Rozprawy doktorskie na temat „Stockage massif”

Les travaux présentés dans cette thèse concernent un nouveau procédé de stockage d'électricité à échelle industrielle, sous forme de stockage de chaleur sensible. La chaleur est stockée dans deux échangeurs gaz-solide de grande taille appelés régénérateurs qui sont reliés à une paire de turbomachines (compresseur et turbine) formant ainsi un cycle thermodynamique. Selon le sens d'écoulement du fluide caloporteur, ce cycle est de type " pompe à chaleur " en stockage ou " moteur thermique " en déstockage. La modélisation complète du procédé a permis de caractériser son comportement dans un cas industriel, et de mettre en évidence les tendances principales du système. Les performances prévues se rapprochent de celles des installations existantes les plus adaptées au stockage massif d'électricité, telles que le stockage hydraulique gravitaire. Une étude CFD a permis l'optimisation d'une géométrie de canal à obstacles destinée à intensifier l'échange thermique dans les régénérateurs et qui sera testée expérimentalement à la suite de cette thèse. Les préparatifs de cette expérience sont abordés et ses objectifs sont explicités.

Le couplage entre l'endommagement et la perméabilité des roches suscite un intérêt grandissant pour des applications industrielles. C'est le cas par exemple du problème de la fissuration autour des galeries (EDZ) de stockage de déchets radioactifs qui peut augmenter considérablement la perméabilité et constituer, de ce fait, un risque sérieux pour l'étanchéité et la sûreté de ces ouvrages. Le même phénomène peut se produire dans le béton des enceintes des centrales nucléaires ainsi que dans les roches réservoirs pétrolifères. Des recherches à caractère expérimental sur ce sujet, particulèrement au laboratoire G.3S-LMS de l'Ecole Polytechnique, ont permis de déterminer les ordres de grandeur de l'effet de l'endommagement sur la perméabilité. Mais une modélisation numérique de ce phénomène permettant d'établir des lois rhéologiques restait à faire, et c'était l'objectif principal de ce travail.

L'objet de cette recherche est de modéliser le comportement Thermo-Hydro-Mécanique des massifs rocheux fracturés en vue du stockage de déchets radioactifs. A cette fin, nous avons été amené à proposer une méthodologie de modélisation des massifs rocheux fracturés qui a été appliquée à un site souterrain réel (Site EDF de Nouvelle Romanche). Cette méthodologie consiste, dans un premier temps, à rechercher les VER hydraulique et mécanique. Au dessus du plus grand de ces VER, les développements effectués dans un programme d'éléments finis permettent de modéliser toutes les fractures de manière explicite. On détermine les propriétés mécaniques homogénéisées en condition drainée et non drainée en simulant des essais triaxiaux représentatifs du massif soumis à un chargement. Ces simulations permettent d'analyser l'évolution des propriétés hydrauliques homogénéisées avec l'état de contraintes. La réalisation des expériences de type drainé et non drainé permet de discuter de la pertinence de l'assimilation d'un milieu fracturé à un milieu poreux. Ces simulations ont mis en évidence, en particulier, le rôle du comportement en cisaillement des fractures sur les propriétés homogénéisées mécaniques et hydrauliques. Du point de vue de la thermique, tant que le mode principal de propagation de la chaleur est la conduction, les propriétés thermiques homogénéisées sont peu différentes des propriétés thermiques de la matrice rocheuse.

