Дисертації з теми "Teneur d'eau"
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Van, Hullebusch Eric. "Contribution à l'étude du devenir, de la mobilité et de l'impact de métaux utilisés pour le traitement de plans d'eau eutrophes : cas de l'aluminium et du cuivre." Limoges, 2002. http://www.theses.fr/2002LIMO0016.
Анотація:
Le traitement chimique de l'eutrophisation des plans d'eau peu profonds par des sels métalliques tels que le sulfate d'aluminium et le sulfate de cuivre est de plus en plus courant et pose la question du devenir et de la mobilité des métaux dans l'écosystème. Dans les conditions de notre étude, le traitement au sulfate d'aluminium tout en limitant les teneurs en phosphore assimilable dans la colonne d'eau et dans les sédiments, n'induit pas de toxité compte tenu de la teneur en aluminium monomère mesurée et des valeurs de toxité référencées dans la littérature. Le suivi de la teneur en aluminium des sédiments ne permet pas de mettre en évidence une accumulation significative de cet élément suite à un traitement. Cependant, une fraction importante du phosphore est liée à la manière organique et peut être libérée à moyen terme dans la colonne d'eau suite à la minéralisation de la matière organique. Le cuivre ajouté dans la colonne d'eau afin de limiter la croissance des cyanobactéries ne présente pas de toxicité majeure compte tenu des teneurs en cuivre labile mesurées dans le système. Cette étude montre que la distribution et le temps de séjour du cuivre dans la colonne d'eau dépend de la teneur en matière en suspension, de la teneur en matière organique dissoute. De plus, un mécanisme de transfert de la fraction"vraiment" dissoute vers la fraction particulaire entraîne le cuivre principalement dans les sédiments, associé à la fraction organique. L'étude de la remobilisation à court terme en conditions oxiques ne montre pas de remobilisation du cuivre à des pH proches de la neutralité. Cependant, à plus long terme, les sédiments sont susceptibles de libérer le cuivre dans ces mêmes conditions (pH et rédox) à la suite de la minéralisation de la matière organique, ce qui explique la libération du cuivre des sédiments vers la colonne d'eau.
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Eichinger, Marie. "Dégradation bactérienne du carbone organique dissous dans la colonne d'eau : une approche couplée expérimentation - modélisation." Aix-Marseille 2, 2007. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2007AIX22098.pdf.
Анотація:
Cette thèse a pour but l’étude de la croissance des bactéries pélagiques hétérotrophes qui se servent du carbone organique dissous (COD) comme ressource nutritive en utilisant les approches conjointes de l’expérimentation et de la modélisation. Deux axes principaux émergent de ce travail : (1) l’étude de modèles de croissance, construits grâce à des résultats expérimentaux, en vue de leur implémentation dans les modèles d’écosystèmes, et (2) l’étude de l’influence des facteurs environnementaux sur l’efficacité de croissance bactérienne (BGE) grâce à ces mêmes modèles. L’objectif principal consiste à étudier les bactéries dans différents contextes environnementaux dans le but d’en déduire une formulation mathématique adaptée pour décrire leur interaction avec le COD afin d’être ultérieurement incorporée dans un modèle biogéochimique. Dans un premier temps, des données de production et de respiration bactériennes, issues de la campagne POMME qui s’est déroulée dans l’Océan Atlantique Nord-Est selon différentes profondeurs et saisons, ont permis l’application du modèle de Monod qui utilise des cinétiques de type Michaelis-Menten. L’étude conjointe du modèle et des données nous a permis de montrer que le BGE varie en fonction de la saison et de la profondeur. Le BGE a été calculé expérimentalement directement à partir des données mais aussi grâce au modèle, puisque le BGE est un des paramètres du modèle. Nous avons donc mis en évidence que ce modèle, souvent utilisé dans les modèles biogéochimiques pour décrire la croissance des bactéries, n’est pas suffisant. Dans le but d’utiliser des modèles mécanistes pour décrire la croissance bactérienne, nous avons décidé de réaliser des expériences de biodégradation, en milieu artificiel et contrôlé, avec une souche bactérienne mono-spécifique et un substrat carboné unique. Deux types d’expériences ont été réalisées: des expériences de type batch où tout le substrat carboné est apporté dès le début de l’expérience, et des expériences où le substrat carboné a été apporté de façon périodique et pulsée. Cette expérience a pour but d’imiter la variabilité spatiale et temporelle de la distribution du COD. La quantité totale de substrat apporté est cependant la même dans les deux expériences. Elles ont tout d’abord permis de mettre en évidence des processus clés: la production de COD réfractaire qui s’accumule dans les batchs expérimentaux, la variation du contenu spécifique carboné bactérien au cours d’une expérience, le processus de maintenance au niveau de la respiration lorsque les bactéries sont en état de carence ainsi que la réponse instantanée à une perturbation environnementale. Les BGE ont également été estimés pour chacune de ces expériences et selon différentes méthodes: expérimentalement directement à partir des données et à partir de différents modèles, chacun d’eux comprenant un niveau de complexité différent. Trois modèles ont été utilisés: le modèle de Monod, le modèle de Marr-Pirt et un modèle mécaniste issu de la théorie DEB (Dynamic Energy Budget) et construit spécialement pour l’expérience à substrat pulsé. Nous avons mis en évidence que quelle que soit la méthode utilisée, la valeur du BGE est toujours plus élevée pour l’expérience pulsée que pour l’expérience de type batch. Ceci indique qu’une représentation plus réaliste de la dynamique du COD a un fort impact sur l’estimation de la valeur du BGE. La valeur des BGE estimés avec des modèles prenant en compte le processus de maintenance (Marr-Pirt et DEB) est également plus élevée que l’estimation sans prendre en compte ce processus (Monod et estimation expérimentale). Ces résultats peuvent indiquer que la valeur du BGE est sous-estimée avec les méthodes classiques d’estimation, i. E. Dans des systèmes de type batch sans prendre en compte la maintenance. Ceci pour mener à la conclusion que le rôle des bactéries en tant que productrices de CO2 est surestimé avec ces méthodes classiques d’estimation. Le modèle DEB, très complexe pour la représentation d’une seule espèce bactérienne et d’un seul substrat, a également été simplifié en vue de son introduction dans un modèle biogéochimique. Nous avons montré que le système d’origine à 4 équations différentielles peut être réduit à un système à 2 équations différentielles, où la croissance peut être exprimée par une équation logistique avec une capacité limite variable. La simplification de ce modèle n’entraîne aucune perte de performance au niveau des dynamiques du modèle et réduit le temps de calibrage et de simulationThis thesis aims to utilise both experimental and modelling approaches to investigate growth of pelagic heterotrophic bacteria that utilise dissolved organic carbon (DOC) as nutritive resource. Two main axes merge from this work: (1) the study of growth models, constructed from experimental results, with a view to implement them in ecosystem models, and (2) the investigation of the environmental factors influencing the bacterial growth efficiency (BGE) with these models. The main objective consists of the study of bacterial growth in different environmental contexts and to deduce a suitable mathematical formulation for describing the interaction between growth and DOC to include this in a biogeochemical model later on. Firstly, bacterial production and respiration data, obtained during the POMME program that carried out in the Northeast Atlantic Ocean according to several depths and seasons, allowed the application of the Monod model that uses Michaelis-Menten kinetics. The coupled study of the model with data permitted to show that BGE varies according to depth and season. BGE has been estimated experimentally directly from data but also with the model, as BGE is one of the parameter. We have thus highlighted that this model, often utilised in biogeochemical models to represent bacterial growth, is not sufficient. In order to use mechanistic models to describe bacterial growth, we decided to realise biodegradation experiments, in artificial and controlled medium, with a monospecific bacterial strain and a unique carbon substrate. Two kinds of experiments were realised: batch-kind experiments where all the carbon substrate was introduced since the beginning of the experiment, and experiments where the carbon substrate was periodically pulsed. The total amount of substrate put in both systems was the same. These experiments first allowed highlighting key processes: the refractory DOC production that accumulates in batches, the variation of the specific bacterial carbon content during an experiment, the maintenance process at the respiration level when bacteria are starved as well as the instantaneous response to an environmental perturbation. BGE have also been estimated for each experiment and according to different methods: experimentally directly from the data sets and from various models, each of them comprising a different level of complexity. Three models were utilised: the Monod model, the Marr-Pirt model and a mechanistic model resulting from the DEB (Dynamic Energy Budget) theory and specifically constructed for the pulse substrate experiment. We highlighted that what else the method used, BGE value is always higher for the pulse experiment than for the batch-kind experiment. BGE values were also always higher when the maintenance process was taken into account in their estimation. This would mean that BGE value is under-estimated with the classical method of estimation, i. E. With batch experiments and without considering the maintenance process. This would lead to the conclusion that the bacterial role as CO2 producer is over-estimated. The DEB model, highly complex for the representation of only one bacterial species and a unique substrate, was also simplified in view of its implementation in a biogeochemical model later on. We have demonstrated that the original system with 4 differential equations can be reduced to a system with 2 differential equations, where growth can be expressed by a logistic equation with a variable carrying capacity. The simplification of this model does not imply any loss of performance at the level of model dynamics and reduces the calibration and simulation time
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Kengni, Lucas. "Mesure in-situ des pertes d'eau et d'azote sous culture de maïs irriguée : application à la plaine de la Bièvre (Isère)." Grenoble 1, 1993. http://www.theses.fr/1993GRE10067.
Анотація:
Notre etude s'inscrit dans le cadre du programme nitrates rhones alpes dont l'un des objectifs essentiels est d'ajuster au mieux la fertilisation des cultures, dans un double souci de maintenir une agriculture intensive, mais respectueuse de la qualite de l'environnement. Le sol du site est representatif de la plaine de la bievre, superficiel, sableux et caillouteux, et tres apte au lessivage. Notre contribution a ete de definir au mieux les termes des bilans hydriques et azotes, sous divers traitements et occupations du sol. La methodologie mise en uvre a cet effet utilise l'humidimetrie neutronique associee a la tensiometrie et l'extraction de la solution du sol par bougies poreuses. Les resultats ont montre la necessite de reduire le pas de temps des mesures, compte tenu de la dynamique tres rapide de l'eau. Les bilans d'eau font apparaitre que les irrigations sont entierement valorisees sous culture. Les pertes d'eau n'ont lieu qu'a l'interculture et atteignent 90% des pluies. La variabilite de l'azote est importante. Les pertes d'azote restent negligeables durant le cycle cultural quel que soit le traitement applique, mais le reliquat a la recolte est considerable sur les sites fertilises. Le bilan du traceur atteste que la fertilisation a ete surestimee. De ce fait, les pertes a l'interculture deviennent fortement liees au residu a la recolte. Une reduction de l'apport de 100 kg/ha a ete preconisee. Les resultats ont en outre montre une bonne coherence entre les consommations d'azote par le mais, determinees d'une part par analyse directe sur cette derniere, d'autre part estimees a partir de l'evolution du stock d'azote du sol. Toutefois, il ressort de cette etude que le facteur plante reste meconnu, au meme titre que les transferts entre le premier metre du sol et la nappe, aspects vers lesquels devraient etre portees les prochaines investigations en vue d'une modelisation des transferts dans la plaine de la bievre
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Kuppel, Sylvain. "Assimilation de mesures de flux turbulents d'eau et de carbone dans un modèle de la biosphère continentale." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2012. http://www.theses.fr/2012VERS0041.
