to those of the plant.Despite the strong spatial and temporal variability of the activity of root uptake, this activity is often presented in crop models with empirical “static” functions: the spatial distribution of water uptake depends on a predefined distribution of root density, but not on the type of irrigation. These empirical functions are found to be suitable for the simulation of root uptake when water is brought to the surface (sprinkler irrigation, gravity, etc.). However, their legitimacy under drip irrigation remains to be demonstrated.This thesis evaluates the performance of the empirical approaches for modeling root water uptake under drip irrigation, with the ultimate objective of introducing a simple crop model suitable for this technique.From the one hand, the role of the function defining the spatial distribution of root density is explored. Numerical simulations supported by field experiments allowed analyzing the phenomenon of "compensatory water uptake", which is exacerbated under localized irrigation. Considering this phenomenon in modeling was necessary for adequately predicting water consumption of the crop, the distribution of water in the soil, and especially drainage fluxes under SDI.From the other hand, the findings from the first study are taken into account in the development of SDICM, Subsurface Drip Irrigation Crop Model. SDICM is couples bidirectional water transfer process in the soil to crop growth. This model was confronted with field observations which allowed putting forward the importance of root water uptake process in the prediction of water profiles in cropped soils.Finally, an application example was conducted where the water productivity of maize under different pedo-climatic conditions was assessed using SDICM and a capacitive type model. The purpose of the comparison is to highlight the importance of simulating bidirectional soil-water transfer in the context of SDI

L'heterogeneite de la ressource hydrique est tres forte en verger. Cette heterogeneite est liee a des gradients verticaux suivant la profondeur, mais egalement a des gradients horizontaux lies aux irrigations. L'extraction de l'eau est etudiee chez le pecher (prunus persica l. Batsch) pour une repartition non uniforme des disponibilites hydriques. Les systemes racinaires ont ete bipartis au verger, permettant d'induire des disponibilites hydriques tres heterogenes sur chaque sous-systeme. La contribution a l'extraction evolue suivant les disponibilites, et des differences de potentiels hydriques apparaissent entre les sous-systemes racinaires et le long des racines. Dans ces conditions de disponibilites hydriques non uniformes, les modeles classiques ne permettent pas de decrire la repartition de l'extraction et les phenomenes de regulation qui apparaissent au sein du systeme racinaire, en particulier car ils supposent une distribution theorique des racines et/ou un potentiel hydrique racinaire uniforme. Un modele d'extraction de l'eau a ete developpe (doussan et al. , 1998a). Le systeme racinaire est represente sous la forme d'une architecture, et les capacites d'absorption et de transfert de l'eau par les racines sont explicitees. Le couplage permet la construction d'une architecture hydraulique. L'analyse architecturale du systeme racinaire permet de degager des types racinaires. Les processus de construction de l'architecture comprennent la croissance axiale et la ramification mais egalement des processus plus specifiques des plantes perennes (mortalite et croissance radiale). La croissance radiale resulte de proprietes de conservation des sections. Enfin, des processus de reiteration sont egalement apparus regulierement et structurent profondement la mise en place de l'architecture racinaire. Par ailleurs, la typologie morphologique realisee recoupe une typologie fonctionnelle basee en particulier sur les capacites de transfert axial. L'evolution de la conductance axiale est modelisee par une relation incluant le diametre exterieur de la racine et son type. Le couplage avec le modele d'architecture permet la construction de l'architecture hydraulique du systeme racinaire du pecher en verger. Le modele d'extraction sous-estime legerement les flux extraits par les racines. Cependant, les evolutions qualitatives sont bien decrites. D'une part, la profondeur d'extraction evolue suivant les disponibilites hydriques. D'autre part, les gradients de potentiel hydrique le long des macrorhizes apparaissent avec des niveaux comparables aux gradients mesures en verger. Le gradient de potentiel est eleve dans la partie proximale lorsque les conditions de disponibilites hydriques sont fortes, et diminue avec la chute des disponibilites hydriques, entrainant une extraction plus localisee vers la zone apicale des macrorhizes. Avec l'abaissement des disponibilites hydriques, la chute des potentiels hydriques est accrue et des differences importantes apparaissent entre chaque cote du systeme racinaire. Ces differences permettent d'expliquer les phenomenes de compensation qui apparaissent au verger.

L’utilisation de technologies d’extraction est cruciale dans l’industrie cosmétique. Cette étape de procédé consomme beaucoup d’énergie et de grandes quantités de matières premières. De plus, les solvants utilisés ne sont pas tous anodins, et certains sont issus de produits pétroliers. Afin de mieux préserver l’environnement et la santé humaine, il faut trouver des alternatives aux solvants et aux méthodes d’extractions conventionnelles. Pour cela, nous avons utilisé l’eau comme solvant et des technologies innovantes pour créer de nouvelles méthodes. Les travaux présentés dans cette thèse font tout d’abord un état de l’art des méthodes d’extractions utilisant l’eau comme solvant. L’ensemble de ces méthodes très anciennes, comme récentes, ont toutes leurs spécificités en termes de matrices et de molécules extraites. Puis nous nous sommes intéressés à une méthode ancienne qu’est l’hydrodistillation. L’extraction et la séparation simultanée des composés hydrosolubles et volatiles des feuilles de boldo (Peumus boldus, Mol.) est ensuite effectuée à l’aide des micro-ondes. L’optimisation des paramètres ont ensuite aboutis sur un scale-up à l’échelle pilote. L’intensification et la mise en continu de l’extraction des feuilles de boldo assisté par ultrasons sont ensuite explorés. Puis, nous étudions une méthode en cours de maturation avec l’assistance des tensioactifs pour l’extraction de composés hydrophiles et hydrophobes du romarin (Rosmarinus officinalis L.) dans l’eau. Enfin, nous avons exploré une méthode d’extraction encore en R&D. Elle utilise uniquement l’eau pour obtenir des composés hydrophobes de l’écorce d’orange douce ( Citrus sinensis L.) à l’aide d’un appareil micro-ondes pour atteindre un état subcritique
The use of innovative extraction technologies is of outmost importance in the cosmetic industry. This process step is consuming large amounts of energy and materials. Furthermore, some solvents used are not benign. Some of them are from oil products. In order to better preserve the environment and human health, we must find alternatives to solvents and conventional extraction methods. To pursue this goal, we will use water as solvent and innovative technologies to create new extraction methods of natural products. The work presented in this thesis first establishes a review of extraction methods. All those methods, old as well as new ones, are specific in terms of target matrix or extracted molecules. Then, we focused on a mature extraction method: hydrodistillation. The simultaneous extraction and separation of water soluble compounds as well as volatile compounds from boldo leaves (Peumus boldus, Mol.), is undertaken with the help of microwaves. The parameters optimization leads to a pilot scale-up. The intensification and continuous mode transition of the ultrasound assisted extraction of boldo leaves is then studied. Afterwards, we studied the maturing method of surfactant addition to water. This is in order to extract hydrophilic and hydrophobic compounds of rosemary (Rosmarinus officinalis L.). Finally, we explored an extraction method still in R&D. This method use only water in order to extract hydrophobic compounds of sweet orange peels ( Citrus sinensis L.) with a microwave device

Les légumineuses ont des rhizodépôts riches en azote (N). Leur emploi dans les rotations de cultures permet de réduire l’usage de fertilisants de synthèse. Parmi les composés azotés exsudés par les racines, les acides aminés (AA) sont reconnus pour leur rôle dans la régulation des communautés microbiennes de la rhizosphère, avec un impact sur la nutrition des plantes et leur résistance aux stress abiotiques. Cette exsudation est difficile à mesurer en raison des interactions avec les microorganismes et les particules minérales du sol. Nous avons fait l’hypothèse que l’exsudation racinaire d’AA varie en fonction du substrat, de la croissance et de l’humidité sol. Une méthode d’extraction des AA du sol a été mise au point pour estimer l’empreinte rhizosphérique en acides aminés (ERAA) dans le sol non stérilisé, comme résultat net des interactions entre l’exsudation d’AA et le milieu rhizosphérique. L’évolution de l’ERAA a ainsi été étudiée chez Medicago truncatula cultivée sur sable stérilisé ou sol non stérilisé, à 3 stades de croissance végétative, et chez Pisum sativum soumis ou non à un déficit hydrique ou un excès d’eau. Le marquage au 15N a été utilisé pour appréhender le mouvement des 15N-AA libérés par les racines vers la rhizosphère. L’ERAA augmente au cours de la croissance végétative et est dépendante en quantité et en qualité, du stade de la plante. Le déficit hydrique modifie l’ERAA avec la présence de plus de N récemment assimilé par la plante, plus de proline, d’alanine et de valine. En tenant compte des limites expérimentales, ces travaux ont permis de mieux comprendre les facteurs qui influencent l’ERAA et d’appréhender la rhizodéposition azotée des légumineuses
Legume roots release substantial amounts of nitrogen (N) into the soil. They can help to reduce the use of synthetic N fertilisers in cropping systems. A part of this N derives from root exudates, mainly in amino acids (AAs) forms, that are highly suspected to regulate the abundance of microbial community in the rhizosphere. This may impact plant nutrition and resistance to abiotic stress. However, exudated AAs have not been unequivocally quantified, due to interaction with rhizosphere microorganisms and mineral particles. We hypothesized that root AA exudation could change significantly according to the substrate type, the plant growth and water availability. In the present work, we have developed a methodology using unsterilized soil in order to measure the rhizosphere AA fingerprint (RAAF), as the net result of interactions between AA exudation and rhizospheric environment. The RAAF was measured in Medicago truncatula grown in either sterilized sand or unsterilized soil, at three vegetative plant stages; and in Pisum sativum grown in unsterilized soil, under either a water deficit or a water excess. P. sativum plants were stem-labeled with 15N, in order to assess root 15N-AA released in the rhizosphere. The RAAF increased substantially during plant growth, showing a significant quantitative and qualitative plant growth dependent effect. Water deficit significantly modified RAAF with more recently assimilated N, proline, alanine and valine released in the rhizosphere under water deficit. This work contributed to highlight factors affecting RAAF and to better understand ecophysiological aspects of N rhizodeposition of legumes