La nitrification du lixiviat avant recirculation dans les installations de stockage de déchets ménagers et assimilés (ISDMA) bioactives a été proposée comme une stratégie permettant de limiter les risques d'accumulation d'azote ammoniacal. L'objectif de la thèse vise à déterminer le devenir des oxydes d'azote lors de leur injection dans un massif de déchets ménagers en cours de dégradation. Dans des flacons à plasma (1,1 litre, 40 g de déchets ménagers et assimilés reconstitués), système discontinu et saturé en lixiviat, des injections de 250 mg N NOx/l ont été effectuées au cours des différentes phases de biodégradation de déchets à 35 °C. La réduction du nitrate en phase d'acidogenèse et de méthanogenèse active, en présence de carbone facilement biodégradable, a été réalisée majoritairement par dénitrification hétérotrophe. Toutefois, lorsque la concentration en H2S dépassait 0,7 % dans le biogaz (ou 0,5 mmol H2Sdissous/l de lixiviat), le nitrate a été réduit en ammonium (nitrammonification), empêchant l'azote d'être éliminé du système. Cette observation a été confirmée au cours d'une expérimentation de traçage à l'aide de nitrate marqué (15NO3-). Enfin, en phase de méthanogenèse stable, en absence, dans le lixiviat, de carbone organique facilement utilisable par les micro organismes, le nitrate a été réduit par dénitrification autotrophe à l'aide de sulfure. Un éventuel relargage de métaux libres n'a pas été décelé. Une accumulation transitoire de N2O a en revanche été détectée au cours de la nitrammonification et de la dénitrification autotrophe. Dans une colonne expérimentale de déchets (0,2 m3, 80 kg de déchets reconstitués) en phase de méthanogenèse, les taux de réduction du nitrate en N2 obtenus lors de l'apport en NO3- sous forme de KNO3 (280 mg N/jour pendant 77 jours) et sous forme de lixiviat nitrifié (61 mg N/jour pendant 54 jours) ont respectivement été de 113 % et de 203 %. Le front de dénitrification a pu être suivi au moyen de sondes d'oxydo réduction placées à trois niveaux dans le massif de déchets. Bien que le N2O n'ait jamais été détecté, une faible production ne peut être exclue. L'utilisation du massif de déchets comme réacteur anoxique a bien permis d'éliminer l'azote du système, essentiellement sous forme de N2
Nitrified leachate recirculation in bioreactor landfill has been proposed to avoid ammonium accumulation. We worked on the identification of nitrous oxides reduction pathways induced when nitrified leachate is recirculated during waste degradation. Batch reactors (1. 1 liter, 40 g of reconstituted Municipal Solid Waste, MSW) were operated at 35 °C and saturated with leachate. Injections of 250 mg N NOx. L-1 were performed during different phases of waste biodegradation. Nitrate reduction during acidogenic and active methanogenic phases, with an easily available carbon source in leachate, was mainly attributed to heterotrophic denitrification. However, H2S concentration up to 0. 7 % in the biogas (corresponding to 0. 5 mmol of free H2S per liter of leachate) led to prevalent DNRA (Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium) over denitrification. This reaction hindered the release of nitrogen outside of the system. This observation was confirmed with experiments performed with 15N enriched nitrate. During late methanogenic phase, without any available carbon source in leachate, nitrate was reduced by autotrophic denitrification with sulfide as an electron donor. No free metal was detected in the leachate. N2O transient accumulation was detected during both DNRA and autotrophic denitrification. A second set of experiments was conducted in a MSW pilot scale column (0. 2 m3, 80 kg of reconstituted waste) in methanogenic phase. 113 % and 203 % of nitrate were converted into N2 when a synthetic KNO3 solution (280 mg N. Day-1 during 77 days) or nitrified leachate (61 mg N. Day-1 during 54 days) were respectively injected into the system. The downward movement of a denitrification front passing through the waste mass was followed using 3 redox probes inserted at different levels of the pilot. Even if N2O was never detected, a small production of this gas could not be totally excluded. It was established that the MSW column used as an anoxic reactor could lead to nitrogen extraction as N2 from the system

L’étude des phénomènes couplés thermo-hydro-mécaniques intéresse la communauté scientifique aujourd'hui confronté au problème du stockage des déchets. La modélisation est un outil essentiel pour prédire l'évolution complexe du milieu hôte et de ces déchets. Parmi les approches numériques existants, on distingue les approches de types éléments finis et les approches de type éléments distincts. Si la première, plus ancienne, a déjà donné lieu à de nombreux développement et applications, elle rend mal quelquefois la réalité du massif rocheux fracturé. Nous avons souhaité cette dernière approche en la rendant capable de modéliser les échanges thermiques convectifs liés à la circulation d'un fluide dans les fissures de roche. Nous suspectons en effet que ce phénomène peut être important si le gradient hydraulique est suffisamment élevé. Une étude bibliographique nous a permis de mettre en évidence les paramètres qui déterminent ce phénomène dont le principal est le coefficient de transfert thermique h entre la roche et le fluide. Les nombreuses formulations recensées ne sont pas totalement suffisantes à expliciter la réalité de ses effets. D’autres mesures, in situ et en laboratoire, s'avèrent nécessaires. Nous avons pu établir des expressions pour les termes d'échange thermique entre le fluide et la roche et à l'intérieur du fluide lui-même. Souhaitant donc modéliser le phénomène à l'aide d'une approche adaptée au milieu discontinu, notre choix s'est porte sur le logiciel UDEC (Universal Distinct Element Code) dont la structure permettait moyennant quelques modifications d'accueillir les développements envisagés. Les algorithmes de calcul sont basés sur les différences de vitesse entre les transferts thermiques convectifs et conductifs. Nous avons testé notre modèle dans le cas de l'écoulement d'un fluide froid entre 2 blocs. Dans le cas d'une modélisation thermohydraulique, les échanges thermiques calculés sont cohérents et s'accordent avec ceux calculés par une autre approche numérique. On observe en effet que la convection thermique croit avec l'ouverture hydraulique de la fracture, la vitesse du fluide et décroit avec sa viscosité. Des calculs thermo-hydromécaniques ont montré la nécessité d'alterner les calculs thermiques et les calculs hydromécaniques suffisamment fréquemment pour rendre compte de la réalité du couplage. Notre modèle a été utilisé à grande échelle et a permis également d'interpréter les anomalies thermiques mesurées sur le site géothermal du Cézallier