Анотація:
L’assimilation de données relatives aux écosystèmes continentaux est une approche de plus en plus utilisée pour tenter de concilier les observations expérimentales avec les théories écophysiologiques appliquées dans les modèles mécanistes de la végétation. Dans cette thèse, on souhaite exploiter l’information contenue dans les mesures par corrélation turbulente des flux nets de dioxyde de carbone (NEE) et de chaleur latente (LE) effectuées sur les sites du réseau mondial FLUXNET, afin d’optimiser des paramètres clés du modèle ORCHIDEE et d’affiner le bilan d’incertitude. Une approche statistique bayésienne est adoptée, pour prendre en compte une connaissance a priori des incertitudes relatives aux paramètres, aux équations du modèle et aux mesures. L’axe majeur de travail est le développement d’une méthode d’assimilation simultanée des données de plusieurs sites de mesure de flux, permettant d’optimiser un unique jeu de paramètres se voulant générique pour chaque grand type d’écosystème considéré. Il ressort que cette approche multi-site permet de réduire significativement l’écart entre le modèle et données de flux aux échelles saisonnière et annuelle, avec des performances proches d’optimisations uni-site effectuées indépendamment à l’échelle d’un site de mesure. On discute par ailleurs le fait que les valeurs des paramètres multi-site ne constituent pas toujours une simple moyenne de leurs composantes uni-site. L’utilisation de données complémentaires a par ailleurs permit d’évaluer la capacité de l’optimisation à améliorer la simulation des flux bruts de carbone (photosynthèse et respiration) à l’échelle des sites, ainsi que de la phénologie du couvert végétal et du cycle saisonnier du CO2 atmosphérique à l’échelle du globe. Un aspect de nos développements méthodologiques propose par ailleurs d’estimer la structure statistique de l’erreur dérivant des processus mal représentés et/ou manquant dans les équations d’un modèle de la biosphère continentale tel qu’ORCHIDEE. En appliquant cette technique aux flux nets de carbone, les résultats suggèrent que cette erreur modèle mérite d’être explicitement considérée dans le bilan d’incertitude attaché à la modélisation du cycle du carboneAssimilating terrestrial ecosystem data is an approach increasingly used to fill the gap between experimental observations and the ecophysiological theory as embodied in process-based land surface models. In this thesis, we have sought to use the information content of eddy covariance measurements of net carbon dioxide (NEE) and latent heat (LE) fluxes made at the sites of the FLUXNET global network, aiming at optimizing key parameters of the ORCHIDEE vegetation model and at refining the uncertainty budget. A Bayesian statistical approach has been chosen, so as to account for prior knowledge of the uncertainties related to the model parameters, the model equations, and the measurements. The major line of work has been to develop a data assimilation method where observations from several flux sites are simultaneously used as a constraint, in order to optimize a unique set of parameters considered as generic within a given class of ecosystem. We found that this multi-site approach significantly improves the model-data agreement at seasonal and annual time scales, with performances fairly similar to those brought by site-scaled, independently optimized parameters (single-site approach). We notably discuss the fact that the multi-site parameters’ values are not always a mere average of their single-site counterparts. Making use complementary data, we also evaluated the ability of the multi-site optimizations to improve the simulation of the gross carbon fluxes (photosynthesis and respiration) at the site scale, while at the global scale we considered the modeled phenology of the leaf cover and the seasonal cycle of the atmospheric CO2 concentration. Within our methodological developments, we have also proposed a technique to infer the statistical structure of the error stemming from inadequate and/or missing process representations in a global vegetation model such as ORCHIDEE. Focusing on net carbon fluxes, our results suggest that this « model error » deserves an explicit representation in the uncertainty budget inherent to carbon cycle modeling
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Féray, Christine. "Nitrification en sédiment d'eau douce : incidence de rejets de station d'épuration sur la dynamique de communautés nitrifiantes." Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO10058.
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Despreaux, Marc. "Le phosphore et l'azote dans les sédiments du fleuve Charente (France) : variations saisonnières et mobilité potentielle." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10007.
Анотація:
Les periodes et les modes de transfert des orthophosphates (p-po#4#3#) et de l'azote ammoniacal (n-nh#4#+) stockes dans les sediments de la charente ont ete etudies aux environs de saintes, en amont du barrage de st. Savinien, pour situer le plus pres possible du milieu estuarien. L'etude de la colonne d'eau durant les annees 1987 et 1988 met en evidence une stratification estivale caracterisee par un accroissement des teneurs en po#4#3# et nh#4#+ a proximite du fond. Cette statification parait liee a la fermeture du barrage de st. Savinien en periode d'etiage qui stoppe l'ecoulement de la charente. La mise en place d'un protocole specifique a permis d'observer en periode de crue hivernale une modification considerable des sediments sur 25 cm d'epaisseur. En effet, les concentrations en p-po#4#3# dissous passent de 3 mg/l pour l'ensemble des campagnes a 7,5 mg/l pour des sediments preleves en fin de crue. En ce qui concerne l'azote ammoniacal, on peut observer en hiver et au printemps un accroissement des teneurs (jusqua 70 mg/l) dans l'eau interstitielle avec la profondeur. Des experimentations en reacteur permettent de mesurer des teneurs en azote ammoniacal elevees dans l'eau lors de la remise en suspensin des sediments a 7#oc. Les concentrations les plus faibles en p-po#4#3# sont observees au cours des experimentations en milieu oxygene. Ces faibles teneurs seraient liees a l'adsorption des orthophosphates sur les hydroxo-complexes ferriques particulaires comme le suggerent les mesures de fe#2#+ dissous dans le melange eau-sediment du reacteur. L'examen conjoint des observations de terrain et des resultats experimentaux indique deux periodes favorables a la mobilisation de nh#4#+ et po#4#3#: 1) les periodes de hautes eaux hivernales; 2) les periodes d'etiage estival, le phosphore etant mobilise sous forme particulaire et l'azote ammoniacal sous forme dissoute
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Ouedraogo, Francois. "Etude des transferts d'eau à l'interface sol-atmoshpère. Cas d'un sol du Burkina Faso à faible teneur en eau." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00731139.
Анотація:
Le transfert d'eau à l'interface sol-atmosphère est abordée par une approche de thermodynamique qui constitue un cadre général pour décrire à la fois l'état thermodynamique de l'eau dans le sol et les mécanismes de transfert mis en jeu : filtration de la phase liquide, diffusion de la vapeur d'eau, changement de phase liquide vapeur de l'eau. Une caractérisation expérimentale d'un sol a été réalisée puis complétée par des données bibliographiques. Des essais expérimentaux de transfert d'eau dans des colonnes du même sol, placées dans une atmosphère asséchante a permis d'établir la cinétique globale de perte d'eau ainsi que l'évolution des profils de teneur en eau au cours du temps. Une simulation numérique du transfert d'eau au voisinage de l'interface est proposée. Une étude de sensibilité aux paramètres physiques du sol est présentée. Les résultats du modèle numérique sont ensuite confrontés aux essais de transfert sur colonnes. La correspondance est bonne moyennant un ajustement des paramètres hydrologiques issus de la littérature. L'évolution des flux d'eau liquide et de vapeur permettent de décrire les mécanismes au voisinage de l'interface dans le cas d'un sol à faible teneur en eau. On montre que le changement de phase qui assure la continuité des transferts entre le sol et l'atmosphère concerne quelques centimètres du sol sous cette interface.
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Ouedraogo, François. "Etude des transferts d'eau à l'interface sol-atmosphère : cas d'un sol du Burkina Faso à faible teneur en eau." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20235.
Анотація:
Le transfert d'eau à l'interface sol-atmosphère est abordée par une approche de thermodynamique qui constitue un cadre général pour décrire à la fois l'état thermodynamique de l'eau dans le sol et les mécanismes de transfert mis en jeu: filtration de la phase liquide, diffusion de la vapeur d'eau, changement de phase liquide vapeur de l'eau. Une caractérisation expérimentale d'un sol a été réalisée puis complétée par des données bibliographiques. Des essais expérimentaux de transfert d'eau dans des colonnes du même sol, placées dans une atmosphère asséchante a permis d'établir la cinétique globale de perte d'eau ainsi que l'évolution des profils de teneur en eau au cours du temps. Une simulation numérique du transfert d'eau au voisinage de l'interface est proposée. Une étude de sensibilité au paramètres physiques du sol est présentée. Les résultats du modèle numérique sont ensuite confrontés aux essais de transfert sur colonnes. La correspondance est bonne moyennant un ajustement des paramètres hydrologiques issus de la littérature. L'évolution des flux d'eau liquide et de vapeur permettent de décrire les mécanismes au voisinage de l'interface dans le cas d'un sol à faible teneur en eau. On montre que le changement de phase qui assure la continuité des transferts entre le sol et l'atmosphère concerne quelques centimètres du sol sous cette interfaceThe transfer of water at the soil-atmosphere interface is addressed through a thermo dynamical approach which constitutes a general framework for describing both the thermodynamical status of the water in the soil and the transfer mechanisms at stake: liquid phase filtration, water vapor diffusion, liquid-vapor phase change. An experimental characterization of a soil has been carried out and completed with bibliographical data. Experimental tests of water transfer in columns of the same soil, placed in drying atmosphere enabled the establishment of the global kinetic of water loss and the evolution of the profiles of the water content through time. A numerical simulation of the water transfer in the neighborhood of the interface is proposed. A study about the sensitiveness to the physical parameters of the soil is presented. The results of the numerical model are then compared with the tests of the transfer on the columns. The correspondence is good on the basis of an adjustment of the hydrologic parameters as mentioned in the literature. Water and vapor fluxes evolutions in low water content soils allow the description of transfer mechanisms near the interface. It is shown that the phase change which ensures the continuity of the transfers between the soil and the atmosphere relates to a few centimeters of the soil under that interface
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Humbert, Hugues. "Etude de la sorption des matières organiques naturelles par les résines échangeuses d'ions : intérêt pour la production d'eau potable." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2256.
Анотація:
La Matière Organique Naturelle (MON) constitue aujourd'hui au travers du Carbone Organique Total (COT) un paramètre clé dans le contrôle de la qualité des eaux potables. Le premier objectif de cette étude a été d'évaluer l'efficacité de la résine anionique MIEX® et de différentes autres résines anioniques vis-à-vis de l'élimination du Carbone Organique Dissous (COD) dans une eau de surface chargée en MON. Les performances de ces résines ont été comparées à celle de la coagulation/floculation à l'échelle du laboratoire ou sur des unités pilotes. Le second objectif de ces travaux a eu pour but de déterminer l'impact du traitement par les résines anioniques vis-à-vis de la réduction des phénomènes de compétition pour l'adsorption des pesticides sur charbon actif et vis-à-vis de la diminution du colmatage (ultrafiltration). Différentes techniques analytiques (spectrométrie de fluorescence, chromatographie d'exclusion stérique, pyrolyse CG/MS (chromatographie gazeuse/spectrométrie de masse)) ont été utilisées dans le but de caractériser la MON des eaux brutes et traitées. Outre la résine MIEX®, les travaux ont montré de manière plus globale que l'ensemble des résines anioniques représente une alternative intéressante à la coagulation/floculation pour l'élimination du COD. L'intérêt de l'échange d'ions réside de plus dans son possible couplage avec le charbon actif pour la diminution des phénomènes de compétition entre la MON et les pesticidesNatural Organic Matter (NOM) represents through Total Organic Carbon (TOC) a key parameter for the control of drinking water quality. The first objective of this study was to evaluate the efficacy of the Anion Exchange Resin (AER) MIEX® and different other AER for the elimination of Dissolved Organic Carbon (DOC) from a high DOC content surface water. The performances of these AER were compared with those of coagulation/flocculation at laboratory scale as well as pilot scale. The second objective of this study was to determine the impact of AER treatment on the reduction of competition mechanisms between NOM and pesticides for the adsorption on activated carbon and on the reduction of membrane fouling (ultrafiltration). Various analytical tools (fluorescence spectroscopy, size exclusion chromatography, pyrolysis GC/MS (gas chromatography/mass spectrometry)) were used in order to characterize NOM of raw and treated waters. As well as MIEX® resin, whole studied AER proved to be an interesting alternative to coagulation/flocculation for DOC removal. Moreover, the interest of AER lies in its combination with activated carbon for the reduction of competition mechanisms between NOM and pesticides
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Bourget, Sébastien. "Limnologie et charge en phosphore d'un réservoir d'eau potable sujet à des fleurs d'eau de cyanobactéries : le lac St-Charles, Québec." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28078/28078.pdf.