Une meilleure connaissance du fonctionnement du prélèvement hydrique par les racines des plantes est nécessaire pour améliorer les stratégies de gestion de la ressource en eau et, à ce titre, comprendre l’acquisition de l’eau du sol par les systèmes racinaires reste un objectif important de la recherche agronomique. Cependant, la caractérisation du fonctionnement du transfert hydrique sol-plante et la spatialisation des prélèvements à l’échelle parcellaire reste problématique. Le milieu sol-plante est un système complexe, variable dans l’espace et dans le temps. La réduction et l’épuisement de l’eau dans la zone racinaire sont contrôlés par le sol, la plante et les facteurs climatiques. Pour pouvoir spatialiser l’extraction hydrique à l’échelle de la population de plantes (échelle parcellaire), il est nécessaire de posséder un moyen permettant d’estimer l’extraction hydrique et sa variabilité reflétant à la fois l’hétérogénéité globale et spatiale de la population et celle du milieu. Dans ce contexte, nous avons utilisé la Tomographie de Résistivité Electrique (ERT) comme approche alternative aux méthodes classiques de mesures hydriques (bilan hydrique) pour estimer les prélèvements hydriques des racines. Cette méthode est basée sur une mesure spatialisée de la résistivité électrique du sol, qui est elle-même reliée à la variabilité spatio-temporelle de la teneur en eau. La cartographie 2D ou 3D de la résistivité et ses variations dans le temps seront alors reliées aux variations de teneur en eau et aux prélèvements hydriques distribués dans l’espace. Les objectifs de cette étude expérimentale sont d’évaluer les apports de la tomographie de résistivité électrique pour spatialiser les prélèvements hydriques à l’échelle parcellaire et pour analyser les transferts d’eau dans le système sol-plante, avec des plantes diverses et une disponibilité en eau variable. Pour cela, nous avons travaillé avec trois types de plante (Maïs, Sorgho, Féverole) présentant des systèmes racinaires et des capacités de prélèvement d’eau différents. Ces plantes ont été soumises à trois conditions de disponibilité en eau allant de bien irrigué à sec. Nous avons pu estimer l’extraction hydrique à l’échelle parcellaire par une approche directe utilisant la variation temporelle de la résistivité électrique du sol ou par une calibration entre résistivité électrique et teneur en eau établie in situ. Les cartes de prélèvements hydriques issues de cette estimation montrent la variation des prélèvements dans l’espace et le temps. L’estimation des prélèvements hydriques racinaires est donc réalisable à l’échelle parcellaire. Cependant, l’estimations spatiale des ces prélèvements par ERT présente des limites plus ou moins fortes liées à la sensibilité de mesure (sensibilité décroissante en profondeur, erreur RMS de la calibration teneur en eau-résistivité de l’ordre de 0. 03 cm3. Cm-3), au dispositif de mesures (résolution décroissante en profondeur avec une disposition d’électrodes en surface) et aux conditions expérimentales (problèmes de mesures dans les sol secs et argileux : problème de contact sol électrodes et hétérogénéité induite par la fissuration). Ce travail présente donc une première étape méthodologique, montrant la faisabilité de l’utilisation de l’ERT dans une quantification spatiale du prélèvement si des données hydriques sont disponibles conjointement, et s’inscrit dans une démarche plus générale de compréhension de l’hétérogénéité spatiale de l’extraction en relation avec les propriétés du sol et le développement du système racinaire
A better knowledge of the functioning of water uptake by plant roots is necessary in order to optimize agricultural water resources management. To this respect, the understanding of the acquisition of soil water by root systems is an important objective of agronomical research. However, characterization of water transfer in the soil-plant system and the spatialization of water uptake at the field scale are still problematic and challenging. Soil - plant environment is a complex system, varying in time and space. The depletion of soil water in the rooted zone is controlled by soil, plant and climatic factors. In order to spatialize the water uptake at the plant’s population scale, methodologies and proxy variable allowing an estimation of water extraction and its variability are highly needed. This would reflect simultaneously the overall and spatial heterogeneity of the population and its growing medium. To this aim, we used the Electrical Resistivity Tomography (ERT) as an alternative approach to the classical methods of water measurements (local soil water balance) for estimating root water uptake. ERT results in a spatial estimation of soil electrical resistivity, the latter being related to the variability of soil water content. 2D or 3D imaging of soil electrical resistivity and its variations with time are related to water content variations as well as water extraction distribution in soil. This experimental study aims at evaluating ERT for spatializing water uptake at the field scale with various plants and different levels of water availability. Three types of plant (Maize, Sorghum and Broad bean) were selected because they exhibit different root systems morphologies and /or and water extraction capacities. These crops were subjected in the field to three levels of water availability ranging from rain fed to full irrigation. Water extraction and its variability, at the field scale, was estimated firstly by a “direct” approach which empirically links the temporal difference in soil electrical resistivity and the uptake. Secondly, an “indirect” more general approach, using in situ calibration between soil electrical resistivity and water content into a spatialized water balance calculation has been used. The water uptake images resulting from these estimations show high spatial and temporal variation of water uptake. The estimation of root water uptake at field scale by ERT is thus possible. However, this spatial estimation can be more or less severely restricted by different constraints which are related to: ERT sensitivity (decrease of ERT sensitivity with depth, accuracy of the in situ water content-resistivity calibration relationship: RMSE ~ 0. 03 cm3. Cm-3), the type of ERT measurement setup (decrease of resolution with depth with a surface array) and to the environmental conditions (problems for ERT measurements in dry and clay soil: decrease of soil-electrode contact and increase of soil heterogeneity due to soil cracking). This work contributes to a first methodological step, showing the possible use of ERT for spatializing and quantifying the spatial variations of root water uptake, if soil hydrodynamic data are available. More globally, this work traces new developments in the understanding of the spatial heterogeneity of root water uptake in relation with soil properties and root system growth

Dans le contexte du développement d'une agriculture durable visant à préserver les ressources naturelles et les écosystèmes, il s'avère nécessaire d'approfondir notre compréhension des processus souterrains et des interactions entre le sol et les racines des plantes.Dans cette thèse, on utilise des outils mathématiques et numériques pour développer des modèles mécanistiques explicites du mouvement de l'eau et des nutriments dans le sol et de l'absorption racinaire, gouvernés par des équations aux dérivées partielles non linéaires. Un accent est mis sur la prise en compte explicite de la géométrie du système racinaire et des processus à petite échelle survenant dans la rhizosphère, qui jouent un rôle majeur dans l'absorption racinaire.La première étude est dédiée à l'analyse mathématique d'un modèle d'absorption du phosphore (P) par les racines des plantes. L'évolution de la concentration de P dans la solution du sol est gouvernée par une équation de convection-diffusion avec une condition aux limites non linéaire à la surface de la racine, que l'on considère ici comme un bord du domaine du sol. On formule ensuite un problème d'optimisation de forme visant à trouver les formes racinaires qui maximisent l'absorption de P.La seconde partie de cette thèse montre comment on peut tirer avantage des récents progrès du calcul scientifique dans le domaine de l'adaptation de maillage non structuré et du calcul parallèle afin de développer des modèles numériques du mouvement de l'eau et des solutés et de l'absorption racinaire à l'échelle de la plante, tout en prenant en compte les phénomènes locaux survenant à l'échelle de la racine unique
In the context of the development of sustainable agriculture aiming at preserving natural resources and ecosystems, it is necessary to improve our understanding of underground processes and interactions between soil and plant roots.In this thesis, we use mathematical and numerical tools to develop explicit mechanistic models of soil water and solute movement accounting for root water and nutrient uptake and governed by nonlinear partial differential equations. An emphasis is put on resolving the geometry of the root system as well as small scale processes occurring in the rhizosphere, which play a major role in plant root uptake.The first study is dedicated to the mathematical analysis of a model of phosphorus (P) uptake by plant roots. The evolution of the concentration of P in the soil solution is governed by a convection-diffusion equation with a nonlinear boundary condition at the root surface, which is included as a boundary of the soil domain. A shape optimization problem is formulated that aims at finding root shapes maximizing P uptake.The second part of this thesis shows how we can take advantage of the recent advances of scientific computing in the field of unstructured mesh adaptation and parallel computing to develop numerical models of soil water and solute movement with root water and nutrient uptake at the plant scale while taking into account local processes at the single root scale