Cette thèse présente NFS-Ganesha,un serveur NFS en espace utilisateur pour leHPC, et ses évolutions depuis sa création àl'aube des années 2000 jusqu'à la périodeExascale actuelle.Créé à l'origine pour des besoins opérationnels liés à l'exploitation des grands systèmes de stockage, NFS-Ganesha a été pensé pour être générique et parallélisé. L'apparition conjointe des systèmes de fichiers parallèles, donnant naissance aux architectures «data-centriques » de centre de calcul, et celle du protocole NFSv4 vont faire évoluer de NFS-Ganesha qui va devenir un serveur NFS générique capable de s'interfacer avec de nombreux backends. L'évolution de NFSv4, sous la forme de NFSv4.1 et du protocole pNFS, fera de NFS-Ganesha un standard adopté par une forte communauté open-source impliquant chercheurs et industriels.NFS-Ganesha sera utilisé pour réaliser la fonctionnalité IO-Proxy, et la création de nouveaux protocoles parallèles afférents.Impliqués dans des projets de R&D européens, NFS-Ganesha servira à implémenter lafonctionnalité de serveur éphémère afin de répondre aux exigences de l'Exascale
This thesis exposes NFS-Ganesha, a NFS server running in userland, dedicated toHPC, as well as its evolutions from the Terascale period of the early 2000 years to Today'sExascale periode.Born because of operational needs, with close relations to the exploitation of large HPCstorage systems, NFS-Ganesha was designed to be generic and parallel. The apparition of large parallel files systels, giving birth to « data centric » architectures, and the joint apparition of the NFSv4 protocol made NFS-Gaesha a generic NFS server capable of being iterfaced to many different backends. The evoluion of NFSv4, via NFSv4.1 and its new pNFS feature made NFS-Ganesha a tandard adopted by a strong open-source community involving researchers and industrials.NFS-Ganesha will be used to build the IOProxy feature, with the creation of new parallelprotocols. Involved in different european R&D projects. NFS-Ganesha will be used toimplement epehemeral services to answer the requirements of Exascale systems

Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet DECOVALEX (acronyme pour international co-operative project for the development of coupled models and their validation against experiments in nuclear waste isolation) de modélisations thermo-hydro-mécaniques de massifs rocheux fracturés dans lesquels on simule des stockages de déchets radioactifs de haute activité. Résolues analytiquement dans le cas d'un milieu continu (définition d'un milieu équivalent) ou numériquement si le milieu est discontinu (modélisation du comportement des joints), les lois mathématiques qui régissent le comportement du milieu influencent les résultats des modélisations. Les processus couplés THM s'avèrent très influents sur le comportement d'un modèle. Des modélisations avec le code UDEC montrent l'importance des couplages HM selon que les calculs sont menés en régime permanent ou transitoire et l'influence du chemin de chargement dans le cas de modélisations TM. La géométrie de la fracturation influence également le comportement du modèle. Étudier la connexité d'un réseau de fracturation permet de déterminer son degré d'homogénéité. La comparaison de deux méthodes, milieu continu et milieu discontinu, a été menée en déterminant le tenseur de perméabilité et les relations contraintes-déformations sur des éprouvettes fracturées. Elle a ainsi mis en évidence les différences de comportement d'un milieu homogénéisé et d'un milieu discret. Enfin, deux exercices de modélisation THM de sites de stockage de déchets radioactifs illustrent les recherches réalisées. Un modèle en champ lointain a permis de comparer les résultats obtenus par des codes de calculs de logiques différentes. Le second modèle, en champ proche, est davantage axé sur l'importance jouée par la fracturation sur le comportement du massif. La haute densité du réseau de référence a nécessité des développements mathématiques pour déterminer le volume équivalent représentatif (approches continues) et des analyses pour simplifier correctement le milieu (approches discontinues), qui sont ici presentés