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Benyahia, Mohamed. "Etude de la contamination du bivalve d'eau douce Dreissena polymorpha par le plomb : bioaccumulation, distribution tissulaire et élimination du métal : incidence de paramètres biotiques et abiotiques." Metz, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1991/Benyahia.Mohamed.SMZ9112.pdf.
Анотація:
Les dreissènes exposées au plomb accumulent le métal à des niveaux différents selon la concentration métallique dans le milieu. Les cinétiques de bioaccumulation sont linéaires pour les faibles concentrations de Pb dans le milieu et saturantes pour les concentrations élevées. Les paramètres du milieu agissent sur la bioaccumulation. L'edta réduit fortement la bioaccumulation et la toxicité létale du plomb. Le zinc montre une interaction négative avec le plomb dans la phase initiale de la cinétique de bioaccumulation. La température diminue l'accumulation du plomb en stimulant les processus d'excrétion. Dans une exposition cyclique au plomb, la cinétique de bioaccumulation présente une allure sigmoïde ce qui semble montrer que la dreissène se comporte comme un système à compartiments d'accumulation. Il existe une variation saisonnière de la bioaccumulation. C'est au printemps que la vitesse d'accumulation ainsi que les contenus métalliques des organismes sont les plus importants. Le plomb a pu être localisé histochimiquement et par microanalyse essentiellement dans des granules au sein des cellules rénales, dans le cytoplasme des granulocytes dans les branchies, l'épithélium digestif, la glande péricardiale et dans le byssus. La décontamination est faible et se produit lentement par rapport à l'accumulation. Elle est significativement augmentée en presence d'edta et par une élévation de température. Le niveau de contamination initiale ne montre pas d'influence significative sur les taux de décontamination. La décontamination totale n'est pas atteinteFreshwater mussels (Dreissena polymorpha) were exposed to lead under laboratory conditions. Patterns of accumulation in whole animals were linear at low concentrations and the tissues lead concentrations were proportional to lead in the medium. At high concentrations of lead in the medium, the accumulation proceeded at a high rate in a saturating mode. Under cyclic conditions of exposure, kinetic of lead accumulation showed a pronounced biphasic mode. It is argued that the biphasic course of accumulation seemed to indicate that the animal acts as a multi-compartments accumulation system. The chelation of lead by EDTA decreased strongly its toxicity and bioaccumulation. In the presence of zinc, uptake of lead in whole Dreissena was reduced in the initial phase of accumulation. Thereafter, the antagonistic effect of Zn decreased and became not significant at the end of exposure period. A rise in temperature decreased lead accumulation by mussels. The results also indicate that accumulation were greatly affected by seasonal conditions. In spring, the rate of uptake was the faster and lead body burden was the most important. By means of histochemical staining method and microanalytical technique (LAMMA), lead has been localized mainly in granules of renal cells and in cytoplasm of granulocytes in gills, pericardial gland, byssal gland and digestive epithelium. The depuration process were low and occured sloly compared to accumulation. The original lead concentrations in the soft parts did not influence significantly the rate of elimination. The presence of EDTA or a rise in tempeature enhanced the rate of lead elimination. In all conditions, the total depuration were not attained and the tissue lead concentrations remained at high levels in comparison to controls
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Mortillaro, Jean-Michel. "Caractérisation et dynamique de la matière organique du fleuve et des plaines d'inondation du bassin central amazonien." Paris, Muséum national d'histoire naturelle, 2012. http://www.theses.fr/2012MNHN0003.
Анотація:
Les systèmes fluviaux jouent un rôle prépondérant dans les processus qui contrôlent la fixation du CO2 atmosphérique. Cependant, du fait de fortes variabilités spatiales et temporelles des sources de matière organique (MO), leur contribution relative dans la dynamique du carbone des grands écosystèmes fluviaux ne sont pas pleinement compris. Le but de ce travail est de caractériser les sources de MO dans le bassin central du fleuve Amazone. La composition en acides gras (AG) et isotopes stables du carbone et de l'azote (δ13C, δ15N) dans la MO a été analysée dans cinq plaines d'inondation (appelées localement Várzea), le fleuve Amazone et quatre de ses principaux affluents (Solimões, Negro, Madeira et Tapajós). La MO qui a été analysée inclut des macrophytes (Eichornia sp. , Paspalum repens, Pistia stratiotes et Salvinia auriculata), des échantillons de plancton, la matière organique particulaire en suspension (SPOM), des sédiments et sols de la forêt inondée. Une caractérisation saisonnière de cette MO, en fonction de l'oscillation annuelle du cycle hydrologique, indique une forte production autotrophique par les cyanobactéries dans les Várzea, pendant la période de décrue. A cette saison, un transfert de MO, issue des cyanobactéries et de la dégradation des macrophytes, est également mis en évidence des Várzea vers le fleuve. Toutefois, ces macrophytes, qui utilisent différentes voies de photosynthèse, ne contribuent pas de manière égale au pool de MO et au réseau trophique. Une expérience de dégradation a donc permis de mettre en évidence la dynamique de décomposition de ces macrophytes et le rôle des microorganismes. La caractérisation des sources de MO, leurs variabilités spatiales et saisonnières, les processus de dégradation qui en résultent et leur contribution dans le réseau trophique, indiquent que la MO produite dans les Várzea constitue la source majeure de carbone respiré dans les fleuves et rivières du bassin Amazonien et résulte de la production phytoplanctoniqueRiver ecosystems have a key role in the processes, which control the storage of atmospheric CO2. However, because of strong spatial and temporal variabilities in the sources of organic matter (OM), their relative contribution to the carbon dynamics of large river ecosystems is not fully understood. The present work aimed to characterize the sources of OM in the central Amazon basin. The fatty acids (FA) and stable carbon and nitrogen isotopic (δ13C, δ15N) compositions of OM were investigated in five floodplains (locally called Várzea), the Amazon River and four of its main tributaries (Solimões, Negro, Madeira and Tapajós). The OM analyzed includes macrophytes (Eichornia sp. , Paspalum repens, Pistia stratiotes and Salvinia auriculata), plankton samples, suspended particulate organic matter (SPOM), sediments and soils from the flooded forest. A seasonal characterization of this OM, according to the annual oscillation in the hydrological cycle, indicates a strong autotrophic production from cyanobacteria in Várzea during the drought season. At this season, a transfer of OM, resulting from cyanobacteria and decomposition of macrophytes, has been evidenced from the Várzea to the rivers. However, these plants, which use different pathways of photosynthesis, do not contribute equally to OM and to the food web. Thus, a degradation experiment showed the decomposition dynamics of these macrophytes and the role of micro-organisms. The characterization of OM sources, their spatial and seasonal variabilities, the processes involved in its degradation as well as its utilization by consumers, indicate that the OM produced in Várzea constitute the major source of respired carbon in rivers from the Amazon basin and results from phytoplanktonic production
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Maarouf, Abdelmalek. "Etude expérimentale de la bioaccumulation et du relargage du zinc chez Dreissena polymorpha (bivalve d'eau douce) : cinétique et mécanisme de contamination et de décontamination." Metz, 1988. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1988/Maarouf.Abdelmalek.SMZ8816.pdf.
Анотація:
Chez Dreissena polymorpha la CL5028j du zinc (oligoélément hormétique) est évaluée à 10,9 ppm. Ce métal est bioaccumulable mais faiblement toxique. Le dynamisme de la concentration et de la décontamination varie suivant les saisons. La contamination de la Dreissène par le zinc se traduit par une adsorption métallique au niveau de la coquille et par une adsorption et absorption au niveau de la partie molle. La cinétique d'absorption est exponentielle et diphasique au printemps, linéaire en hivern triphasique et très limitée en automne. Les facteurs de concentration du zinc ont permis d'établir l'organotropisme suivant : Byssus, Manteau, Branchies, Partie molle totale, reste de la masse viscérale. La cinétique de décontamination est presque nulle au printemps, elle est par contre beaucoup plus importante en automne-hiver. La demi-vie biologique déterminée en automne est de 29,5 jours. L'effet des facteurs biotiques (saison et nourriture) et abiotiques (EDTA, température et plomb) sur la contamination et la décontamination révèle une complexité écotoxicologique extrême due à la multitude des interactions existantes entre ces facteurs, les teneurs en zinc dans le milieu et le temps de contamination ou de décontamination. La contamination par le zinc ne modifie pas les PTS (protéines type métallothionéines). La Dreissène peut être retenue comme espèce bioindicatrice de la pollution métallique des eaux doucesIn Dreissena polymorpha, the LC5028d of zinc (oligo-element) is 10,9 ppm. This metal is bioaccumulated but showed little toxicity. Contamination and decontamination dynamism varies with seasons. Zinc exposure is followed by adsorption to the shell, and by adsorption and absorption in the soft part of the mussel. Analysis of the kinetic of absorption showed an exponential and diphasic process in spring, linear in winter, and very limited and triphasic in automn (saturating kinetic). Comparison of the concentration factors of different compartments, allows to establish the following organotropism/ Byssus, mantle, gills, soft part, "rest of soft part". Rate of decontamination was found very feeble in spring. In contrast, it is much more important in automn and winter. The biological half life as determined in automn is 29,5 days. The effects of biotics factors (seasons and food) and abiotics factors (EDTA, tempe rature and lead) on zinc uptake and depuration show a big ecotoxicological complexity due several interactions between these factors, zinc concentrations in the medium and exposure time. External factors produce some modification on the physico-chemistry, kinetic and ecotoxicological aspects of metallic contamination and/or decontamination. Analysis by differencial impulsion polarography made evidence of the presence of metallothionein-like proteins (PTS : sulfurated thermoresistent proteins) in both control and zinc exposed animals. PTS concentrations are about 300mg/kg weight. Exposure to zinc doesn't lead to any quantitative modification of PTS content in Dreissena. Dreissena may be used as bioindicator of metallic contamination of the freshwaters, with the best accuracy in spring
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Maurice, Laurence. "Modélisation du cycle de dégradation bactérienne de la matière organique. Application à la zone de turbidité maximale de l'estuaire de la Loire." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT041G.
Анотація:
La zone de turbidité maximale de l'estuaire de la Loire est généralement soumise en période estivale à un important déficit en oxygène dissous qui peut atteindre l'anoxie en marée de vives eaux. Le modèle mathématique développé dans le cadre de cette étude estime la demande en oxygène sisssous induite par les processus d'oxydation de la matière organique et par la nitrification. Il repose sur deux compartiments biologiques majeurs, les biomasses bactériennes autotrophes et hétérotrophes ainsi que sur leurs sources énergétiques respectives, l'ammonium et la matière organique biodégradable. La matière organique est considérée non seulement sous sa fraction dissoute ou particulaire mais également en fonction de ses cinétiques de dégradation et de ses parts carbonée et azotée. Les paramètres cinétiques ont été calés sur des mesures en continu de respiration bactérienne. Les premiers résultats confirment l'importance du rôle de la crème de vase dans le déficit en oxygène du bouchon vaseux.