Une meilleure comprehension du transfert de l'azote, a l'echelle de la plante entiere apparait necessaire pour repondre aux limitations des modeles actuels de la fertilisation azotee. Nous avons choisi d'etudier les caracteristiques du flux xylemique (composition, concentration, vitesse) en reponse a la presence de nitrate dans le milieu racinaire chez de jeunes plantules decapitees de mais ou de ble en condition de poussee racinaire. Comparativement a celles traitees au kci, les plantules traitees au kno#3 a la meme concentration, presentent une vitesse d'exsudation double. Cet effet du nitrate est attribue a une augmentation de la conductivite hydraulique du systeme racinaire puisque aucune augmentation significative de la difference de potentiel hydrique entre les exsudats et le milieu exterieur n'a pu etre mise en evidence. L'implication de la chaine de reduction et d'assimilation des nitrates dans ce processus a ete montre par l'emploi d'inhibiteurs specifiques des enzymes impliquees dans la reduction (nitrate reductase) et l'assimilation des nitrates (glutamine synthetase). Une transposition de ce modele a ete entreprise sur le ble par une comparaison varietale entre thesee et soissons qui different par leur besoin en azote. Les caracteristiques de l'exsudation sont liees aux rapports d'activite nr in vitro foliaire et racinaire. Une experience de tracage par du kno#3 enrichi en #1#5n nous donne une valeur de l'absorption totale du n ainsi que sa repartition entre les compartiments foliaire et racinaire. L'etude d'extrait de collets et du couvert vegetal jusqu'a la floraison de cultures en champ prolonge la comparaison varietale, les criteres etudies au stade jeune se revelent etre des diagnostics precoces du metabolisme azote des cultures. Des resultats concernant la composition isotopique naturelle de l'azote des feuilles suggerent leur utilisation comme indicateur d'origine de l'azote du sol (fertilisant ou mineralisation naturelle)

Une tonne d'ordures ménagères incinérées produit 250 à 300kg de mâchefer et 25 à 50kg de REFTOM (Résidus d'Epuration des Fumées d'Incinération d'Ordures Ménagères) qui sont constitués principalement d'oxydes et de silico-alummates avec une proportion non négligeable de composés solubles (NaCl, KC1, CaCl2, CaSCXi,. . . ) et de métaux lourds (Pb, Zn, Cd,. . . ). Cela leur confère un potentiel polluant problématique en cas de stockage ou de valorisation. Nous définissons d'abord la composition des résidus et mettons ensuite en évidence les mécanismes d'interaction entre l'eau et les résidus. On réalise ensuite des extractions séquentielles afin de préciser la spéciations des métaux lourds et des composés majeurs identifiés : les métaux sont associés majoritairement à la calcite et à Panhydrite solubilisables en conditions acides. Utilisé conjointement avec des extractions à pH imposé, ce test précise le comportement des résidus dans le temps en fonction de scénarios grâce à des simulations simples. En cas de stockage en milieu naturel, les chlorures sont très rapidement solubilisés. La carbonatation des ions hydroxydes par le CO; atmosphérique fait rapidement chuter le pH des lixiviats jusqu'à environ pH=8,5 (en quelques mois). Cela s'accompagne d'un très faible rejet de polluants métalliques car le minimum de solubilité de ces métaux se situe souvent vers ces pH. Une approche cinétique de ce phénomène a confirmé ces résultats. Plusieurs centaines de milliers d'années sont ensuite nécessaires pour obtenir des lixiviats acides car la pluie serait alors le seul fournisseur de protons, si on fait abstraction d'une possible activité biologique. Le reste des métaux, associés à des oxydes ou inclus dans la matrice de silico-aluminates, n'est pas susceptible d'être mobilisé dans l'environnement, sauf conditions particulières de scénario
One ton of incinerated municipal solid wastes give about 300kg of bottom ash and 50kg of APC (Air Pollution Control) residues which are mainly constituted of oxides and silico-aluminate compounds. A non-negligible part of these residues are soluble compounds (NaCl, KCl, CaCl2, CaSOa,. . . ) and heavy metals (Cd, Pb, Zn. . . . ) which are harmful elements in view of their disposal or valorisation. We first characterized the composition of the residues and the physico-chemical mechanisms in case of lixiviation. Sequential extractions have been used to define the speciations of heavy metals and major constituents. Heavy metals are mainly-associated with calcite and anhydrite and these mineral compounds are soiubilised in acid conditions. These extractions were associated with pH-stat extractions to predict the behaviour of the residues in time. We then used simple scenarios and simulations : in the case of n on-exceptional conditions of disposal, the chlorides ate the first compounds which are released to the environment. The carbonatation phenomenon in open air quickly reduced (some months) the pH of the residues leachate to about pH=8. 5, which is fortunately, in most cases the pH of the minimum solubilisation of heavy metals. A kinetic approach confirms this result. The rain is then the only possible source of protons and the decrease of the leachates pH proceeded very slowly (about hundreds of thousand years). The remaining metals, associated with oxides or inside the alumino-silicate mould, cannot be released to the environment, except under special conditions of disposal

Les distilleries et caves cooperatives productrices de sucre de raisin rejettent dans l'environnement des effluents aqueux charges en produits polluants qu'il est imperatif d'eliminer. Parmi ces produits, les acides tartrique et malique constituent environ 50% de la charge organique dont l'extraction permet de diminuer la pollution du milieu naturel. Par ailleurs, l'acide malique present dans ces effluents residuaires est sous la forme levogyre pour laquelle il existerait un marche potentiel comme substitut de l'acide citrique dans l'industrie agroalimentaire, a condition que les couts de production de l'acide malique naturel soient competitifs. L'etude de la recuperation des acides tartrique et malique a partir de solutions aqueuses synthetiques ou d'effluents naturels de distilleries par un procede d'extraction liquide-liquide en utilisant respectivement le systeme tributylphosphate-dodecane et des melanges amines tertiaires-octanol-1 a fait l'objet du present travail. Le rendement de l'operation et la selectivite de la separation ont ete etudies tout d'abord au stade laboratoire au moyen d'un procede a contact simple et ensuite au stade pilote en utilisant un extracteur morris comportant plusieurs etages et fonctionnant a contre-courant en continu. Cette facon de proceder nous a permis d'analyser l'influence de certains facteurs sur l'efficacite de l'extraction et notamment l'effet de la concentration en acide malique et en acide tartrique de la solution aqueuse initiale, du ph de cette phase, du taux de solvant et du pourcentage de diluant dans le melange diluant-extractant. Nous avons ainsi montre qu'il est difficile de concilier le rendement d'extraction et la purete de l'acide malique dans l'extrait

En rejetant dans l'environnement des effluents aqueux charges, les distilleries et caves cooperatives productrices de sucre de raison (mout concentre rectifie) engendrent une pollution importante. L'elimination des acides malique et tartrique qui constituent 40% de la charge organique est un moyen de diminuer cette pollution. La mise au point d'un procede de separation performant permettrait une valorisation des acides malique et tartrique naturels. La technique retenue est l'extraction liquide-liquide en utilisant des composes organophosphores comme solvant. Pour optimiser rendement et selectivite de cette separation, nous avons utilise les plans d'experiences. Cette methodologie permet l'etude des differents facteurs influant sur cette separation, a savoir: concentration en acide malique, en acide tartrique, concentration en extractant dans le solvant et taux de solvant