La complexité des interactions hydromécaniques, détaillée et commentée, est illustrée à travers deux problématiques très actuelles: Le creusement d'une galerie dans un massif destiné au stockage de déchets radioactifs L'impact des variations de contraintes sur des écoulements fortement chenalisés à Stripa (Suède) est analysé grâce à un nouveau logiciel hydromécanique. Ses limitations (influence de la pression hydraulique sur les contraintes négligée, maillage insuffisamment précis, problèmes numériques) ont empêché une étude détaillée du phénomène. De plus, une comparaison avec les résultats expérimentaux et avec des études purement hydrauliques montre que d'autres couplages doivent être considérés (dégazage de l'eau souterraine. . . ). Le logiciel, encore expérimental, mérite d'être amélioré. La remontée des eaux dans les mines suite à leur abandon Nous avons analysé la stabilité à long terme des différents types d'excavations souterraines, que dégradent la hausse de la pression hydraulique, le gonflement des terrains argileux et la réduction des propriétés mécaniques des roches suite à leur resaturation et au fluage. Les éventuelles faibles reprises d'affaissement à l'aplomb d'exploitations totales sont sans danger. Dans les tailles pentées remblayées, un débourrage des remblais serait exceptionnel, et avec des conséquences en surface quasi-nulles. A l'inverse, les piliers et le toit peuvent céder dans les exploitations partielles et les galeries à faible profondeur. Après les formulations classiques de calcul, nous montrons l'apport de la modélisation. Dans le bassin ferrifère lorrain, siège d'affaissements durant la remontée des eaux, nous avons étudié une mine par chambres et piliers, afin de prévoir l'extension des zones en rupture selon plusieurs modalités de géométrie. Si la stabilité est ici confirmée, une caractérisation plus précise du comportement hydromécanique à long terme des terrains est à prévoir dans des configurations minières plus critiques.

Cette thèse est consacrée à l'étude de composés riches en magnésium innovants destinés au stockage solide de l'hydrogène. Le but est de déstabiliser l'hydrure de Mg et d'accélérer sa cinétique de sorption par des effets d'alliage et de nano-structuration. La première famille de composés concerne les phases pseudo-binaires Mg6Pd1-xMTx (MT = Ni, Ag, Cu). Leurs propriétés structurales et les effets de substitution du Pd ont été étudiés par diffraction des rayons X, microscopie électronique à balayage et microsonde de Castaing. Les propriétés thermodynamiques et cinétiques d'hydrogénation de ces matériaux ont ensuite été déterminées par réaction solide-gaz. Différents mécanismes d'hydrogénation sont mis en jeu en fonction de l'élément de substitution. La nature des phases formées lors de la réaction d'hydrogénation modifie la stabilité des systèmes métal-hydrogène. Ainsi, la transformation de métal à hydrure est caractérisée par au moins deux plateaux de pression. Le premier plateau a lieu à une pression proche de celle de Mg/MgH2, alors que le second se produit à pression plus élevée. La détermination des valeurs d'enthalpie et d'entropie de réaction ont permis de quantifier la déstabilisation atteinte. Les meilleures cinétiques de désorption sont obtenues pour l'alliage au Ni, grâce à l'effet catalytique de la phase Mg2NiH4 formée lors de l'hydrogénation. La seconde approche vise à combiner les effets d'alliage et de nano-structuration. Des nanoparticules de Mg6Pd atteignant des tailles aussi petites que 3 nm sont confinées dans des matrices carbonées nano-poreuses. En comparant leurs propriétés d'hydrogénation à celles de l'alliage massif équivalent, on démontre non seulement que la cinétique de (dés)hydrogénation des nanoparticules est bien plus rapide, mais aussi que leur état hydrogéné est déstabilisé. Enfin, des nano-composites MgH2-TiH2 ont été synthétisés par broyage mécanique sous atmosphère réactive. L'ajout d'un catalyseur (TiH2) et la nano-structuration du Mg permettent de considérablement accélérer les cinétiques d'absorption et désorption d'hydrogène dans le Mg. Afin de comprendre le rôle de la phase TiH2 sur les propriétés cinétiques remarquables de ces nano-composites, leurs propriétés structurales ont été déterminées par diffraction des rayons X et des neutrons. L'existence d'une interface cohérente entre les phases Mg et TiH2 est d'importance majeure pour faciliter la mobilité de H au sein du nano-composite. De plus, il est démontré que les inclusions de TiH2 freinent la croissance de grain de Mg/MgH2, permettant ainsi de maintenir la nano-structuration des composés lors de leur cyclage
This thesis is dedicated to the study of novel magnesium-rich compounds for solid state hydrogen storage. The aim is to destabilize Mg hydride and accelerate its sorption kinetics by alloying and nanostructuration. The first family of compounds concerns the Mg6Pd1-xTMx (TM = Ni, Ag, Cu) pseudo-binary phases. Their structural properties and the effects of Pd substitution have been studied by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and electron microprobe analyses. Their thermodynamics and kinetics of hydrogenation have been determined by solid-gas reaction. Different hydrogenation mechanisms take place depending on the substituting element. The stability of the metal-hydrogen system is altered by the nature of the phases formed during hydrogenation reaction. Thus, metal to hydride transformation is characterized by at least two absorption plateau pressures. The pressure of the first plateau is similar to that of Mg/MgH2 while the second one occurs at higher pressure. The enthalpy and entropy of reaction are determined to quantify the destabilizing effect of Pd by TM substitution. Best desorption kinetics are found for the Ni containing alloy thanks to the catalytic effect of the Mg2NiH4 phase formed on hydrogenation. The second approach aims to combine alloying with nanostructuration effects. Nanoparticles of Mg6Pd as small as 3 nm are confined into nanoporous carbon matrix. By comparing their hydrogenation properties with those of the bulk alloy, we demonstrate that not only the (de)hydrogenation kinetics are much faster for the nanoparticles, but also that their hydrided state is destabilized. Finally, MgH2-TiH2 nanocomposites were synthesized by mechanical milling under reactive atmosphere. The addition of a catalyst (TiH2) and Mg nanostructuration allow strongly accelerating the sorption kinetics of hydrogen in Mg. To understand the role of the TiH2 phase on the outstanding kinetics of these nanocomposites, their structural properties have been determined by X-ray and neutron diffraction. The existence of a coherent interface between Mg and TiH2 phases is of major importance to facilitate H-mobility within the nanocomposite. Furthermore, it is shown that the TiH2 inclusions inhibit the Mg/MgH2 grain growth, thus maintaining the composites nanostructure during their cycling