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Lloret, Emily. "Dynamique du carbone organique dans des petits bassins versants tropicaux : exemple de la Guadeloupe." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077068.
Анотація:
Les objectifs principaux de ce travail étaient d'évaluer l'export de carbone d'une petite île volcanique sous climat tropical humide (Guadeloupe, Petites Antilles), d'estimer l'impact des événements météorologiques extrêmes sur cette exportation, et de déterminer les sources de carbone organique en étiage et crue de ces petites rivières. L'étude s'est portée sur des échantillons d'eau de rivière, de sols et de solutions de sols. Il a été déterminé les concentrations (COD, COP, CID), les compositions isotopiques en carbone (δ¹³C), et caractérisé la matière organique dissoute par spectrométrie UV-Vis dans ces différents compartiments. Les résultats ont montré que les flux spécifiques annuels de 5. 4 et 7. 8 tC. Km⁻². An⁻¹ respectivement pour le COD et le COI sont comparables aux flux spécifiques des grands fleuves. Pour les petites rivières de Guadeloupe, l'export de carbone organique total est plus important que celui de carbone inorganique (12. 4 t. Km⁻². An⁻¹), montrant ainsi l'importance du carbone organique dans le cycle global du carbone. L'export de carbone durant les événements météorologiques extrême représente environ 15% de Pexport de COD, 20% de l'export de COP et 5% de Pexport de CID. Les sources principales de COP sont la litière et les horizons superficiels des sols. Les sources de COD dépendent de l'état hydrologique de la rivière. En étiage le COD vient essentiellement des écoulements de nappe des sols (identification grâce aux solutions de sol collectées par les lysimètres). En crues le COD vient du ruissellement et des écoulements hypodermiques des couches superficielles du sol (identification par les solutions de sol obtenues par extraction en laboratoire)The main purposes of this work were to evaluate the carbon export of small mountainous rivers from tropical volcanic island (Guadeloupe, French West Indies), and to estimate the impact of extreme meteorological events on this export, and to identify the sources of organic carbon during the different hydrological stages of the rivers (low water level and floods). We carried out a detail study on stream waters, soils and soil solutions. We have analyzed the concentrations of carbon (DOC, POC, DIC) and the carbon isotopic composition (δ¹³C), as well as the spectroscopic (UV-Vis) characteristics of dissolved organic matter. The results have shown that the specific annual fluxes of DOC, POC and DIC were respectively of 5. 4, 7. 8 and 12. 4 tC km⁻². An⁻¹. The organic carbon fluxes of Guadeloupean rivers are similar to the reported export from large rivers. The export of total organic carbon from Guadeloupean rivers is more important than the export of inorganic carbon, indicating the major implication of organic carbon to the global carbon cycle. The carbon export during extreme meteorological events (instantaneous discharge more than 30 m³ s⁻¹) represents 15%, 20% and 5% of the annual export of DOC, POC an DIC, respectively. The main sources of POC are litter and soil surface layers. The sources of DOC vary with the hydrological stages (low water level and floods). During low water level, the rivers are mainly fed by the groundwater (identified by soil solution collected by lysimeters). During floods, the DOC mainly comes from the quick flow and hypodermic flow of soil surface layers (identified by soil solution obtained by extraction in laboratory)
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Patryl, Luc. "La radioactivité naturelle des sédiments de la Loire (France) : relations avec la lithologie." Tours, 2000. http://www.theses.fr/2000TOUR4038.
Анотація:
Cette étude a été conduite à la demande de l'Agence de L'Eau Loire-Bretagne par le Laboratoire de Géologie de l'Université de Tours (EA2100 GéEAC) en collaboration avec le Commissariat à l'Energie Atomique (Le Ripault). Les principaux objectifs de ce travail ont été d'étudier la nature et la distribution de la radioactivité naturelle des alluvions de la Loire, son origine dans les roches du bassin versant et ses liens avec la pétrographie des alluvions. Le flux radioactif lié à la charge solide de fond du fleuve a aussi été déterminé. Les sédiments de la Loire et ses principaux affluents ont fait l'objet d'analyses radiologiques et pétrographiques (granularité, minéralogie des sables et argiles, teneurs en MO). Les radioactivités moyennes du 40K, 238U et 228Ac dans les alluvions de la Loire en sont respectivement de 934,3±164,7 Bq. Kg-1, 50,6±30,8 Bq. Kg-1, 28,8±18,1 Bq. Kg-1. La radioactivité moyenne en 238U et 228Ac et leurs descendants est statistiquement plus élevée en Loire supérieure (Massif Central) qu'en Loire moyenne (Bassin Parisien). Les activités de l'238U et de l'228Ac sont essentiellement influencées par la granularité des alluvions et la composition minéralogique de la fraction sableuse. Les alluvions de la Loire sont essentiellement sableux et la fraction des sables grossiers est la plus abondante. La radioactivité primaire est portée par les minéraux (zircon) peu abondants dans les sédiments. L'activité de la famille de l'uranium et du thorium augmente avec les teneurs en feldspaths : il semble que la fixation de la radioactivité soit liée à la présence de minéraux argileux au sein des grains feldspathiques souvent altérés, et décelable car les feldspaths sont très abondants dans les sables. La radioactivité des alluvions de la Loire, comme la minéralogie des sédiments, varie peu en fonction de la nature des substrats traversés, en raison d'un "lissage" dû à la prédominance des flux longitudinaux sur les flux latéraux. L'impact d'une ancienne mine d'uranium sur les alluvions de la Besbre est marquée seulement sur une dizaine de km en aval. La radioactivité des échantillons variant fortement avec la granularité, une méthode d'expression "standardisée" granulométriquement de la radioactivité b est proposée.
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Calendini, Serge. "Impact d'une ancienne mine d'arsenic sur les composantes hydrochimiques et hydrobiologiques d'un réseau hydrographique de Corse." Corte, 2000. http://www.theses.fr/2000CORT3055.
Анотація:
La Bravona est une rivière située sur la partie orientale de la Corse. Un de ses principaux affluents, la Presa, traverse le site d'une ancienne exploitation minière, cause directe de teneurs élevées en arsenic et en antimoine de l'eau. La contamination du réseau hydrographique Bravona-Presa a été étudiée sous l'angle de la physico-chimie et de ses conséquences sur les organismes aquatiques (bryophytes, macro invertébrés, truite). Pour les macro invertébrés benthiques, l'étude des densités permet de dégager l'aspect général de la structure des communautés en fonction des concentrations en arsenic et en antimoine de l'eau. L'analyse de la structure des peuplements aquatiques a ensuite été réalisée sous l'angle trophique. Le dosage de l'arsenic et de l'antimoine a été effectué dans les bryophytes, les invertébrés benthiques et la truite. Pour le poisson, la bioaccumulation a été mesurée dans cinq organes : l'opercule, la branchie, le muscle, le foie et le squelette axial.
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Bonneris, Emmanuelle. "Étude de l'implication de différents ligands cellulaires dans la séquestration du cadmium, du cuivre, et du zinc chez les mollusques bivalves d'eau douce exposés à une contamination environnementale." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2004. http://www.theses.fr/2004GRE18001.
Анотація:
L'objectif de ce travail de thèse était d'évaluer l'implication de différents ligands cellulaires dans la séquestration du cadmium, du cuivre et du zinc chez des Mollusques bivalves. Dans le cadre d'une exposition chronique de spécimens de Pyganodon grandis récoltés dans neuf lacs de la région de Rouyn-Noranda (Québec), la concentration en Cd accumulé dépend à la fois de la concentration en métal dissous, de la nature et de l'abondance des ligands de l'organe considéré (branchies versus glande digestive). Dans la glande digestive, le Cd est largement séquestré par la métallothionéine (MT) alors que dans les branchies les granules représentent le principal site de stockage des trois métaux étudiés. Une expérience de transplantation, impliquant un changement de régime d'exposition, a permis de montrer la précocité de la fixation du Cd au niveau des granules qui apparaît concomitante à l'induction de MT. Une approche de biologie moléculaire réalisée sur Dreissena polymorpha au laboratoire visait à étudier la précocité de la réponse d'une isoforme MTThe main goal of this research was to evaluate the involvement of different cellular ligands in cadmium, copper and zinc sequestration in bivalves. Indigenous specimens of the bivalve Pyganodon grandis were collected from nine lakes along a metal contamination gradient in the Rouyn-Noranda area (Quebec). In these chronically exposed animals, the accumulated Cd concentrations depend on the environmental dissolved Cd concentrations, and on the nature and the abundance of the biological ligands, which differed among organs (gills versus digestive gland). In the digestive gland, Cd is largely sequestered by the metallothioneins (MT), whereas granules represent the main sink for Cd, Cu and Zn in the gills. A transplantation experiment, involving a change in the exposure regime, demonstrated the precocity of Cd sequestration at the granules level, which appears concomitantly with MT biosynthesis. A molecular approach biology carried out in the laboratory on Dreissena polymorpha aimed at studying the precocity of the response of an isoform of MT
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Fontvieille, Dominique. "La circulation du carbone organique dans les écosystèmes lotiques : cas du phénomène d'autoépuration." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10047.
Анотація:
Le phenomene d'autoepuration est considere ici dans le seul cas des composes polluants a caractere trophique apportes a des cours d'eau de faible dimension. Les resultats exposes ont ete obtenus plus particulierement sur l'albenche (savoie)
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Ouro-Boya, Boukari Sahidou. "Evaluation de l'état d'une eau de rivière par analyse multidimensionnelle utilisant des paramètres caractéristiques de la matière organique dissoute." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2255.
Анотація:
Cette étude a pour objectifs de montrer les possibilités offertes par l'ACP dans la description de l'état physico-chimique d'un cours d'eau et d'évaluer la contribution anthropique de la matière organique dissoute (MOD) à la dégradation de l'état d'une eau. S'appuyant sur un suivi analytique en 13 points de la Vienne, il a été montré que l'étude des corrélations bivariées permet la mise en évidence de perturbations du milieu par les rejets organiques. Diverses ACP ont permis de préciser avec une bonne objectivité l'état des eaux de la Vienne et leur évolution spatio-temporelle. Par ailleurs, la dispersion dans le plan ACP des individus représentatifs d'une même station peut être utilisée pour évaluer les perturbations liées aux apports anthropiques. Afin d'acquérir une meilleure connaissance de l'évolution de la MOD d'un cours d'eau, des investigations ont été menées sur l'étude des extraits de MO isolés à travers diverses techniques analytiques de caractérisationThis study aims to show the possibilities offered by the PCA in the description of the physicochemical quality of a river and to evaluate the anthropic contribution of the dissolved organic matter (DOM) to the degradation of this quality. Being based on an analytical follow-up in 13 stations of Vienne river, it was shown that the study of the bivaried correlations allows to reveal perturbations of the environment, by the organic discharges. Various PCA made it possible to specify with a good objectivity the spatial and temporal changes in water quality in Vienne river. In addition, dispersion in the PCA plan of the individuals representative of the same station can be used to evaluate the disturbances related to the anthropic contributions. In order to acquire a better knowledge of the evolution of the DOM of a rivers, research were carried out on the study of OM extracts isolated through various analytical techniques from characterization
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Zinflou, Corinne. "Élaboration d'une méthode d'analyse de la capacité de réparation de l'ADN : Application à une population exposée à l'arsenic via la consommation d'eau souterraine." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28407/28407.pdf.
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Gabelle, Cédric. "Étude de la contamination des sédiments par les métaux dans les canaux et rivières du Nord de la France." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2006/50376_2006_90.pdf.