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019
Résidu généré en fortes quantités par l’industrie forestière, l’écorce est principalement valorisée par combustion pour la production d’énergie. Pourtant, des projets de bioraffineries sont en développement croissant pour proposer de nouvelles voies de valorisation telle que l’extraction. L’écorce pouvant contenir des molécules extractibles potentiellement bioactives en quantités appréciables, les industries agro-alimentaire, cosmétique et pharmaceutique s’intéressent de près à de telles initiatives. Cette vaste gamme de composés bioactifs propose en effet des alternatives séduisantes à des ingrédients de synthèse de moins en moins prisés. De tels extractibles démontrant des activités antioxydantes, antibactériennes, anti-cancer ou encore anti-inflammatoires ont été isolés au sein de l’écorce des deux essences d’érables, Acer rubrum L. (érable rouge) et Acer saccharum Marsh. (érable à sucre). Ces hétérosides phénoliques ainsi que d’autres extractibles d’intérêt sont susceptibles d’être extraits à l’eau, un solvant vert apprécié pour des applications finales ayant trait à la santé humaine. La thèse présentée s’intéresse donc à la valorisation de l’écorce de l’érable rouge et de l’érable à sucre par récupération et caractérisation d’extractibles hydrosolubles potentiellement antioxydants. Le premier axe de la recherche est centré sur l’optimisation d’un procédé d’extraction à l’eau chaude. En variant les paramètres de granulométrie de l’écorce, de température, de durée de l’extraction et de ratio écorce/solvant, le but a été d’obtenir des valeurs optimales de rendement, teneur en phénols totaux, capacité antioxydante et consommation énergétique estimée. Partant des résultats obtenus, les conditions suivantes : granulométrie de 250–500 μm, température de 90°C, durée de 1 h, ratio écorce/solvant de 1/10, ont été jugées pertinentes pour une mise à l’échelle. Ainsi, des traitements post-extraction ont été investigués à échelle laboratoire pilote pour la production d’extraits secs. Combinant plusieurs méthodes de concentration (osmose inverse, évaporation sous vide) et de séchage (atomisation, lyophilisation), ces traitements ont été évalués selon différentes variables réponses : récupération de l’extrait, capacité antioxydante, teneurs en protéines, en composés phénoliques, en sucres totaux et énergie nécessaire aux opérations unitaires des différents procédés. Pour les extraits des deux essences d’érable, les combinaisons osmose inverse/atomisation et osmose inverse/lyophilisation se sont avérées les plus prometteuses. De qualité supérieure en termes d’antioxydants phénoliques, l’extrait d’écorce d’érable rouge lyophilisé a été choisi pour l’investigation de tels composés par criblage antioxydant. L’approche basée sur des techniques couplant test antioxydant in vitro au radical DPPH et séparation chromatographique par HPLC a permis de mieux comprendre les mécanismes radicalaires en présence des dérivés galloyl-glucitols de l’érable rouge. Le phénomène d’auto-oxydation mis en évidence chez ces dérivés testés purs n’a pas été observé lorsque ceux-ci ont été évalués dans des mélanges tertiaires ou directement dans l’extrait. L’effet de mixture/matrice associé à ce comportement a orienté la suite des travaux vers l’étude de fractions de composés plutôt que vers l’isolement de composés purs. Pour cela, la technique d’ultrafiltration a été investiguée pour la production de fractions concentrées. Ce dernier volet a donc permis d’explorer des classes de composés peu, voire non étudiés au sein des deux érables (protéines, tannins). Même si les résultats demeurent préliminaires, la caractérisation des tannins a révélé certaines similarités chez les deux essences, à savoir la présence de tannins de type proanthocyanidine en quantités comparables. En termes de différences, contrairement à l’érable à sucre, l’érable rouge semble riche en gallotannins de hautes masses moléculaires. Toutefois, des analyses complémentaires seraient nécessaires pour confirmer ce résultat. Au final, cette thèse fournit une base substantielle pour l’établissement d’une voie de valorisation viable des extractibles des écorces d’érable rouge et d’érable à sucre. Elle propose un défrichage des principales problématiques intrinsèques à la production d’extraits pour des applications alimentaire, cosmétique ou pharmacologique. Si les connaissances des composés présents dans l’écorce d’érable ont été améliorées, de nombreuses étapes restent nécessaires à la création d’une filière de bioraffinerie pérenne. Pour aller dans ce sens, la suite de la recherche prévoit, entre autres, des tests de toxicité et d’activités in vivo, ainsi que l’étude de l’intégration des extraits dans des matrices alimentaires.
Bark is a high-volume residue from the forest industry that is mostly incinerated for its calorific value. However, biorefineries are increasingly gaining importance by providing new alternatives, such as solvent extraction. As bark is usually rich in extractives susceptible to exhibit bioactivities, agro-food, cosmetic and pharmaceutical industries keep a close eye on such opportunities. This high diversity of bioactive natural compounds in extracts provides a valuable substitute to synthetic ingredients, currently losing popularity. Phenolic extractives associated to antioxidant, antibacterial, anti-cancer or anti-inflammatory activities have been found in red maple (Acer rubrum L.) and sugar maple (Acer saccharum Marsh.) bark. In addition to other promising extractives, these phenolic glycosides could be recovered using water. This non-toxic extraction solvent is usually privileged for human-health related applications. This thesis investigates the valorisation of red maple and sugar maple bark by recovery and antioxidant characterisation of their water-soluble extractives. First, the research was focused on hot-water extraction optimisation. By varying several parameters (particle size of bark, extraction temperature and duration, bark/solvent ratio), optimal values were determined in terms of extraction yield, phenolic content, antioxidant capacity and estimated energy consumption. From these results, a 250–500 μm particle size, 90°C temperature, 1 h duration and a 1/10 bark/water ratio were found relevant for a scale-up. Therefore, post-extraction treatments were investigated at semi-pilot scale aiming to produce dry extracts. Combining concentration (reverse osmosis, vacuum evaporation) and drying (spray-drying, freeze-drying) methods, treatments were evaluated based upon several response variables: extract recovery, antioxidant capacity, protein, phenolic and carbohydrate contents and power consumption induced by the operation units of the process. In regards to these variables, extracts from both maple species seemed more potent when processed using reverse osmosis, associated to spray-drying or freeze-drying. The higher potential in terms of antioxidant phenolics determined for the red maple bark extract obtained using reverse osmosis and freeze-drying led us to perform antioxidant screening on this extract. An approach based on in vitro DPPH radical scavenging test associated to HPLC separation allowed for a better understanding of radical scavenging mechanisms related to galloyl-glucitol derivatives from red maple. Autoxidation of these compounds tested individually was not observed when evaluated in a tertiary mixture or in the crude extract. This mixture/matrix effect helped us define the next step as a study focusing rather on the production of fractions than on the isolation of pure compounds. To this end, ultrafiltration was studied as a tool for extract fractionation. Thus, this last part of the project allowed us to explore different classes of compounds in both sugar and red maple (proteins, tannins), which have rarely been studied. Although preliminary, the obtained results indicated the similarities between the characteristics of tannins found in both species i.e. proanthocyanidins in comparable amounts. However, only the high molecular fraction form red maple bark extract seemed to contain substantial amounts of high-molecular-weight gallotannins. Supplementary analyses would be required to confirm this result. To conclude, this thesis provides solid information to promote the extraction of red and sugar maple bark at a commercial level. This work offers valuable findings and insights about extract production for application in foods, cosmetics or pharmaceutics. The results obtained help enhance the knowledge about maple bark phytochemicals. Yet, further studies would be required before creating a sustainable biorefinery project based on maple bark. Such investigations, including in vivo toxicity, activity testing, as well as studies about food enrichment using maple extracts are planned for the continuation of this research.

La pollution des eaux est particulièrement problématique pour les pays industrialisés et les pays en développement. Des suivis environnementaux se sont alors avérés nécessaires afin de progresser dans la compréhension des origines et des conséquences de la présence de ces polluants. Parmi les polluants organiques les plus dangereux, les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) et les pesticides qui peuvent se retrouver à l’état de traces dans les milieux aquatiques. Leur analyse nécessite des méthodes analytiques à la fois spécifiques et sensibles. L’Extraction sur Phase Solide (SPE) suivi d’une analyse par la Chromatographie Gazeuse couplée à la Spectrométrie de Masse (GC-MS) est la méthode la plus couramment employée. Les travaux de thèse s’inscrivent ainsi dans l’optique généralevisant à développer des nouvelles méthodes analytiques pour l’extraction et l’analyse de cesdeux familles de polluants organiques présents dans l’eau. Afin de pallier les contraintes classiques de la SPE, une nouvelle approche a été développée qui consiste à introduire latechnique de centrifugation dans certaines étapes de la procédure SPE. La nouvelle méthodeélaborée a permis de réduire considérablement le temps de préparation et d’économiserl’utilisation et le rejet des solvants organiques, en réduisant presque 10 fois les volumes nécessaires à l’obtention des rendements de récupération satisfaisants. Une méthoded’analyse par injection à température programmable (PTV) a été optimisée afin d’améliorerles seuils de détection des HAP. Cette étude a permis également d’avoir les informations surla qualité des eaux de pluie, eaux souterraines et eaux de surface au Liban quant au niveau deleur contamination pour les HAP et les pesticides
Water pollution presents a very critical problem facing industrial and developping countries. The environmental monitoring of the contaminants seems necessary to understand their sources and impacts. Among a wide variety of organic pollutants present in water,polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and pesticides are of particular importance as widespread, persistent, and toxic contaminants. They are usually present at trace levels in theacquatic surfaces; therefore their detection and control require selective and sensitiveanalytical procedures. The Solid-Phase Extraction (SPE) followed by the Gas-Chromatography coupled to Mass Spectrometry (GC-MS) are the most commonly usedtechniques for their analysis in water. Thesis objectives are focused on the development of new analytical methods for the extraction and analysis of these two families of pollutants present in water. To overcone the contraints of the traditional SPE, a new approach was developed consisting on the introduction of the centrifugation in several steps of the procedure. The new method showed practical environmental and economical advantages interms of sample preparation time, simplicity, reduction in solvent use, and cost and isparticularly suitable for routine applications requiring a high sample throughput. Aprogrammed temeperature vaporizing (PTV) injection method was also optimized and validated in order to improve the detection limits for the GC-MS analysis of PAHs. The evaluation of the quality of different water systems in Lebanon including rainwater,groundwater, drinking water and surface water was accomplished in this study

Ce travail a été réalisé en partie dans le cadre d'une collaboration avec la société Prosernat. L'objectif de notre travail était d'étudier différents procèdes de séparation de systèmes contenant des hydrocarbures et de l'eau. La première partie décrit la mise au point d'un procède de séparation du système heptane toluène par membranes liquides émulsionnées (émulsions multiples) présentant une grande aire de surface d'échange. Ce mélange est difficile à séparer par distillation du fait de la faible différence des points d'ébullition des deux constituants. La différence des coefficients de diffusion et des solubilités des constituants dans l'eau permet de mettre en évidence la sélectivité de la séparation. L'analyse de composition des phases huileuses par chromatographie en phase gazeuse nous montre que le transfert du toluène est beaucoup plus important que celui de l'heptane. Nous avons constaté que la sélectivité augmente rapidement au cours des premières minutes et que la sélectivité diminue avec la concentration du toluène dans le mélange initial. La deuxième partie est consacrée à la séparation du système tri éthylène glycol-eau. Dans l'industrie du gaz naturel, l'eau qu'il contient pose souvent des problèmes, tels que la formation d'hydrates et l'augmentation du caractère corrosif du gaz. La déshydratation du gaz naturel est donc une étape essentielle dans le traitement du gaz. Un procède le plus répandu est la déshydratation par du tri éthylène glycol (teg) dans une colonne d'absorption. Le teg est ensuite régénère par distillation atmosphérique à 204°c ce qui permet d'obtenir une pureté massique du teg de 99% environ. Or la déshydratation du gaz naturel dépend de la concentration du teg et afin d'obtenir la spécification requise du gaz naturel de très basse teneur en eau, une concentration supérieure du teg est généralement nécessaire. Le travail confié par Prosernat a été réalisé de façon à étudier sur pilote une méthode de régénération du teg par séparation flash suivie d'une condensation de la phase vapeur riche en eau par pulvérisation du teg froid. Cette méthode permet d'obtenir une concentration du teg d'environ 99,6%. La teneur en eau est analyse par dosage coulométrique de Karl Fischer. Une étude de simulation a également été réalisée à l'aide d'un programme en langage pascal et du modèle unifac préalablement testé pour l'équilibre liquide-vapeur du binaire teg-eau. A partir des résultats de la simulation, on a constaté que la concentration du teg régénéré dépend du débit de teg à sécher.