Cette thèse est consacrée à l'étude de composés riches en magnésium innovants destinés au stockage solide de l'hydrogène. Le but est de déstabiliser l'hydrure de Mg et d'accélérer sa cinétique de sorption par des effets d'alliage et de nano-structuration. La première famille de composés concerne les phases pseudo-binaires Mg6Pd1-xMTx (MT = Ni, Ag, Cu). Leurs propriétés structurales et les effets de substitution du Pd ont été étudiés par diffraction des rayons X, microscopie électronique à balayage et microsonde de Castaing. Les propriétés thermodynamiques et cinétiques d'hydrogénation de ces matériaux ont ensuite été déterminées par réaction solide-gaz. Différents mécanismes d'hydrogénation sont mis en jeu en fonction de l'élément de substitution. La nature des phases formées lors de la réaction d'hydrogénation modifie la stabilité des systèmes métal-hydrogène. Ainsi, la transformation de métal à hydrure est caractérisée par au moins deux plateaux de pression. Le premier plateau a lieu à une pression proche de celle de Mg/MgH2, alors que le second se produit à pression plus élevée. La détermination des valeurs d'enthalpie et d'entropie de réaction ont permis de quantifier la déstabilisation atteinte. Les meilleures cinétiques de désorption sont obtenues pour l'alliage au Ni, grâce à l'effet catalytique de la phase Mg2NiH4 formée lors de l'hydrogénation. La seconde approche vise à combiner les effets d'alliage et de nano-structuration. Des nanoparticules de Mg6Pd atteignant des tailles aussi petites que 3 nm sont confinées dans des matrices carbonées nano-poreuses. En comparant leurs propriétés d'hydrogénation à celles de l'alliage massif équivalent, on démontre non seulement que la cinétique de (dés)hydrogénation des nanoparticules est bien plus rapide, mais aussi que leur état hydrogéné est déstabilisé. Enfin, des nano-composites MgH2-TiH2 ont été synthétisés par broyage mécanique sous atmosphère réactive. L'ajout d'un catalyseur (TiH2) et la nano-structuration du Mg permettent de considérablement accélérer les cinétiques d'absorption et désorption d'hydrogène dans le Mg. Afin de comprendre le rôle de la phase TiH2 sur les propriétés cinétiques remarquables de ces nano-composites, leurs propriétés structurales ont été déterminées par diffraction des rayons X et des neutrons. L'existence d'une interface cohérente entre les phases Mg et TiH2 est d'importance majeure pour faciliter la mobilité de H au sein du nano-composite. De plus, il est démontré que les inclusions de TiH2 freinent la croissance de grain de Mg/MgH2, permettant ainsi de maintenir la nano-structuration des composés lors de leur cyclage