Анотація:
Ce travail porte sur l'étude de la contamination métallique des sédiments. Il s'inscrit dans le cadre du programme de recherche INTERREG III STARDUST qui s'intéresse au devenir des contaminants métalliques dans les sédiments de la zone transfrontalière Franco-Belge. Des sédiments ont ainsi été prélevés sur les différents sites d'étude situés dans le bassin de l'Escaut. L'étude menée sur les sédiments de la Deùle a notamment permis de mettre en évidence une forte contamination par les métaux (Pb, Zn, Cd. . ) surtout au voisinage de l'ancienne usine Métaleurop. Cependant, ces sédiments ne semblent présenter un caractère toxique que dans la zone située à proximité de Métaleurop, en dehors de cette zone, la majorité des métaux "disponibles" est piégée dans les phases soufrées du sédiment. De plus, les études de remobilisation ont montré que les sédiments contaminés de Métaleurop ne relarguent pas de quantités importantes de métaux dans l'eau du canal. Il est même intéressant de constater que lors du mélange des scories et des sédiments avec l'eau du canal, une quantité importante des métaux relargués par les scories est piégée par les sédiments. Enfin, des techniques d'échantillonnage in situ basées sur la diffusion au travers d'un gel (DET et DGT) ont été utilisées sur les sédiments de l'Escaut et de la Lys afin de réaliser des profils de métaux et d'anions dans les eaux interstitielles à une échelle millimétrique. Ces résultats ont notamment permis de mettre en avant l'association de certains contaminants avec les phases porteuses du sédiment tels que les oxydes de fer et de manganèse permettant une meilleure compréhension des processus se déroulant à l'interface eau-sédiment.
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Laguionie, Philippe. "Mesures in situ et modélisation du transport des sédiments en rivière : application au bassin versant de la Vilaine." Rennes 1, 2006. http://www.theses.fr/2006REN1S160.
Анотація:
L'objet de ce mémoire est l'étude du transport des sédiments dans les rivières. Une analyse de la corrélation entre les flux d'eau et de sédiments est réalisée par une approche statistique, sur la base de chroniques de données journalières moyennes établies pour des bassins versants de superficies et lithologies différentes. A des échelles d'espace et de temps courtes, les processus physiques mis en jeu dans les phénomènes de transport sont abordés par la mesure en rivière de profils de vitesse et de concentration et par une approche rhéologique complémentaire. Les modèles théoriques sont confrontés aux mesures de terrain. In situ, la variabilité des paramètres mécaniques montre la nécessité d'utiliser des traceurs environnementaux pour intégrer les modes de transport des sédiments. Les travaux sont centrés sur les radioéléments Béryllium-7 et Iode-131. La méthodologie de traçage est développée et les résultats portent sur la cinétique de transport des sédiments dans la Vilaine.
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Cazelles, Bernard. "Modélisation d'un écosystème lotique : dynamique du carbone organique dissous et des microorganismes benthiques dans un cours d'eau cours." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10068.
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Garcia, Esteves Javier. "Géochimie d'un fleuve côtier méditerranéen : la Têt en Roussillon : Origines et transferts de matières dissoutes et particulaires de la source jusqu'à la mer." Perpignan, 2005. http://www.theses.fr/2005PERP0672.
Анотація:
L'objectif de ce travail est l'étude de la composition chimique et minéralogique des matières dissoutes et particulaires du fleuve Têt (Pyrénées-Orientales) afin d'étudier les sources de ces matières et de proposer des bilans détaillés concernant leur exportation vers la mer Méditerranée. Il s'agit de proposer un modèle du fonctionnement géochimique et hydrosédimentaire du fleuve. Ce modèle doit permettre de discriminer les éléments relevant de phénomènes naturels de ceux des activités humaines. L'approche scientifique est basée sur le déroulement d'un suivi hebdomadaire pendant une année hydrologique (2000-2001) et l'évolution de la composition de l'eau le long de 7 stations. Les observations ont permis d'identifier cinq sources qui contribuent à la composition de l'eau: l'atmosphère, le salage des routes, l'agriculture, les rejets urbains et l'altération chimique des roches. La contribution de chaque source à la charge dissoute a été quantifiée. Les flux de MES ont été calculés en établissant des modèles empiriques entre les concentrations et les débits, ce qui a aussi permis d'y coupler les flux de carbone particulaires. Tous ces flux sont perturbés par la sédimentation dans un lac-barrage au milieu du bassin et leur taux de rétention respectif a pu être estimé. Enfin, la distinction entre les flux naturels et anthropiques a conduit à l'élaboration d'un modèle de fonctionnement de l'érosion dans le bassin. Ce modèle permet d'une part, de distinguer la variabilité de l'érosion mécanique de celle de l'érosion chimique, et d'autre part, de distinguer la contribution de l'altération des roches silicatées de celle de l'altération des roches carbonatées à l'érosion chimiqueThe purpose of this work was the study of the chemical and mineralogical composition in the dissolved and particulate matter of the river Têt (Pyrénées-Orientales) in order to identify the major sources of these materials, and to propose detailed budgets with respect to their fluxes to the Mediterranean Sea. The main objective was to develop a geochemical and hydrosedimentological model that is able to distinguish between the part of the materials that come from natural sources, and the part that is released or retained by human activities. The scientific approach was constructed on a weekly survey during one hydrological year (2000-2001), from the headwaters down to the river mouth. The overall observations allowed the identification of five major sources that contributed to the material fluxes: rainfall, road salting, agriculture, urban waters and chemical rock weathering. For each source, the respective contributions were quantified. The particulate matter fluxes were determined by etablishing empirical models between the suspended matter concentrations and runoff, which also allowed a prediction of the carbon fluxes. All particulate matter fluxes were affected by the existence of a major reservoir lake and their retention rates in this lake could be estimated. The distinction between the natural and anthropogenic matter fluxes finally also allowed the proposition of a model about the functioning of a natural erosion that takes into account the spatial variability of the chemical and mechanical erosion in the basin, and that also distinguishes the contributions of silicate and carbonate weathering in the overall release of alkalinity to the river
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Msokar, Sawsan. "Étude de la matière organique dans deux écosystèmes estuariens : Les estuaires de la Seine et de l'Authie." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2003/50376-2003-61-62.pdf.
Анотація:
Ce travail est centré sur l'étude de la matière organique (acides gras et stérols essentiellement) dans deux sites particuliers : les estuaires de la Seine et de l'Authie qui se distinguent par leur niveau de contamination. Les acides gras et les stérols sont utilisés comme marqueurs géochimiques pour tenter de mieux appréhender l'origine et le devenir de la matière organique contenue dans les particules en suspension (présentes dans la colonne d'eau) et dans les sédiments prélevés dans les sites étudiés. Les principaux résultats tirés de ce travail peuvent se résumer par : (I) dans l'estuaire de la Seine (vasière nord, vasière de Oissel et la Baie de Seine), par une évolution verticale des teneurs en acides gras et en stérols est bien mise en évidence lors de l'étude de carottes sédimentaires et l'origine en est discuté ; les processus diagénétiques sont également discutés à partir des valeurs du rapport stanols/sténols ; (II) dans l'estuaire de l'Authie, le travail a principalement porté sur l'étude de l'évolution de la matière organique et des sels nutritifs au cours d'un cycle de marée.
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Pastor, Lucie. "Etude de l'impact des apports du Rhône sur la biogéochimie des sédiments du prodelta." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077069.
Анотація:
L'objectif principal de ce travail était d'étudier les processus biogéochimiques au sein des sédiments du prodelta du Rhône (France), et de contraindre les facteurs influant sur la minéralisation du carbone dans ce système hautement dynamique. L'utilisation de microélectrodes a permis l'obtention de profils haute résolution d'oxygène dissous et le calcul des flux diffusifs d'oxygène à l'interface eau/sédiment. En parallèle, des incubations de carottes sédimentaires ont été réalisées afin de mesurer les flux benthiques totaux d'oxygène dissous et de nutriments. A chaque station visitée, une carotte sédimentaire à été découpée sous atmosphère d'azote et les espèces dissoutes impliquées dans les processus de diagenèse précoce (Fe²+, Mn²+, H^S, NOs⁻, NH₄⁺, PO₄³⁻, DOC, DIC, SO4²⁻) ainsi que les principales caractéristiques de la phase solide (porosité, Mn, Fe, P, Corg et Cinorg, N) ont été mesurées. Les données de terrain ont au couplage d'un modèle numérique diagénétique afin de quantifier les processus de minéralisation, ainsi que les flux de dégradation et d'enfouissement du carbone organique. Les résultats montrent une influence marquée des apports du Rhône sur les taux de minéralisation oxique et anoxique. L'influence du Rhône au niveau sédimentaire est néanmoins restreinte à la zone du prodelta. Qualitativement, les apports du Rhône, bien que majoritairement d'origine terrigène, sont constitués de matière organique réactive avec des taux de dégradation élevés (22-29 an⁻¹). Quantitativement, le fort taux de sédimentation dans la zone du prodelta est responsable d'un enfouissement rapide couplé à des processus intenses de dégradation anaérobie (e. G. Réduction des sulfates). Une précipitation intense des produits de la diagenèse précoce a été mis en évidence (>98%), ainsi que l'occurrence de réactions secondaires et transitoire, avec notamment de la nitrification anaérobie après un dépôt de sédiments riches en matière organique. Les apports puisés du Rhône ont des compositions variables qui vont de ce fait influencer le devenir de la matière organique. L'occurrence d'une crue du Rhône en Juin 2008 a été responsable d'un apport massif de matière particulaire (5. 4 106 tC en 10 jours, dépôt de crue dans le prodelta d'environ 30 cm). La réponse immédiate du système a pu être observée, et s'est traduite par (1) une rapide migration du front redox (quelques heures), (2) une diminution des consommations en oxygène (20-30%), (3) la réduction des oxydes de fer authigènes à l'ancienne interface eau/sédiment et (4) une accumulation significative de manganèse dissous au sein du dépôt de crueTThe main purpose of this work was to study the biogeochemical processes in sediments from the Rhône prodelta area (France), and to assess which parameters are likely to control the carbon mineralization within this highly dynamic System. Microelectrodes were used to measure high-resolution sediment profiles of oxygen and calculate the corresponding diffusive fluxes through the water/sediment interface. In parallel, sediment cores incubations were assessed to directly measure the benthic fluxes of oxygen and nutrients. Core slicing under nitrogen atmosphere allowed for the determination of several dissolved species (Fe²+, Mn²+, H^S, NOs⁻, NH₄⁺, PO₄³⁻, DOC, DIC, SO4²⁻) together with solid phase characteristics (porosity, Mn, Fe, P, Corg et Cinorg, N). These measurements were combined with a numerical diagenetic model to quantify the mineralization processes together with fluxes of degraded organic carbon and its burial. Results show that respiration processes are largely influenced by the Rhône River particulate inputs. This influence in terms of particulate export is restricted to the prodelta area. The organic matter from the Rhône River is composed of fresh terrestrial material as indicated by high first-order degradation constants (22-29 yr⁻¹). The high sedimentation rates are mainly responsible for the massive burial of carbon, together with an intense anaerobic degradation (e. G. Sulfate reduction). Precipitation of diagenetic products was evidenced (>98%) as well as secondary and transitory reactions like the anaerobic nitrification after the deposition of an organic-rich layer. The pulsed inputs of the Rhône River have some compositional differences that may lead to changes in mineralization rates. A flood of the Rhône River occurred in June 2008 and delivered a significant amount of new particulate matter (5. 4 106 tC in 10 days leading to a ~30 cm flood deposit in the prodelta). An immediate response of the prodeltaic System was observed, with (1) the rapid migration of the redox front (in a few hours), (2) a drop in oxygen consumption (20-30%), (3) the reduction of authigenic iron oxides at the old sediment/water interface and (4) a massive production of dissolved manganese within the flood deposit
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Portuguez, Etienne. "Gouttes millimétriques d'eau en milieu confiné : comportement au cours du séchage." Thesis, Limoges, 2016. http://www.theses.fr/2016LIMO0130/document.