En tant qu’acteurs moléculaires impliqués dans le transport d’eau au travers des membranes biologiques, les aquaporines (AQP) jouent un rôle et sont régulées en réponse à des stress. Ils sont soumis à d’intenses recherches, en particulier chez le riz. En utilisant une approche de génomique fonctionnelle, nous avons généré 5 lignées transgéniques de riz dans le fond génétique Nipponbare, en sur-exprimant des AQP uniques fusionnées à un marqueur fluorescent ; parmi celles-là, figurent trois AQP de la membrane plasmique (OsPIP1;1, OsPIP2;4, OsPIP2;5) fusionnées à la GFP et deux AQP de la membrane tonoplastique (OsTIP1;1 and OsTIP2;2) fusionnées à la mCherry. Leurs localisations subcellulaires en condition contrôle ont été observées. Chez le riz, les isoformes OsPIP présentaient un marquage homogène typique de la membrane plasmique, tandis que les isoformes OsTIP ont été trouvées avec un marquage des invaginations intracellulaires qui entourent le noyau, typique du tonoplaste. Le comportement des AQP de la membrane plasmique a été testé en conditions de stress salin et osmotique. Les stress abiotiques ont provoqué une relocalisation des AQP et le stress salin a augmenté l’endocytose de l’isoforme OsPIP2;5 dans les cellules de la racine. Par ailleurs, la sur-expression de tels transgènes ne semblait pas affecter la morphologie des plantes et ne conférait pas un effet bénéfique sur la production de graines, aussi bien en condition contrôle que stressée. Enfin, nous nous sommes focalisés sur la contribution des AQP dans la racine de riz en relation avec la morphologie racinaire. Nous avons trouvé que les AQP contribuaient à un pourcentage relativement important dans le transport de l’eau dans la racine entière (44-58%) et que cette contribution semblait plus importante dans les racines primaires que latérales
As molecular players involved into the water transport through biological membranes, aquaporins (AQPs) have a role and are regulated in stress response. They were deeply investigated in plants and particularly in rice. Using functional genetic approach, we generated 5 transgenic rice lines based on Nipponbare cultivar, by overexpressing a single AQP in fusion with a fluorescent marker; among them, 3 plasma membrane AQPs (OsPIP1;1, OsPIP2;4, OsPIP2;5) fused with GFP and 2 tonoplast AQPs (OsTIP1;1 and OsTIP2;2) fused with mCherry. Their subcellular localizations in resting condition were investigated. In rice, OsPIP isoforms showed typical homogeneous labelling of the plasma membrane, whereas OsTIP isoforms were observed localized in the tonoplast with a typical labelling of intracellular invaginations that skirted the nucleus. The behaviors of plasma membrane AQPs were tested in salt and drought stress-mimicked-conditions. Abiotic stresses triggered a re-localization of plasma membrane AQPs and salt stress enhanced endocytosis process of OsPIP2;5 in rice root cells. Overexpressing such transgenes did not seem to affect the plant morphology and showed no beneficial effects for grain yield in both non-stress and stress conditions. We took more focus on the contribution of AQPs in rice root water transport in link with root morphology. AQPs contributed a relative high percentage of water transport in whole root system (44-58%) and seemed to contribute more in primary roots rather than in lateral roots

Methode de concentration des pesticides organochlores dans les eaux par colonne pulsee a extraction liquide-liquide. L'utilisation de cette technique couplee avec la chromatographie en phase gazeuse permet d'ameliorer de facon significative les seuils de detection de ces polluants dans les eaux par rapport aux methodes traditionnelles. Description de l'optimisation du fonctionnement de cette colonne pour differents micropolluants de nature synthetique. Etude et suivi du fonctionnement d'un epurateur au charbon actif dans une station de traitement de l'eau

La pollution des eaux est particulièrement problématique pour les pays industrialisés et les pays en développement. Des suivis environnementaux se sont alors avérés nécessaires afin de progresser dans la compréhension des origines et des conséquences de la présence de ces polluants. Parmi les polluants organiques les plus dangereux, les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) et les pesticides qui peuvent se retrouver à l'état de traces dans les milieux aquatiques. Leur analyse nécessite des méthodes analytiques à la fois spécifiques et sensibles. L'Extraction sur Phase Solide (SPE) suivi d'une analyse par la Chromatographie Gazeuse couplée à la Spectrométrie de Masse (GC-MS) est la méthode la plus couramment employée. Les travaux de thèse s'inscrivent ainsi dans l'optique générale visant à développer des nouvelles méthodes analytiques pour l'extraction et l'analyse de ces deux familles de polluants organiques présents dans l'eau. Afin de pallier les contraintes classiques de la SPE, une nouvelle approche a été développée qui consiste à introduire la technique de centrifugation dans certaines étapes de la procédure SPE. La nouvelle méthode élaborée a permis de réduire considérablement le temps de préparation et d'économiser l'utilisation et le rejet des solvants organiques, en réduisant presque 10 fois les volumes nécessaires à l'obtention des rendements de récupération satisfaisants. Une méthode d'analyse par injection à température programmable (PTV) a été optimisée afin d'améliorer les seuils de détection des HAP. Cette étude a permis également d'avoir les informations sur la qualité des eaux de pluie, eaux souterraines et eaux de surface au Liban quant au niveau de leur contamination pour les HAP et les pesticides.

L'or est extrait dans le bassin de l'Ankobra au Ghana depuis des siècles. L'activité minière engendre des rejets de mercure et d'arsenic qui peuvent être toxiques pour l'écosystème aquatique et la population humaine. Pour déterminer l'impact des polluants, le mercure et l'arsenic ont été analysés dans de l'eau, la matière en suspension, des sédimants, des sols, des végétaux alimentaires et des poissons. Les concentrations totales en mercure et arsenic ont été déterminées par CV-AFS et HG-AFS. La spéciation a été effectuée par couplage de méthodes chromatographiques avec l'AFS. Les résultats montrent une contamination par l'arsenic et le mercure due à l'exploitation minière. Les deux éléments sont préférentiellement transportés dans la phase aqueuse plutôt que dans la phase particulaire. Le méthylmercure représente en moyenne 1% du métal total dans les sédiments. L'arsenic est essentiellement sous forme inorganique. Certains poissons et sédiments sont significativement contaminés
Gold has been mined in the Ankobra river basin of Ghana for centuries. These activities emit mercury and arsenic whose impacts could be deleterious to the basin's ecosystem and the human population. To assess these impacts, mercury and arsenic were analysed in water, bed and suspended sediments, soils, edible vegetables and fish collected from the basin. Tota concentration and speciation analysis were done by single and hyphenated techniques of chromatography and atomic fluorescence spectrometry. High levels of mercury and arsenic were found in the proximities of the mining zones. The two elements are transported mainly in the aqueous phase of the river and they showed seasonal variation in both water and sediments. Detectable methylmercury in sediment averaged 1% of the total. Arsenic species detected in water and sediments were the inorganic forms. The sediments and fish were significantly contaminated in mercury