L'objectif principal de ce travail est d'évaluer si l'amendement calco-magnésien de deux bassins versants acidifiés du massif vosgien (un sur grès et un sur granite) engendre des changements de la morphologie des humus, de l'abondance et de la diversité de la mésofaune, de la biomasse fongique, du stockage de carbone dans les horizons organiques 5 et 7 ans après l'amendement. Par ailleurs, nous avons effectué une étude dans des conditions contrôlées de laboratoire en utilisant des microcosmes contenant les horizons organiques du sol provenant de bassins versants acidifiés sur grès et sur granite afin d'évaluer les effets à court terme de l'amendement. Les résultats indiquent que les effets de l'amendement sont beaucoup plus marqués sur le substrat le plus acide. À court terme, sur substrat gréseux, nous observons une diminution de l'abondance de la mésofaune puis une augmentation de celle-ci 5 ans après l'amendement avant de ne montrer plus aucun effet 7 ans après l'épandage. L'effet inverse ou aucun effet n'est par contre observé sur substrat granitique. Le contenu en Ca et Mg de l'horizon OL a augmenté avec l'amendement, mais cet effet n'est également significatif que sur grès. La biomasse fongique du sol n'a pas été affectée par le chaulage, mais est significativement plus élevée sur granite que sur grès. Le chaulage a augmenté l'épaisseur de l'horizon OH sur grès alors qu'il a diminué l'épaisseur de l'horizon OL sur granite, probablement en relation avec les modifications de l'activité biologique (mésofaune ou microorganismes). Enfin, sur substrat gréseux, le stock de carbone de l'humus a augmenté du fait d'un épaississement notable de l'horizon OH avec le chaulage
The main objective of this work is to assess the consequences of calco-magnesium liming on two acidified forested catchments in Vosges Mountain (sandstone and granite) on humus morphology, abundance and diversity of mesofauna, fungal biomass and carbon storage in organic horizons 5 and 7 years after liming. Moreover, we performed a study to verify under laboratories conditions by using microcosms filled with soil from acidified catchments lying on sandstone and granite in order to study the short-term effect of calco-magnesium liming. During the two field campaigns, we determined calcium and magnesium contents of OL horizon, pH, humus morphology, mesofauna abundance and diversity, fungal biomass, soil carbon storage of organic layers OL, OF and OH.Results indicated that calco-magnesium liming affects studied parameters in different ways according to elapsed time after liming and the geological substrate (sandstone and granite), the more acidic catchment (sandstone) showing the most remarkable reaction. Results of immediate effects of liming showed a decrease of mesofauna abundance and then gradually increasing tendencies in field campaigns after 5 years while no effect after 7 years after liming. The opposite or no effects were observed on granite substrate. Ca and Mg contents in OL horizon increased by liming but this effect were only significant on sandstone substrate. Soil fungal biomass was not affected by liming but was significantly higher on granite substrate than sandstone. Liming increased the OH horizon thickness on sandstone while decreased the OL horizon on granite, under the influence of biological activity (mesofauna vs microorganisms)