Анотація:
Ce travail vise à améliorer la compréhension des mécanismes particuliers du séchage des matériaux céramiques. Cette étape est cruciale lors de la création d’une pièce. En effet, outre l’optimisation de la composition de l’échantillon, la température ainsi que l’humidité relative doivent être contrôlées afin que la perte de masse et le retrait n’entraînent pas l’apparition de contraintes pouvant mener à la création de fissures qui, suite à un traitement thermique, endommageront la pièce finale. Dans un premier temps et après une présentation des différents mécanismes connus du séchage, cette thèse met en avant un ensemble de montages conçus au sein d’une enceinte climatique instrumentée. À l’aide de ces derniers,une première étude portant sur le comportement en température et en humidité du liquide de façonnage seul est réalisée. Ce liquide a ensuite été introduit entre deux substrats identiques et parallèles pour reproduire le cas d’un ménisque au sein d’une porosité. Les contacts hydrophiles et hydrophobes ont alors été étudiés. Enfin, des expériences de séchage ont été menées sur des matériaux céramiques afin de corréler les différentes observations. Les résultats obtenus démontrent l’importance d’un compromis dans le choix des paramètres de séchage. La température et l’humidité relative influencent non seulement la cinétique du procédé lors du départ de l’eau, mais modifient également le contact avec la phase solide de la pièce céramique. En fin de séchage, la rupture des ponts liquides est brutale et peut expliquer certains phénomènes macroscopiques observés lors du séchage de pièces de tailles industriellesThis work aims at improving the understanding of the specific mechanisms of the drying of ceramic materials. This step is crucial when manufacturing a piece. Indeed, besides the optimization of the sample composition, the temperature and the relative humidity have to be controlled so that the weight loss andthe shrinkage do not cause any stress development, leading to cracks formation which can damage the final piece after a heat treatment. After a presentation of the different known drying mechanisms, this thesis highlights a set of measuring benches conceived within an instrumented climatic chamber. A firststudy concerning the behavior of the shaping liquid as a function of temperature and relative humidity isrealized. Then, this liquid is inserted between two parallel and identical substrates in order to reproduce the case of a liquid bridge within a pore. The hydrophilic and hydrophobic contacts are then studied.Finally, drying experiences are carried out on ceramic materials to correlate the different observations.The obtained results demonstrate the importance of a compromise when selecting the drying parameters.The temperature and the relative humidity not only influence the kinetics of the process during the liquiddeparture, but also modify the contact with the solid phase of the ceramic piece. At the end of drying, the rupture of liquid bridges is brutal and can explain some macroscopic phenomena observed when dryinglarge pieces
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Daniel-David, Delphine. "Etude du mécanisme de désémulsification des émulsions de type eau dans pétrole brut par des polymers siliconés." Compiègne, 2006. http://www.theses.fr/2006COMP1636.
Анотація:
Des émulsions stables de type eau dans huile se forment lors de la production de pétrole brut. Les asphaltènes du pétrole créent un film viscoélastique empêchant les gouttelettes d'eau de coalescer. La séparation de l'eau par l'ajout de tensioactifs est indispensable avant l'étape du raffinage. Notre étude a consisté à comprendre l'action de copolymères siliconés efficaces. Le copolymère choisi a d'abord été caractérisé à l'interface eau/air afin de cerner son comportement en l'absence des molécules du pétrole. Ensuite, afin d'élucider le mécanisme de désémulsification, plusieurs techniques ont permis d'étudier les interactions entre les asphaltènes et le copolymère. Le mécanisme retenu est le suivant: le copolymère s'adsorbe à l'interface eau/pétrole pour laquelle il a beaucoup d'affinité en se logeant dans les imperfections du réseau asphalténique. Il repousse ensuite les asphaltènes affaiblissant ainsi le film interfacial et provoque la coalescence des gouttelettes d'eauViscoelastic films of aggregated asphaltenes prevent the coalescence of water droplets in water -in-oil emulsions formed during crude oil exploitation. Demulsifying surfactants are used to promote phase separation before oil refining process. The aim of this PhD thesis is to explain a destabilization mechanism for a silicone polyether copolymer, by relating its structure to its performance. The copolymer was first characterized at the air/water interface in order to understand its adsorption without the presence of the indigenous crude oil components. Various techniques have been used to elucidate the destabilisation mechanism by the copolymer. The proposed destabilisation mechanism is as follows : the copolymer first adsorbs at the crude oil water interface into packing defect sites due to its high affinity for the oil water interface. Then, the copolymer molecules disrupt the asphaltene network, allowing the coalescence of water droplets
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Molenat, Jérôme. "Rôle de la nappe sur les transferts d'eau et de nitrate dans un bassin versant agricole : étude expérimentale et modélisation." Rennes 1, 1999. http://www.theses.fr/1999REN1A004.
Анотація:
La pollution diffuse d'origine agricole est à l'origine de problèmes sanitaires et environnementaux liés à la détérioration de la qualité des eaux de surface. La maîtrise de cette pollution nécessite d'atteindre une connaissance fine, à toutes les échellesde temps, du transfert des éléments polluants transportés par l'eau. Ce travail a pour objectif d'établir le ou les temps de transfert du nitrate dans un bassin versant élémentaire. Il s'agit de connaître les réservoirs et les mécanismes responsables des variations saisonnières ,et pluri-annuelles des concentrations en nitrate dans la rivière. L'étude des dynamiques hydrologiques de trois bassins versants agricoles (Kervidy, Mélarchez, Mercube) a été réalisée à partir d'observations globales (pluie, débit). Une méthode basée sur la représentation spectrale des séries temporelles d'observations a été reprise et développée. Ainsi, par cette méthode, les parts respectives des contributions de la nappe et de l'écoulemênt rapide aux débits de la rivière sont établies. Le modèle d'écoulement en nappe et ses paramètres sont également définis. Cette méthode a été étendue à l'identification des modèles de transfert de nitrate. Une étude expérimentale a été mise en oeuvre. Trois transects du bassin versant de Kervidy (Morbihan, Bretagne) ont été équipés de piézomètres pour observer la nappe d'altérite. Les niveaux piézométriques ont été mesurés et un échantillonnage de la nappe a été réalisé afin d'analyser les teneurs de l'eau en nitrate, sulfate et chlorure. Ces observations ont permis de préciser l'hydrodynamique de la nappe et d'identifier ses principaux traits chimiques. Un schéma de fonctionnement du transfert de nitrate dans le bassin versant à l'échelle inter-mensuelle est proposé à la suite de l'analyse et de l'interprétation de l'ensemble des observations. Un modèle numérique spatialisé du fonctionnement de la nappe du bassin versant de Kervidy a été établi sur la base des observations et des connaissances acquises à la suite du travail de terrainAgricultural non-point-source pollution is a major source of sanitary and environmental water quality problems. Control requires a detailed knowledge, at all time scales, of pollutant transfer in surface and subsurface runoff. This thesis aims to establish transfer times for nitrate in a simple catchment, through an understanding of the reservoirs and mechanisms responsible for seasonal and multi-annual variations in river nitrate levels. The hydrological dynamics of three agricultural catchments (Kervidy, Mélarchez and Mercube) have been studied from measurements of total rainfall and discharge. An existing method based on sepectral analysis of time series has been further developed to sperate groundwater and storm discharge contributions. This analysis provides the parameters for a groundwater model, which has been extended to model nitrate transfer. A catchment experiment has been set up at Kervidy (Morbihan, Brittany). Piezometers, installed along three slope catenas, monitor water level and sample the concentration of nitrate, sulphate and chloride in the groundwater. These measurements have been used to identify the water table dynamics and chemistry. Seasonal variations in nitrate pathways have been interpreted from the analysis of these data. The field study has also been used to set up a distributed numerical model for groundwater behaviour in the Kervidy catchment
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Zhang, Guorong. "Étude et maîtrise de la qualité d'eau de la ressource à la distribution à Macao." Paris 12, 1992. http://www.theses.fr/1992PA120056.
Анотація:
Dans le cadre de la maitrise de la qualite de l'eau distribuee a macao, nous avons realise une etude complete portant sur la ressource, le traitement et la distribution. La qualite d'eau a la ressource est fortement influencee par l'eau de mer pendant la saison seche. Une bonne gestion par le stockage dans des reservoirs permet de maintenir une qualite constante de l'eau brute; de plus, la qualite de l'eau est globalement amelioree par ce stockage. Les gouts et odeurs sont le probleme principal dans les eaux de macao. Une approche analytique et statistique a permis de mettre en evidence des correlations entre des descripteurs organoleptiques et des composes organiques. A l'echelle pilote, un traitement d'ozonation suivi d'une filtration sur cag permet d'ameliorer la qualite organoleptique. A macao, la forte concentration en chlore utilisee en desinfection finale peut masquer certains gouts present dans l'eau. Cette hypothese a ete confirmee par des experiences. Afin de maitriser la qualite de l'eau distribuee, il est important de gerer les residuels de chlore dans le reseau. La prediction des residuels de chlore simulee par le logiciel piccolo-qualite concordent bien avec les analyses effectuees sur le reseau de macao. Ce logiciel constitue donc un outil efficace pour la modelisation et la gestion des concentrations en chlore residuel en chaque point du reseau
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Lucia, Magali. "Analyse de la contamination polymétallique des oiseaux aquatiques : Etude expérimentale de la bioaccumulation du cadmium, réponses adaptatives et effets toxiques associés." Pau, 2009. http://www.theses.fr/2009PAUU3039.
Анотація:
Tout au long de leur vie, les oiseaux évoluent dans un environnement dont l’anthropisation est souvent à l’origine de source de contamination par de multiples agents exogènes. Cette étude avait pour objectif, parmi toutes ces contaminations potentielles, d’évaluer et de comprendre les effets des métaux sur les oiseaux aquatiques tant d’un point de vue environnemental qu’expérimental. Ainsi, les populations d’oiseaux localisées dans les zones humides du Sud-ouest de la France ont été échantillonnées. La mise en place de ce travail de terrain a été d’autant plus importante sur un plan régional, qu’une contamination chronique par le cadmium des eaux et des sédiments de l’estuaire de la Gironde a été répertoriée. Cet échantillonnage a permis d’identifier les principaux métaux accumulés par les espèces résidant ou migrant dans cet écosystème impacté. Un intérêt particulier a été porté à la compréhension des facteurs impliqués dans les fluctuations des niveaux observés entre espèces. En parallèle de ce travail, des études plus spécifiques visant à évaluer la bioaccumulation du cadmium et les effets toxiques associés ont été réalisées. Ces études expérimentales ont permis d’examiner les différences interspécifiques en ce qui concerne les réponses mises en place suite à une exposition au cadmium. Ainsi, la cinétique de contamination menée sur deux espèces de palmipèdes, Anas platyrhynchos et Cairina moschata, a démontré des divergences marquées entre espèces dans l’accumulation du métal et la mise en place de systèmes de détoxication tels que les métallothionéines. Une étude complémentaire a également été menée afin d’évaluer les incidences du cadmium sur le métabolisme lipidique de ces organismes. Ce métabolisme procurant les réserves énergétiques fondamentales lors de la préparation à une migration ou à une période de reproduction, est apparu altéré à plusieurs niveaux par le cadmium. Ainsi, le métal est à l’origine de modifications tant dans la synthèse des acides gras au niveau du foie que dans le transfert et le stockage des lipides dans les tissus périphériquesThroughout their life, birds evolve in environments where anthropogenic pressures could be at the origin of numerous pollutions. The current study aimed, among all these potential contaminations, to assess and understand toxic effects of metals on aquatic birds at environmental and experimental scales. To address these issues, bird populations situated on wetlands of the Southwest Atlantic coast of France have been sampled. The implementation of this field study was in relation with the longstanding contamination of water and sediment reported on the Gironde estuary. This sampling enabled to determine the main metals accumulated by inhabiting or transient species of this impacted ecosystem. This work also aimed to identify factors involved in variation of observed levels between species. In parallel, studies have been performed to assess cadmium bioaccumulation and associated toxic effects in two species of aquatic birds. This experimental work enabled the comparison of interspecific responses related to cadmium exposure. Thus, kinetic of contamination led on Anas platyrhynchos and Cairina moschata demonstrated marked discrepancies between species for metal accumulation and implementation of detoxification process such as metallothioneins. A complementary study was also performed to assess cadmium impairment on lipid metabolism of birds. This metabolism providing essential energetic reserves during migration or reproduction was affected by the metal at different levels. Cadmium triggered both modifications of fatty acids synthesis in liver and changes in lipids transfer and storage in peripheral tissues
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Denison, Francis. "Spéciation de l'uranium (VI), modélisation, incertitude et implication pour les modèles de biodisponibilité : application à l'accumulation dans les branchies chez un bivalve d'eau douce." Aix-Marseille 1, 2004. http://www.theses.fr/2004AIX11023.