La conductivité hydraulique racinaire (Lpr) traduit la capacité de transport d’eau de la racine. Lors de son trajet du sol vers le xylème, l’eau diffuse au sein de l’apoplasme ou au travers des cellules (voie de cellule-à-cellule). Au niveau de l’endoderme, la diffusion apoplasmique de l’eau est bloquée par le cadre de Caspari et des lamelles de subérine. La voie de cellule-à-cellule dépend principalement de l’activité des aquaporines régulées en partie par des interactions protéiques. Ce travail caractérise de nouveaux interactants de l’aquaporine racinaire PIP2;1 : le récepteur kinase RKL1 et 4 protéines de fonction inconnue appartenant à la sous-famille 1 des Casparian Strip membrane domain Protein Like (CASPL1) (CASPL1-B1/B2/D1/D2). RKL1 est exprimée dans l’endoderme, est capable d’interagir physiquement avec PIP2;1 et stimule in vitro le transport d’eau par l’aquaporine. Cependant, l’inactivation de RKL1 n’affecte pas la Lpr sans que cela ne puisse être expliqué par une redondance fonctionnelle avec son plus proche homologue, RLK902. Une étude bibliographique suggère que l’interaction entre RKL1 et PIP2;1 interviendrait dans une voie de signalisation en réponse à une attaque pathogène. Concernant les CASPL, D1 est exprimé dans tous les tissus, alors que B1, B2 et D2 semblent uniquement exprimés dans des territoires subérisés. Ce profil suggère une implication de B1, B2 et D2 dans une régulation des aquaporines et de la subérisation. Au niveau moléculaire, D2, malgré son interaction physique avec PIP2;1, ne module pas le transport d’eau par l’aquaporine. En revanche, B1 interagit préférentiellement avec PIP2;1 sous une forme phosphorylée et stimule le transport d’eau par l’aquaporine. Au niveau de la plante entière, l’inactivation d’un ou deux gènes CASPL n’affecte ni la Lpr., ni la subérisation. Par contre, l’inactivation de PIP2;1 et PIP2;2 révèle un effet inhibiteur de ces aquaporines sur la subérisation. Cette étude a permis de décrire de nouveaux mécanismes originaux de régulation des aquaporines. Elle pose également, la question de l’existence d’une relation entre les transports d’eau par la voie apoplasmique et par les aquaporines
The root hydraulic conductivity (Lpr) reflects the water transport capacity of the root. During its transfer from the soil to the xylem, water can diffuse in the apoplasm or through the cells (cell-to-cell pathway). At the endodermis, the apoplastic diffusion of water is blocked by the Casparian Strip and suberin lamellae. The cell-to-cell pathway mainly relies on aquaporin activity which can be regulated by protein interactions. This study aims at characterizing new interactants of the root aquaporin PIP2;1: the receptor kinase RKL1 and 4 proteins of unknown function belonging to the Casparian Strip membrane domain Protein Like 1 sub-family (CASPL1-B1/B2/D1/D2). RKL1 is expressed in the endodermis, can physically interact with PIP2;1 and stimulates its water transport function in vitro. However a loss-of-function of RKL1 does not affect the Lpr., independently of a putative functional redundancy with its closest homolog RLK902. Concerning CASPL, D1 is expressed in every tissue of the root whereas B1, B2 and D2 appear to be specifically expressed in suberized tissues. This suggests a putative role of these isoforms in aquaporin regulation and suberisation. At the molecular level, D2 does not modulate PIP2;1 water transport activity despite a physical interaction between the two partners. By contrast, B1 interacts with PIP2;1 preferentially in its phosphorylated form and enhances the water transport activity of the aquaporin. At the plant level, disrupting one or two CASPL genes neither impact the Lpr nor affect the suberisation. However, the loss of function of both PIP2;1 and PIP2;2 reveals a negative effect of these aquaporins on suberisation. In conclusion, this study, uncovered novel regulation mechanisms of aquaporins. It also raises the question of the existence of a putative relationship between water transport by the apoplastic pathway and by aquaporins

Les radionucléides se retrouvent naturellement dans l'air, le sol, et l'eau et génère une radioactivité de l'environnement. Suite aux activités anthropiques récentes telle que l'extraction d'uranium ou la production de pétrole et de gaz naturel, des quantités plus importantes de radionucléides naturels ont été émises et induisent un risque pour la santé humaine. L'une des voies les plus importantes de contamination humaine aux radionucléides, en dehors de l'inhalation, passe par une contamination de l'eau résultant de l'hydrosolubilité importante de certains sels de radionucléides. De fait, des niveaux maximums de contamination en radionucléides, notamment dans les approvisionnements publics en eau, ont été internationalement réglementés. Afin de se conformer à ces exigences, des méthodes de décontamination en radionucléides de l'eau ont été développées et parmi elles, des extractants macrocycliques tels que les calixpyrroles. De structure cyclique préorganisée, ces macrocycles présentent des propriétés de chélation que l'on retrouve également chez leurs homologues de type phénoxycalix[4]pyrrole (PCP). Cependant, ce dernier présente un potentiel accru de fonctionnalisation chimique permettant l'introduction de sites supplémentaires de chélation de par la présence de quatre entités phénoliques. Dans ce contexte, la synthèse des dérivés de PCP ainsi que la capacité à complexer et extraire des éléments stables ou radioactifs ont été étudiées. Pour cela, la fonctionnalisation du PCP a été réalisée par des groupements tels que : acide carboxylique, acide hydroxamique, azide, amine et dérivés de type hétéroaryle. A l'issue de ces synthèses, l'étude des capacités de chélation du dérivé 2-pyridino-1,2,3-triazolo-PCP a été réalisée et l'existence d'une complexation sélective du fer ferreux et ferrique dans le DMSO a été mise en évidence par fluorescence moléculaire. L'étude des capacités de chélation des halogénures ont, quant à elles, étaient étudiées par titrage RMN ¹H ainsi que par fluorescence moléculaire et a montré une sélectivité pour le fluorure, habituelle pour ce type de structure. Une seconde partie de ce travail a été consacrée à la synthèse et l'étude des propriétés d'un nouveau polymère de phénoxycalix[4]pyrrole par l'épichlorohydrine (PCP-EP), ceci en vue de la décontamination des effluents aqueux chargés en radionucléides par extraction solide/liquide. Premier polymère référencé de la littérature dans cette série, sa structure a été déterminée par RMN, IRTF et ATG puis sa capacité de chélation envers les halogénures a été testée par chromatographie ionique. Les résultats ont démontré que ce polymère, contrairement à sa structure monomérique, possède une affinité supérieure pour l'iodure. Les capacités d'extraction solide/liquide des radionucléides par le PCP-EP ont été ensuite étudiées par spectromètre gamma couplé à un détecteur germanium de haute pureté, à l'aide de solutions aqueuses contenant des radionucléides et a abouti à un taux d'extraction de 22% en Ra-226. Le développement d'un plan d'expérience Doehlert a été par la suite mené afin d'optimiser les conditions d'extraction expérimentale. Lors de cette étape, l'étude du BA²⁺, métal stable et de comportement chimique similaire au RA²⁺, a été priorisée afin de réduire la production de déchets radioactifs. Les résultats de ce plan d'expérience ont abouti à des conditions d'extraction optimales de pH, température et de durée, qui translatée à une solution aqueuse radioactive, ont montré une capacité du PCP-EP à extraire 89% de Ra-226
Radionuclides are found naturally in air, soil and water and generate radioactivity in the environment. As a result of recent anthropogenic activities such as uranium mining or the production of oil and natural gaz, larger quantities of natural radionucleides have been released and induce a risk to Human Health. One of the most important routes for Human contamination with radionucleides, other than inhalation, is water contamination that results from the high hydro-solubility of certain radionuclide salts. In fact, maximum contaminant levels for radionuclides contamination, especially in public water supplies, have been internationally regulated. In order to comply with these requirements, methods for decontaminating water from radionuclides have been developes, among which macrocyclic extractants such as calixpyrroles. With a preorganized cyclic structure, these macrocycles exhibit chelating properties that are also found in their phenoxycalix[4]pyrrole (PCP) homologs. However, the latter has an increased potential for chemical functionalization allowing the introduction of additional chelation sites due to the presence of four phenolic entities. In this context, the synthesis of PCP derivatives and the study of their ability to complex and extract stable or radioactive elements have been studied. For this, the functionalization of the PCP was carried out by functional groups such as : carboxylic acid, hydroxamic acid, azide, amine and heteroaryl-extended derivatives. At the end of these syntheses, the study of the chelation capacities of the derivative 2-pyridino-1,2,3-triazolo-PCP was carried out and the existence of a selective complexation of ferrous and ferric iron in DMSO was demonstrated by molecular fluorescence. As for the chelation capacities for halides, they were studied by ¹H NMR and molecular fluorescence titrations and showed a selectivity for fluoride. A second part of this work was devoted to the synthesis and study of the properties of a new polymerof PCP crosslinked by epichlorohydrin (PCP-EP), in the aim of engaging it into solid/liquid extractions, applied for the decontamination of aqueous effluents containing radionuclides. In this series of polymers, PCP-EP is the first to be reported in literature. Accordingly, its structure was determined by NMR, FTIR and TGA, then its chelation capacities towards halides was tested by ion chromatography after solid/liquid extractions. The results demonstrated that this polymer, unlike its monomeric structure, has a higher affinity for iodide. The solid/liquid extraction capacities of radionuclides by PCP-EP were then studied by a gamma spectrometer coupled to a High Purity Germanium detector, using aqueous solutions containing radionuclides and resulted in an extraction rate of 22% for Ra-226. The development of a Doehlert experimental design was then carried out in order to optimize the experimental extraction conditions. During this step, the study of BA²⁺, a stable metal with a chemical behavior similar to RA²⁺, was prioritized in order to reduce the production of radioactive waste. The results of this experimental design led to optimal extraction conditions of pH, temperature and time, which translated to an aqueous radionuclides-containing solution, showed the ability of PCP-EP to extract 89% Ra-226