Le stockage est la méthode de traitement des déchets non dangereux la plus communément utilisée dans le monde entier car elle est un moyen simple et économique pour leur élimination. Malgré une volonté nationale et européenne pour réduire le stockage de déchets biodégradables, une quantité non négligeable est encore enfouie entrainant la mise en place de modes de gestion spécifique. Autrefois exploitées comme de simples fosses de remplissage, les installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND) sont aujourd’hui des ouvrages complexes dont l’objectif est de réduire l’impact environnemental et de valoriser énergétiquement le biogaz produit par la biodégradation de la matière organique. Afin d’accélérer les processus de biodégradation un casier de déchets peut être exploité en mode bioréacteur en réinjectant des lixiviats pour augmenter la teneur en eau des déchets. Le défi des années 2000 était de dimensionner et valider les systèmes de réinjection de lixiviat pour garantir une distribution optimale de la teneur en eau dans les massifs de déchets. Aujourd’hui, la question est de de suivre l’évolution de la biodégradation en tous points d’un massif pour notamment comprendre l’effet de ce mode de gestion. Les méthodes géophysiques en plus d’être non-destructives et spatialisantes sont utilisées depuis des années sur les ISDND et pourraient être sensibles à l’évolution de la biodégradation d’un massif de déchets, comme cela a été démontré pour la biodégradation d’autres milieux. Ainsi la problématique de cette thèse est d’évaluer la capacité de certaines méthodes géophysiques pour suivre l’évolution des paramètres bio-physico-chimiques d’un massif de déchets au cours de sa biodégradation. Un premier travail bibliographique a permis d’identifier quatre méthodes électriques parmi les méthodes géophysiques disponibles pour répondre à cette question :• La résistivité électrique• Le potentiel spontané• La polarisation provoquée• La polarisation provoquée spectraleAprès cet état de l’art, le travail de thèse a été séparé en trois parties. La première a été consacrée à la mise en place du suivi de ces quatre méthodes à l’échelle du laboratoire dans des conditions contrôlées, la seconde à analyser le suivi géophysique long terme sur le site industriel de la SAS Les Champs Jouault et la dernière a évaluée les observations à ces deux échelles. Enfin, la conclusion présente le potentiel de la méthode de mesure du potentiel provoquée comme la plus pertinente pour suivre l’évolution de la biodégradation d’un déchet non dangereux au cours du temps et aborde son utilisation dans un cadre industriel
Storage is the most commonly used waste treatment method in the world because it is a simple and economical way to dispose of solid waste. Despite a national and European desire to reduce the storage of biodegradable waste, a significant amount is still buried, leading to the implementation of specific management methods. Formerly exploited as mere filling pits, MSWL are today complex structures whose objective is to reduce the environmental impact and energetically valorize the biogas produced by the biodegradation of organic matter. In order to accelerate biodegradation processes, a waste cell can be operated in bioreactor mode by reinjecting leachates to increase the water content of the waste. The challenge of the 2000s was to size and validate leachate re-injection systems to ensure optimal distribution of water content in the waste mass. Today, the question is to monitor evolution of the biodegradation in all points of a waste mass in particular to understand the effect of this management mode. Geophysical methods in addition to being non-destructive and spatializing have been used for years on MSWLs and could be sensitive to the evolution of a waste mass biodegradation, as has been demonstrated for the biodegradation of others environments. Thus the problematic of this thesis is to evaluate the capacity of certain geophysical methods to monitor the evolution of the bio-physicochemical parameters of a waste mass during its biodegradation. A first bibliographic work identified four electrical methods among the geophysical methods available to answer this question:• Electrical resistivity• Self potential• Time domain induced polarization• Spectral induced polarizationAfter this state of the art, the thesis work was separated into three parts. The first one was devoted to the implementation of the monitoring of these four methods at the laboratory scale under controlled conditions, the second to analyze the long-term geophysical monitoring at the industrial site of SAS Les Champs Jouault and the last one to evaluate the observations at these two scales. Finally, the conclusion presents the potential of time domain induced polarization method as the most relevant to monitor the evolution of a waste mass biodegradation over time and discusses its use in an industrial setting

La problématique "Big Data" peut être caractérisée par trois "V": * "Big Volume" se rapporte à l'augmentation sans précédent du volume des données. * "Big Velocity" se réfère à la croissance de la vitesse à laquelle ces données sont déplacées entre les systèmes qui les gèrent. * "Big Variety" correspond à la diversification des formats de ces données. Ces caractéristiques imposent des changements fondamentaux dans l'architecture des systèmes de gestion de données. Les systèmes de stockage doivent être adaptés à la croissance des données, et se doivent de passer à l'échelle tout en maintenant un accès à hautes performances. Cette thèse se concentre sur la construction des systèmes de gestion de grandes masses de données passant à l'échelle. Les deux premières contributions ont pour objectif de fournir un support efficace des "Big Volumes" pour les applications data-intensives dans les environnements de calcul à hautes performances (HPC). Nous abordons en particulier les limitations des approches existantes dans leur gestion des opérations d'entrées/sorties (E/S) non-contiguës atomiques à large échelle. Un mécanisme basé sur les versions est alors proposé, et qui peut être utilisé pour l'isolation des E/S non-contiguës sans le fardeau de synchronisations coûteuses. Dans le contexte du traitement parallèle de tableaux multi-dimensionels en HPC, nous présentons Pyramid, un système de stockage large-échelle optimisé pour ce type de données. Pyramid revoit l'organisation physique des données dans les systèmes de stockage distribués en vue d'un passage à l'échelle des performances. Pyramid favorise un partitionnement multi-dimensionel de données correspondant le plus possible aux accès générés par les applications. Il se base également sur une gestion distribuée des métadonnées et un mécanisme de versioning pour la résolution des accès concurrents, ce afin d'éliminer tout besoin de synchronisation. Notre troisième contribution aborde le problème "Big Volume" à l'échelle d'un environnement géographiquement distribué. Nous considérons BlobSeer, un service distribué de gestion de données orienté "versioning", et nous proposons BlobSeer-WAN, une extension de BlobSeer optimisée pour un tel environnement. BlobSeer-WAN prend en compte la hiérarchie de latence et favorise les accès aux méta-données locales. BlobSeer-WAN inclut la réplication asynchrone des méta-données et une résolution des collisions basée sur des "vector-clock". Afin de traîter le caractère "Big Velocity" de la problématique "Big Data", notre dernière contribution consiste en DStore, un système de stockage en mémoire orienté "documents" qui passe à l'échelle verticalement en exploitant les capacités mémoires des machines multi-coeurs. Nous montrons l'efficacité de DStore dans le cadre du traitement de requêtes d'écritures atomiques complexes tout en maintenant un haut débit d'accès en lecture. DStore suit un modèle d'exécution mono-thread qui met à jour les transactions séquentiellement, tout en se basant sur une gestion de la concurrence basée sur le versioning afin de permettre un grand nombre d'accès simultanés en lecture.