Анотація:
Les effets de différentes compositions de solution sur les interactions entre l'uranium (VI) et des branchies disséquées du bivalve ont été étudiés. Une réduction significative de l'accumulation de l'uranium a été observée en augmentant les concentrations de citrate et carbonates, ligands complexant de l'uranium. Des cinétiques de saturation en fonction de la concentration d'uranium ont été observées à pH 5,0, ce qui indique que l'accumulation d'uranium est un processus facilité, impliquant probablement un ou plusieurs transporteurs transmembranaires. Une modification réduite de l'accumulation d'uranium a été constatée en fonction du pH (facteur de 2 environ), en dépit de modifications importantes apportées à la spéciation en solution de l'uranium sur la plage de pH étudiée (5,0-7,5). Ce comportement est interprété en fonction des modifications prédites de la spéciation en solution de l'uranium et en intégrant l'effet de l'incertitude associée aux constantes de formation utilisées.
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Foucher, Delphine. "Géochimie du mercure dans des sédiments estuariens et côtiers : cas de la Seine (France) et de la baie de Kaštela (Croatie)." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2002/50376-2002-333.pdf.
Анотація:
La distribution et la spéciation du mercure (mercure total et monométhylmercure) ont été étudiées sur les différentes phases (solide ,et eau interstitielle) de sédiments estuariens (Seine, France) et côtiers (baie de Kastela, Croatie). Les sédiments de la baie de Kastela sont fortement contaminés (4. 0 à 65. 0 mg Hg. Kg-1) par l'activité d'une usine de production de chlore et de soude. Les sédiments des vasières d'eaux douces (vasière de Oissel) et salines (vasière Nord) de l'estuaire de la Seine présentent des teneurs plus faibles (0. 1 à 2. 2 mg. Kg-1), témoignant d'une contamination moyenne d'origine industrielle et agricole. Une étude approfondie des carottes prélevées pour ces trois systèmes aquatiques, nous a permis de mettre en évidence l'influence des cycles du soufre et du carbone sur la répartition et l'abondance du mercure total et du monométhylmercure dans les différentes phases de la colonne sédimentaire, ainsi que d'estimer les facteurs contrôlant la méthylation du mercure dans ces sédiments. Enfin une autre partie de ce travail a été consacrée à la mise au point d'extractions spécifiques permettant d'isoler et de déterminer les parts relatives de mercure réactif et de mercure sous forme de cinabre et / ou métacinabre (HgS) présentes dans les sédiments.
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Jouniaux, Laurence. "Les effets électriques liés aux circulations d'eau dans les roches." Habilitation à diriger des recherches, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00137155.
Анотація:
Compréhension et quantification du phénomène de l'électrofiltration dans les roches, signaux précurseurs de la rupture, applications aux zones volcaniques et aux zones de subduction - Conversions sismo-électromagnétiques.Mes thèmes de recherche concernent donc principalement les effets électriques liés aux circulations d'eau dans les roches. Les signaux électriques induits par les circulations d'eau sont appelés effets d'électrofiltration ou électrocinétiques et sont dus à la présence d'ions dans l'eau pouvant créer un courant électrique. Ce courant électrique engendre lui-même un champ magnétique. Ces effets reflètent principalement l'interaction électrique entre la roche et l'eau (appelée double- ou triple-couche électrique). En présence d'eau, des réactions chimiques et physiques se produisent à l'interface entre la roche et l'eau, dont il résulte un excédent d'ions négatifs liés à la roche, et par suite, un excédent d'ions positifs sur une couche de faible épaisseur au voisinage de l'interface, le reste du fluide restant neutre [voir Fig. B1 de Guichet et al., GJI, 2006]. Lorsque le fluide est en mouvement, ces ions positifs sont entraînés et engendrent ainsi un courant électrique, dit courant électrique de convection. Ce courant est contre-balancé par un courant de conduction (loi d'Ohm), et il en résulte une différence de potentiel électrique, on parle de potentiel d'électrofiltration ou potentiel électrocinétique.
La différence de potentiel électrique ainsi générée est proportionnelle au gradient de pression d'eau, ce qui en fait une méthode de choix pour la détection des circulations d'eau en subsurface. Les mesures en laboratoire sont effectuées de l'échelle centimétrique à l'échelle métrique et sont nécessaires pour contraindre les modèles de calcul des champs électriques et magnétiques induits par les circulations de fluides dans la croûte. Il est à noter que sur le terrain, les Potentiels Spontanés (PS), c'est-à-dire les potentiels électriques mesurés passivement entre deux électrodes, dont les mesures se sont largement développées ces dix dernières années, peuvent être induits par une circulation d'eau (soumise à une force liée à un gradient de pression), mais aussi par un flux de chaleur (soumis à une force liée à un gradient de température), ou encore par un gradient de concentration chimique. Ceci peut se voir dans les relations des flux couplés [Onsager, 1931 ; Sill, 1983] où chaque flux Ji (flux électrique, flux hydrique, flux de chaleur, flux de matière) est lié aux forces Xj (gradient de potentiel électrique, de pression hydrique, de température, de concentration) à travers les coefficients de couplage Lij. Pour ma part, j'ai concentré mes recherches sur une meilleure quantification du champ électrique lié aux circulations d'eau dans les roches. Le coefficient de couplage électrocinétique ou d'électrofiltration, , peut-être mesuré en laboratoire. Il est à noter que le coefficient d'électrofiltration ne dépend pas en principe de propriétés telles que porosité ou perméabilité, ce qui amène le gradient de pression hydrique à jouer le premier rôle dans la génération des potentiels d'électrofiltration [pour plus de détails on peut consulter le paragraphe " Electrokinetic Phenomena " de Jouniaux and Pozzi, JGR, 1997, et l'appendice B de Guichet et al., GJI, 2006].
Cette thématique de recherche a donc un intérêt potentiel, et déjà en partie éprouvé, pour la détection à distance et la caractérisation des fluides dans le sous-sol. La communauté scientifique essaie de développer son potentiel en tant qu'outil d'imagerie, d'une part dans le domaine des ressources en eau : profondeur de nappe aquifère, suivi de transferts hydrauliques, caractérisation des flux contaminés, et d'autre part dans le domaine de la géophysique des réservoirs : détection d'hydrocarbones grâce aux conversions sismo-électromagnétiques.
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El, Mostafa Benmoussa. "Ecologie des communautés périphytiques : étude en laboratoire et en milieu naturel des conditions de développement et des caractéristiques de fonctionnement de trois types de biodermes." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30279.
Анотація:
Cette recherche concerne l'etude de l'ecophysiologie des communautes periphytiques. L'heterogeneite des milieux colonises par ces micro-organismes, qui sont parfois inaccessibles, nous a incite a developper un dispositif original permettant leur culture en laboratoire. Cette technique a ete utilisee: (1) pour rechercher un procede permettant la limitation de la croissance des communautes periphytiques qui se developpent sur les parois internes des aerorefrigerants des centrales nucleaires ; (2) pour evaluer les potentialites de production des communautes periphytiques qui poussent au voisinage des points d'emergence de l'eau des stations thermales. Les resultats obtenus ont demontre l'efficacite de cette technique pour la reproduction des communautes periphytiques et son grand interet pour la realisation des tests de toxicite et des bioessais en laboratoire. Des modifications apportees a ce dispositif ont permis par la suite d'elaborer un systeme capable de mesurer en meme temps et avec le minimum de perturbation, l'activite photosynthetique, respiratoire et denitrifiante associee aux communautes periphytiques. Ces activites ainsi que les parametres caracterisant la biomasse des communautes periphytiques qui se developpent sur le lit de la riviere garonne ont ete suivis durant les etiages hivernal et estival dans trois secteurs differents. Ce suivi a permis de demontrer d'une part, l'importance de l'etude de cette dynamique pour l'evaluation de la qualite de l'eau des differents secteurs. D'autre part, il a permis de mettre en evidence l'activite denitrifiante qui s'opere au sein de ces communautes et d'evaluer sa contribution dans l'auto-epuration azotee de la riviere
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Millet, Pierre. "Modélisation du transfert et du transport de composés organiques des matériaux dans l’eau potable : Applications aux réseaux d’eau intérieurs." Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie, 2017. http://www.theses.fr/2017ENCR0039.