Lors de pollutions accidentelles ou d'actes de malveillance au sein des milieux aquatiques, des plans sont mis en place afin d'utiliser tous les recours et les outils nécessaires pour l'évaluation et la caractérisation de la pollution. La procédure standard consiste au prélèvement suivi d'une analyse en laboratoire. Cependant, lors d'une pollution importante, une prise de décision rapide est primordiale. Le projet de thèse s'inscrit dans cette problématique et a consisté au développement d'un analyseur rapide sur site permettant la détection de micropolluants organiques dans l'eau notamment dans le cadre de pollutions accidentelles. Les objectifs ont été de développer une méthode (MSP2E) de pré-concentration et de fractionnement sur des phases solides multiples suivies d'une étape d'élution et d'une détection UV. Les fractions d'élution sont caractéristiques des propriétés physico-chimiques des molécules cibles. Une approche prédictive a été établie permettant de déterminer a priori la fraction dans laquelle les molécules sont éluées. L'exploitation du spectre UV permet de déterminer la (les) molécule(s) présente(s). Une banque de données spectrales a été réalisée afin de répertorier les différentes caractéristiques (physico-chimiques, fraction d'élution, spectre UV) permettant ainsi la reconnaissance d'une molécule. Dans le cadre de ce travail, une centaine de molécules ont été étudiées, seules ou en mélange. Enfin, la méthodologie a également été transposée à une autre application de détermination de produits dopants dans l'urine
In case of accidental or intentional pollution in aquatic environments, plans are implemented to use any and all recourses and tools available in order to evaluate and to characterize pollution. The current method involves a sampling on site followed by laboratory analysis. But, in case of significant pollution, a rapid decision is clearly needed. The thesis project arises in this context and has been the development of a rapid on-site analyzer for the detection of organic micropollutants in water especially in the context of accidental pollution. The aims of this project were to develop a method (MSP2E) of pre-concentration and fractionation of multiple solid phases followed by a elution step and UV detection. Eluting fractions are related to physico-chemical properties of the target compounds. A predictive approach has been established to determine a priori the fraction in which the molecules are eluted. The UV spectrum analysis may identify the molecule in the different fractions. A database was performed to identify the different characteristics (physico-chemical, eluting fraction, UV spectrum) and for the recognition of a molecule. As part of this work, a hundred molecules were studied alone or in mixture. Finally, the methodology has also been transposed to another application for the determination of doping in urine

La présence des perturbateurs endocriniens dans le milieu aquatique a suscité des préoccupations croissantes en raison de leurs effets néfastes potentiels sur les écosystèmes et les humains. Celles-ci sont généralement présents à l’état de trace (ng/L), dans des matrices aqueuses complexes, telles que les eaux de surfaces ce qui rend l’analyse difficile. Dans ce travail, on a mis au point une méthode analytique pour la détermination simultanée de 13 substances perturbatrices endocriniennes (PEs) dans l’eau, dont 5 estrogènes stéroïdes, 1 progestérone, 1 androgène et 6 composées phénoliques, , par la chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS). La méthode a été validée. Les limites de quantification étaient respectivement de 1 ng/L et de 5 à 50 ng/L pour les composés phénoliques et les hormones. La méthode mise au point a été appliquée pour évaluer le niveau de contamination des PEs ciblées dans de nombreux sites du Nord de la France et de la Tunisie. La majorité des composés considérés ont été détectés dans les sites d'échantillonnage. La dernière partie de ce travail est consacrée à l'étude de faisabilité d'élimination du PEs par des techniques d'adsorption sur les résidus d’une brique modifiée et la bio-rémédiation par l’algue bleu-vert (Spiruline)
The occurrence of endocrine-disrupting compounds in the aquatic environment has brought increasing concern due to their potential adverse impacts on ecosystems and humans. These compounds are generally present in complex water matrices, such as surface waters at trace levels (ng/L) making their analysis difficult. In this work, an analytical method for the simultaneous determination of 13 endocrine disrupting chemicals (EDCs), including 5 steroid estrogens, 1 progestogen, 1 androgen and 6 endocrine-disrupting phenols in water was developed using solid phase extraction (SPE), derivatization and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS).The method was validated by spiking the 13 EDCs to the interest matrix. The limits of quantification were 1 ng/L and 5-50 ng/L for phenolic compounds and hormones respectively. The validated method was applied to assess the contamination level of the targeted EDCs in many sites in Northern France and in Tunisia. The majority of the considered compounds were detected in the different sampling sites. The last part of this work is the feasibility study for the elimination of PE by adsorption techniques on modified brick residues and bio-remediation by blue-green algae (SPIRULINA)

La présente thèse analyse les principaux aspects du défi de la durabilité des ressources en eau au Mexique avec l'objectif de contribuer à la littérature économique et d'alimenter par les faits l'élaboration de politiques. Elle est composée de trois chapitres. Le premier chapitre analyse la distorsion causée par les subventions à l'électricité et leurs effets sur la surexploitation des nappes phréatiques. Il contribue à la littérature en fournissant des estimations sur les élasticités prix-croisés liées à la demande d'eau d'irrigation au Mexique. Les résultats montrent que les changements dans le prix de l'eau souterraine affectent la quantité d'eau pompée ainsi que la répartition du travail et des engrais. Le deuxième chapitre étudie les effets des inspections environnementales sur l'extraction illégale de l'eau dans les municipalités mexicaines. Les résultats montrent que le programme d'inspection mené par l'agence de l'eau au Mexique a un impact sur le nombre d'irrigants ne possédant pas de concession valide. Toutefois, des efforts supplémentaires sont nécessaires pour améliorer la capacité des bureaux régionaux et permettre au programme d'avoir un effet substantiel sur la durabilité de l'eau. Enfin, le troisième chapitre aborde certaines des préoccupations liées au changement climatique en analysant les effets des périodes de sécheresse et des inondations sur la migration interne au Mexique. Les résultats montrent que la sécheresse comme les inondations agissent comme facteurs d'incitation à la migration interne. En outre, les écarts de revenu, les homicides, et le niveau d'éducation sont des facteurs clés pour la migration interne
The sustainability or water resources in Mexico is challenged, among other things, by inadequate regulation tools, limited enforcement capacity, and the uncertainty related to climate change. This thesis analyses key aspects of these challenges with the overall objective of contributing to the economic literature and providing inputs for evidence based policy making. The thesis is composed of three chapters. The first chapter looks at the mechanisms regulating groundwater extraction. In particular, it analyses the distortion caused by electricity subsidies and their effects on groundwater overdraft. It contributes to the existing literature by providing estimates on cross-price elasticities related to irrigation water demand in Mexico. The results of this chapter show that changes in the price of ground water not only affect the amount of water pumped, but also the allocation of labour and fertilizers. The second chapter studies the effects of environmental inspections on illegal water extraction across Mexican municipalities. Results show that the main inspection program led by Mexico's water agency does have an impact on the number of irrigators extracting water without a valid concession. However, further efforts improving the capacity of regional offices are required for this program to have a substantive effect on water sustainability. Finally, the third chapter addresses some of the concerns related to climate change by analyzing the effects of droughts and floods on internal migration trends in Mexico. Results show that both droughts and floods act as push factors for internal migration. In addition, results also show that income differential, murders, and educational attainments are key drivers for internal migration in the country