De nos jours, Le nombre de dispositifs ne cesse d’augmenter ce qui induit une forte demande des applications en données multimédia. Cependant gérer des données massives générées et consommées par les utilisateurs mobiles dans une zone urbaine reste une problématique de taille pour les réseaux cellulaires existants qui sont à la fois limités en termes de cout et de bande passante mais aussi due à la nature de telles données centrées- connexion. D’autre part, l’avancée technologique en matière de véhicules autonomes permet de constituer une infrastructure prometteuse capable de prendre en charge le traitement, la sauvegarde, et la communication de ces données. En effet, Il est maintenant possible de recruter des véhicules intelligents pour des fins de collecte, de stockage, et de partage des données hétérogènes en provenance d’un réseau routier afin de répondre aux demandes des citoyens via des applications. Par conséquent, nous tirons profit de l'évolution récente en « information Centric Networking » ICN afin d'introduire deux nouvelles approches de collecte et de stockage de contenu par les véhicules, nommées respectivement VISIT et SAVING, plus efficaces et plus proches de l'utilisateur mobile en zone urbaine ainsi nous remédions aux problèmes liés à la bande passante et le coût. VISIT est une plate-forme qui définit de nouvelles mesures de centralité basées sur l'intérêt social des citoyens afin d’identifier et de sélectionner l'ensemble approprié des meilleurs véhicules candidats pour la collecte des données urbaines. SAVING est un système de stockage de données sociales, qui présente une solution de mise en cache des données d’une façon collaborative entre un ensemble de véhicules parmi d’autres désignés et recrutés selon une stratégie des théorie des jeux basée sur les réseaux complexes. Nous avons testé ces deux méthodes VISIT et SAVING sur des données simulées pour environ 2986 véhicules avec des traces de mobilité réalistes en zone urbaine, et les résultats ont prouvés que les deux méthodes permettent non seulement une collecte et un stockage efficaces mais aussi bien scalables
The growth in the number of mobile devices today result in an increasing demand for large amount of rich multimedia content to support numerous applications. It is however challenging for the current cellular networks to deal with such increasing demand, both in terms of cost and bandwidth for the ``massive'' content generated and consumed by mobile users in an urban environment due to its connection-centric nature. The technological advancement in modern vehicles allow us to harness their computing, caching and communication capabilities to supplement infrastructure network. It is now possible to recruit smart vehicles to collect, store and share heterogeneous data on urban streets in order to provide citizens with different services. Therefore, we leverage the recent shift towards Information Centric Networking (ICN) to introduce two schemes, VISIT and SAVING for the efficient collection and storage of content at vehicles, closer to the urban mobile user to avoid bandwidth and cost. VISIT is a platform which defines novel centrality metrics based on the social interest of urban users to identify and select the appropriate set of best candidate vehicles to perform urban data collection. SAVING is a social-aware data storage system which exploits complex networks to present game-theoretic solutions for finding and recruiting vehicles adequate to perform collaborative content caching in an urban environment. VISIT and SAVING are simulated for around 2986 vehicles with realistic urban mobility traces and comparison results with other schemes in literature suggest both not only efficient but also scalable data collection and storage systems

La visualisation d'informations est un domaine qui connaît un réel intérêt depuis une dizaine d'années. Dernièrement, avec l'explosion des moyens de communication, l'analyse de réseaux sociaux fait l'objet de nombreux travaux de recherches. Nous présentons dans cette thèse des travaux sur l'analyse de réseaux sociaux dynamiques, c'est à dire que nous prenons en compte l'aspect temporel des données. [...]
Since ten years, informations visualization domain knows a real interest.Recently, with the growing of communications, the research on social networks analysis becomes strongly active. In this thesis, we present results on dynamic social networks analysis. That means that we take into account the temporal aspect of data. We were particularly interested in communities extraction within networks and their evolutions through time. [...]