Le transfert des polluants organiques et inorganiques dans les hydrosystèmes est très documenté mais rares sont les études qui s'intéressent à ces transferts en période de crue et dans des situations de multi pollutions. Cette thèse s'inscrit dans ces problématiques-là. Sachant que les flux les plus importants de polluants sont exportés durant les épisodes de crue, nous avons effectué un suivi rigoureux de la crue de mai 2010 sur le bassin versant (BV) de la Save (1110 km2, sud ouest de la France). Un échantillonnage intensif permet de décrire avec précision la réponse du cours d'eau aux fortes précipitations sur le BV. Les principaux paramètres contrôlant le transfert des polluants (carbone organique dissous (COD) et particulaire (COP) et matières en suspension (MES)) sont plus concentrés en crue qu'en étiage. Ces paramètres, ainsi que les polluants voient, pour la plupart, leur teneur augmenter avec le débit. Une séparation des composantes de l'écoulement fluvial par découpage de l'hydrogramme de crue montre que les polluants sont majoritairement apportés dans l'écoulement de surface adsorbés aux MES pour les moins solubles et dans l'écoulement de subsurface liés au COD pour les plus solubles. Au niveau des MES, le polluant peut se lier à différentes fractions (matières organiques, argiles et oxydes). Afin de mieux comprendre les liens établis entre un polluant et les MES au cours de son transfert, nous nous sommes focalisé dans le cadre projet CRUMED (EC2CO-INSU/CNRS), sur la dynamique du Cu dans le BV de la Baillaury (18,2 km2) à Banyuls sur Mer dans les Pyrénées-Orientales. Sur ce BV viticole méditerranéen, la bouillie bordelaise (sulfate de cuivre) est appliquée sur les parcelles depuis des siècles. Ces traitements ont entraîné un enrichissement en Cu, par rapport à la roche mère locale, des sols, des sédiments de fond et des MES. La contribution anthropique à cet enrichissement est supérieure à 60%. Une extraction chimique séquentielle montre que le Cu dans les échantillons peu contaminés est surtout dans la fraction résiduelle stable alors que dans les échantillons contaminés, il est dans les fractions non résiduelles, principalement lié aux oxydes de fer. La signature isotopique des fractions obtenues montrent que le Cu transporté dans la solution et celui lié à la matière organique ne subissent pas de fractionnement. La combinaison de ces 2 approches permet de mieux comprendre la distribution et la mobilité de l'élément dans l'environnement. Cependant, dans les milieux anthropisés, un polluant est rarement seul et la présence d'autres polluants peut influencer son adsorption. Afin de mettre en évidence l'existence de ces influences mutuelles, nous avons mené une expérimentation sur l'adsorption des polluants organiques et inorganiques sur des MES issues de la Save en crue. On montre que l'adsorption des polluants seuls dans le milieu est, dans la plupart des cas, différente de celle en présence d'autres polluants. Les éléments traces métalliques (ETM) étudiés (Cu et Cd) sont peu sensibles à la présence de polluants organiques étudiés (alachlore et aclonifène), alors que les pesticides s'adsorbent plus (alachlore) ou moins (aclonifène) en présence d'autres polluants (ETM ou pesticides). L'ordre de la présence dans le milieu modifie aussi le taux d'adsorption. L'influence se ferait soit par compétition pour les mêmes sites de fixation soit par formation de complexes entre les polluants modifiant leur solubilité. Ces résultats originaux ouvrent de nouvelles perspectives et suscitent de nouvelles expérimentations pour mieux caractériser les liaisons polluants-MES et les relations entre les différents polluants lors de l'adsorption sur les MES
The mechanisms involved in the transfer of organic and inorganic pollutants to streams in agricultural watersheds are largely studied. However, few studies concern storm events responsible for the transportation of large quantities of pollutants to the outlet and they rarely take into account a multi-pollution dynamic. A heavy monitoring was therefore conducted during the storm event of May 2010 at the outlet of the Save river (1110 Km2) in the south west of France. The majority of pollutants and their controlling factors (dissolved and particulate organic carbon (DOC and POC) and suspended particulate matter (SPM)) are more concentrated during storm flow than base flow and their concentration increases with stream water discharge. Pollutants are also more concentrated during these events. Hydrograph separations showed that pollutants are primarily transported in the surface runoff adsorbed onto SPM when they have a low solubility (hydrophobic) and in the subsurface runoff linked to DOC when they are soluble. Different kinds of chemical bonds can exist between pollutants and the different SPM fractions (organic matter, clay and oxides). In order to investigate these bonds, we studied in particular Cu dynamic in the small wine growing catchment of Baillaury (18. 2 Km2), close to Banyuls sur Mer (Eastern Pyrénées), within the framework of the CRUMED project (EC2CO-INSU/CNRS). This Mediterranean type-flow regime stream is mostly cultivated with vineyards and has been treated with Bordeaux mixture for centuries. Moderate to significant enrichments of soils at different depth, river bottom sediments and suspended matters were revealed. Anthropogenic contribution to this enrichment is estimated between 50 and 85 % in all samples showing that the Cu present in the river is mainly due to agricultural practices. Sequential chemical extractions SCE) allow us to determine Cu distribution in the different residual and non-residual fractions (exchangeable, acido-soluble, Mn and Fe oxides, organic matter), showing that anthropogenic Cu is mainly adsorbed onto iron oxides. The isotopic Cu composition measured in each fraction shows that Cu transported in solution and adsorbed onto organic matter seems to be associated without any fractioning. Gross samples have signatures similar to the bedrock and so studying the detailed SCE fractions is essential. Combining SCE and isotopic signatures is a powerful tool to understand Cu distribution and transfer in the environment. However, in the environment, a pollutant is rarely alone and other pollutants can influence its fate. Therefore, in order to investigate the influence of the presence of other pollutants on a pollutant's adsorption, organic (two pesticides: alachlore and aclonifen) and inorganic (two heavy metals: Cu and Cd) pollutants adsorption on natural SPM (collected in the Save river during the flood) were studied. Most studied pollutants were influenced by the presence of one or more other pollutants in the water, trace metals to a lesser extent than pesticides. The order of presence in the water also influences the adsorption rate of the pollutant onto SPM. The mutual influence can be due to competition for the same adsorption sites or to the creation of complexes between pollutants. These complexes can modify the adsorption capacities of each pollutant. These original results obtained in this work open up new perspectives and requests

Le palmier-dattier constitue une des rares cultures à vocation alimentaire adaptées aux conditions climatiques extrêmes (sécheresse, salinité), telles que rencontrées à Djibouti. Dans un contexte de ressources en eau fortement limitées, la connaissance des modalités de l’alimentation hydrique du palmier dattier est essentielle. L’objectif de ce travail de recherche est d’acquérir cette connaissance, dans le contexte pédoclimatique de Djibouti, par la réalisation d’un suivi in situ du fonctionnement hydrique du système sol-palmier, à l’échelle d’un individu, et la quantification du puits racinaire du palmier-dattier. Un palmier-dattier, pleinement développé, a été instrumenté à l’échelle de la cuvette d’irrigation, à l’aide de plusieurs tubes d’accès de sonde à neutrons, pour le suivi de la teneur en eau volumique du sol, et de plusieurs tensiomètres, répartis de 10 à 160 cm de profondeur. Trois expériences d’infiltration/redistribution a été réalisées successivement, la première sans altérer le fonctionnement du système sol-palmier, la seconde après avoir coupé le palmier, tout en permettant l’évaporation de la surface du sol, la dernière après avoir couvert la surface du sol afin d’empêcher l’évaporation. Les résultats mettent en évidence une forte hétérogénéité des propriétés hydriques du sol, avec une stratification liée au contexte sédimentaire littoral. L’impact du puits racinaire sur la dynamique hydrique du sol est observé jusqu’à 80 cm de profondeur. Pour la période fraîche, les besoins en eau du palmier dattier sont estimés à 130 L par jour, avec une fréquence d’irrigation d’une fois toutes les 2 semaines. Pour la première fois, le coefficient cultural du palmier dattier (kc = 1,39) a été établi dans les conditions climatiques de Djibouti. Les résultats obtenus contribueront à une meilleure gestion de l’irrigation et à une meilleure maîtrise du risque de salinisation du sol dans le contexte pédoclimatique de la République de Djibouti
Date palm is one of the few food crops adapted to the extreme weather conditions (drought, salinity), such as encountered in Djibouti. In the context of highly limited water resources, knowledge of the date palm water requirements is essential. The objective of this research was to determine the date palm water requirements, in the Djibouti pedoclimatic context, using in situ monitoring of water transport in the soil-plantatmosphere system, at the scale of a single date palm tree, and to quantify the date palm root water uptake. A fully developed date palm tree was instrumented at the irrigation basin scale, using several access tubes for neutron probe for monitoring the soil volumetric water content, and several tensiometers, installed from 10 to 160 cm depth. Three infiltration/redistribution experiments have been performed successively, the first without alteration of the soil-plant system, the second after cutting off a date palm tree while allowing the surface evaporation, the last with covering the soil surface to avoid evaporation. The results show large heterogeneity in soil hydraulic properties, with stratification linked to the coastline sedimentary context. The root water uptake is observed up to 80 cm depth. The date palm water requirements in the fresh period are estimated at 130 liters per day with a frequency of irrigation of one time every two weeks. For the first time, the date palm cultural coefficient has been established in the Djibouti climatic conditions (kc = 1.39). The obtained results will contribute to better management of irrigation and to improve the control of soil salinization in the pedoclimatic context of the Republic of Djibouti

En raison de leur utilisation répandue dans les soins de santé humaine et animale, les antibiotiques et autres résidus de médicaments sont omniprésents dans l’environnement en général et le milieu aquatique particulièrement. Compte tenu de leurs impacts potentiels sur le fonctionnement de l'écosystème et la santé publique, la quantification des résidus de médicaments sur l'environnement est devenue une nécessité. Diverses techniques d'analyse se sont avérées être appropriées pour la détection fiable de tels composés. Cependant, la quantification peut être difficile car ces contaminants émergents sont présents à l’état de traces ou d'ultra-traces. Par conséquent, l'exactitude des analyses environnementales dépend à la fois de l'efficacité et de la robustesse de la méthode d'extraction et de quantification. Des procédures d’analyse de traces de ces contaminants émergents, ont été donc mise au point et des méthodes basées sur des analyses LC-MS/MS ont été développées. Pour les échantillons aqueux, l’extraction est menée sur phase solide (SPE, OASIS HLB). Les MLOQ sont comprises entre 0.2 et 3 ng/L. Pour la matrice solide, la procédure d’extraction à haute température et pression a été utilisée suivie d’une purification SPE. Afin d’évaluer le contexte de la pollution totale, la méthodologique analytique validée a été appliquée à des échantillons d’eaux potables et usées provenant de la France et de la Tunisie. Les résidus de médicament associés à la matière solide en suspension (MES) ont également été quantifiés pour compléter l’évaluation du degré de pollution environnementale
Due to their widespread use in human and animal health care, antibiotics and other drug residues are ubiquitous in the environment in general and the aquatic environment in particular. Given their potential impacts on the functioning of the ecosystem and public health, the quantification of drug residues on the environment has become a necessity. Various assay techniques have been found to be suitable for the reliable detection of such compounds. However, quantification can be difficult because these emerging contaminants are present in the trace or ultra-trace state. Therefore, the accuracy of environmental analyzes depends on both the effectiveness and the robustness of the extraction and quantification method. Trace analysis procedures for these emerging contaminants were therefore developed and methods based on LC-MS / MS analyzes were also developed. For aqueous samples, extraction is carried out on solid phase (SPE, OASIS HLB). MLOQs range from 0.2 to 3 ng / L. For the solid matrix, the extraction procedure at high temperature and pressure was used followed by SPE purification. To assess the context of total pollution, the validated analytical methodology was applied to drinking and wastewater samples from France and Tunisia. Drug residues associated with suspended solid matter (SSM) were also quantified to complete the assessment of the degree of environmental pollution