Анотація:
Le Code de la Santé Publique fixe les exigences sur la qualité de l’eau au point d’usage et les matériaux utilisés au contact de l’eau sont soumis à l’obtention d’une Attestation de Conformité Sanitaire. Toutefois des cas de dégradation organoleptique de l’eau subsistent aux points d’usage des consommateurs. Une revue bibliographique a montré que la dégradation organoleptique de l’eau pouvait être causée par la présence de composés provenant des matériaux organiques constituant les réseaux intérieurs. Un modèle à compartiments développé modélise le transfert et le transport des composés organiques des matériaux dans l’eau. Ce type d’approche permet de coupler l’étude du transfert de composés organiques des matériaux dans l’eau et l’étude de l’hydrodynamique dans les réseaux intérieurs. Son application donne la possibilité i)- d’observer l’impact des conditions opératoires dynamiques sur la concentration en composés organiques au point de puisage ii)- de réaliser des diagnostics de réseaux pour éviter les désagréments au point d’usage et encore iii)- de quantifier les composés organiques acheminés au point d’usage dans des scénarios de puisage complexes. L’étude du transfert de composés organiques en condition dynamique a permis de montrer que la température de l’eau, l’agitation turbulente et la durée d’utilisation du matériau organique avaient un impact sur les cinétiques de migration de composés organiques. Toutefois, les expériences réalisées à l’aide du modèle à compartiments ont indiqué que la contribution de la migration en mode dynamique était négligeable devant la contribution en mode statique. En revanche, il a été vu que l’hydrodynamique pouvait avoir un impact important sur la qualité de l’eau au point de puisage notamment à cause de phénomène d’intercommunication. Enfin, l’élaboration de scénarios complexes basée sur les habitudes alimentaires des consommateurs au robinet a montré la corrélation entre les pratiques de consommation des usagers et la quantité de composés organiques ingérée. Cette démarche peut s’inscrire dans des approches de type Valeur Toxicologique de Référence basées sur la prédiction de la quantité de composés chimiques ingérés quotidiennementThe French Public Health Code sets out the requirement on tap water quality and the materials used in the contact of drinking water are subject to the Attestation of Sanitary Conformity. However, organoleptic degradation can remain in tap water. A bibliographic study has shown that organoleptic degradation could be caused by the presence of chemicals migrating from materials and by complex hydrodynamic phenomenon. A compartmental model has been developed. It models the transfer and the transport of chemicals from materials to water. This approach allows to combine the study of transfer of chemical from the material and the study of hydrodynamics in private water installations. It provides the opportunity i)- to observe the impact of dynamic operating conditions on the concentration of chemicals in tap water ii)- to make diagnostics of the installation to avoid disagreements and iii)- to study the quantity of chemicals deliver in tap water in function of consumption habits of the users. The study of chemicals transfer phenomenon in dynamic conditions has shown the impact of water temperature, turbulent agitation and duration of the use of materials on migration kinetics of chemicals. However, the experiences made with compartmental model have indicated that the leaching of chemicals in dynamic conditions was negligible compared with the leaching of chemicals in static conditions. Indeed, the static contact time is far more important that the dynamic one. However, it has been shown that the hydrodynamics could have a significant impact on tap water quality, particularly due to exchanges between different parts of the networks. Finally, the complex scenario development based on consumption habits of the users have shown that the quantity of chemicals ingest by the consumers were strongly dependant of the consumption behaviour of the users. The approach could be a part of a process like the threshold of toxicological concern based on the prediction of the daily quantities of chemicals ingest
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Hachgenei, Nico. "Transfert d'eau et de résidus pharmaceutiques vétérinaires dans un bassin versant agricole de méso-échelle soumis aux crues éclairs." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2022. http://www.theses.fr/2022GRALU007.
Анотація:
Ce travail se concentre sur le transfert environnemental des résidus de médicaments vétérinaires qui pénètrent dans l'environnement via les excréments des animaux traités. Il est étudié dans les conditions d'un bassin versant à méso-échelle sous climat méditerranéen avec une agriculture extensive.Dans un premier temps, lors d’entretiens avec des éleveurs 14 composés pharmaceutiquement actifs (PhAC) ont été identifiés comme étant systématiquement utilisés dans le bassin versant, dont 10 antiparasitaires. Les antibiotiques n'étaient utilisés de manière significative que pour les chèvres. Nous avons choisi l'Ivermectine (IVM) comme molécule représentative de ces médicaments antiparasitaires et nous avons fait des expériences de transfert sur ce composé.Pour ces expériences, nous avons mis au point un dispositif permettant de prélever des monolithes de sol intacts et de les soumettre à des pluies simulées. Des bouses de vaches non traitées ont été dopées à une concentration réaliste telle que rapportée dans la littérature et placées sur le sol. Des événements pluvieux intenses consécutifs ont été simulés et le ruissellement de surface (OF) ainsi que le flux de drainage ont été mesurés et échantillonnés à haute fréquence. Des valeurs de concentration allant jusqu'à 3855 ng L-1 ont été observées dans l'OF. La concentration dans le flux de drainage était significativement réduite dans les sols provenant de la de la partie sédimentaire du site d'étude 150 ng L-1. Sur les sols du plateau basaltique du Coiron, l'hydrophobicité du sol a conduit à un fort écoulement préférentiel et la concentration d'IVM n'a pas été substantiellement réduite au passage à travers le sol. D'un autre côté, une humidité initiale du sol plus élevée a conduit à une rétention accrue de l'IVM à la fois par le drainage et par l'OF. En général, plus d'OF et une plus grande exportation d'IVM ont été observées sur les sols du plateau du Coiron. A cette échelle, l'hydrophobicité du sol semble jouer un rôle important dans la génération de l'OF.Enfin, afin de relier ces résultats à l'échelle du bassin versant et à la problématique globale de transfert des résidus pharmaceutiques vers les masses d'eau de surface, un modèle hydrologique conceptuel semi-distribué a été développé à l'échelle du bassin versant de la Claduègne afin d'estimer les distributions de temps de transit (TTD) sur un pas de temps horaire à l'aide de fonctions SAS et de suivi d'âge. Le modèle a été calibré par rapport au débit observé, à la concentration en silice et au rapport isotopique en deutérium de la molécule d'eau à l'exutoire. Le modèle prédit des fractions allant jusqu'à 60 % du débit à l'exutoire d'un âge inférieur à un jour pendant les événements de crue majeurs. Sur l'ensemble de la période d'observation, cette fraction représente 8.4 % de l'écoulement total. En moyenne, 25 % du volume d'eau sortant du bassin versant a un âge inférieur à 30 jours.L'analyse de quelques échantillons d'eau de ruisseau de la Claduègne pour trois produits pharmaceutiques vétérinaires a révélé que le Fenbendazole (FBZ) et le Mebendazole (MBZ) étaient présents à des concentrations détectables uniquement en période de crue, ce qui indique une forte importance de l'écoulement préférentiel pour leur transfert dans les ruisseaux. Des concentrations de l'antiparasite porcin FBZ allant jusqu'à 28.5 ng L-1 ont été observées lors d'un petit événement de crue en été, ce qui correspond à 355 fois la concentration prédite sans effet (PNEC) pour les poissonsThis work focuses on environmental transfer of residues of veterinary drugs entering the environment via dung from treated animals. It is studied under the conditions of a meso-scale catchment under Mediterranean climate with extensive agriculture.In a first step, interviews with livestock breeders were conducted to identify the treatment practices. 14 pharmaceutically active compounds (PhAC) were identified to be systematically used in the catchment, 10 of which antiparasitic drugs. Antibiotics were of significant use only for goats. We chose Ivermectin (IVM) as a representative molecule for those antiparasitic drugs and did further transfer experiments on this compound.For these experiments, we developed a device to sample intact soil monoliths and subject them to simulated rainfall. Dung from untreated cows was spiked to a realistic concentration (3 mg kg−1) as reported in literature and placed on the soil. Consecutive intense rain events were simulated and surface runoff and drainage flow were measured and sampled at high frequency. Concentration values of up to 3855 ng L−1 were observed in overland flow (OF). The concentration in drainage flow was significantly reduced in soils from the sedimentary foothills part of the study site (< 150 ng L−1). On soils from the Coiron basaltic plateau, water repellency led to strong preferential flow and the concentration of IVM was not substantially reduced by leaching through the soil. Higher initial soil moisture led to increased retention of IVM through both drainage and OF. Overall, up to 1 % of the initial mass of IVM was exported during two consecutive rain events. In addition, we could show that drying of cow dung effectively reduces the mobilization of IVM. In general, more OF and a higher export of IVM were observed on soils from the Coiron plateau. On this scale, soil water repellency (SWR) seems to play a substantial role in the generation of OF.Finally, in order to link those results to the catchment scale and the overall problematic of transfer of pharmaceutical residues to surface water bodies, a semi-distributed conceptual hydrological model was developed on the scale of the Claduègne catchment using SAS functions and age tracking in order to estimate transit time distributions (TTD) on an hourly time step. The model was calibrated against observed discharge, silica concentration and deuterium isotope ratio of the water molecule at the outlet. The model predicts fractions of up to 60 % of discharge at the outlet of an age below one day during major flood events. Over the whole observation period, this fraction represents 8.4 % of the total runoff. In average, 25 % of the discharge are less than 30 d old.The analysis of a few stream water samples from the Claduègne catchment for three veterinary pharmaceuticals revealed that Fenbendazole (FBZ) and Mebendazole (MBZ) were only present at detectable concentrations throughout flood events, indicating a strong importance of preferential flow for their transfer into the streams. Concentrations of the pork antiparasitic FBZ of up to 28.4 ng L-1 were observed during a small flood event in summer, which is 355 time the predicted no effect concentration (PNEC) for fish.This thesis shows that high amounts of IVM can be mobilized from cow dung and transferred through and over soil at the plot-scale, despite the fact that IVM is generally considered immobile due to its hydrophobicity and therefore strong adsorption to the soil's organic matter. The highest mobilization of IVM was observed under the condition of intense precipitation on dry soil due to water repellency causing strong preferential flow (including OF). Preliminary results on the catchment scale suggest that this mechanism may as well be effective on this scale, despite the smaller amplitude of the hydrological response. An age tracking model reveals a high fraction of event water in the discharge at the Claduègne outlet during major flood events
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Lenoble, Véronique. "Elimination de l'Arsenic pour la production d'eau potable :oxydation chimique et adsorption sur des substrats solides innovants." Phd thesis, Université de Limoges, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00105947.
Анотація:
L'arsenic est un métalloïde se rencontrant naturellement sous forme de trace dans de nombreux sols. Les activités anthropiques(agriculture, extraction et exploitation de minerais principalement) ont conduit à son accumulation dans l'environnement.
L'abaissement à 10 µg/L de la limite de qualité pour l'arsenic dans l'eau de consommation pose la question de l'efficacité des
traitements existants. De nouvelles techniques plus performantes d'élimination de l'arsenic sont donc de plus en plus
nécessaires. L'objectif de ce travail est de développer de nouvelles méthodes d'analyses de l'arsenic, fiables et utilisables sur le
terrain, ainsi que des méthodes simples d'élimination de l'arsenic, de mise en œuvre facile et applicables à de petites unités de
traitement comme celles rencontrées en zones à habitat dispersé (débit < 10 m3/h).
L'adsorption de As(III) et As(V), méthode répondant aux critères précédemment définis, a été étudiée. Tout d'abord des
supports classiques ont été considérés : des (oxy)hydroxydes de fer; puis des supports innovants : des argiles pontées dérivées
d'une montmorillonite. Celle-ci a été modifiée par différents polycations (fer, titane et aluminium) de façon à créer des sites
favorables à l'adsorption. L'adsorption a été réalisée selon différentes conditions, et dans des milieux plus ou moins complexes.
Il s'avère que les (oxy)hydroxydes de fer fixent plus d'arsenic que les argiles pontées, tant sous la forme As(III) que As(V).
Néanmoins, l'étude de la désorption a montré que l'argile pontée au fer était le seul support régénérable quasiment à 100%.
Connaissant les différences de comportement selon la nature des espèces de l'arsenic inorganique As(III) et As(V), l'oxydation
de As(III) par différents oxydants usuels a été l'objet d'une partie de l'étude. Les oxydants testés sont H2O2, NaOCl, FeCl3,
KMnO4 et MnO2(s), couramment employés dans les traitements. De façon à quantifier la capacité oxydante de ces réactifs, une
méthode colorimétrique a été développée. Celle-ci, facilement transposable sur le terrain, peut être appliquée aux eaux peu
chargées en phosphate avec une limite de quantification de 20 µg As/L. Il s'avère que les oxydants les plus facilement
utilisables dans une unité de potabilisation sont KMnO4 et FeCl3. A la suite de cette étude, un support à base d'une résine de
polystyrène recouverte d'oxyde de manganèse a été synthétisé. Ce solide combine des propriétés d'oxydation et d'adsorption
simultanées. Les capacités d'adsorption de ce solide vis-à-vis de As(V) et de As(III) sont remarquables et supérieures à une
majorité des adsorbants étudiés récemment.
La dernière partie a consisté en l'étude de la faisabilité des procédés mis au point sur un milieu plus proche des conditions
naturelles. Pour cela, une eau artificielle représentative des eaux de type granitique, habituellement concernées par la pollution
arséniée, a été préparée à partir de la compilation des compositions d'eaux souterraines destinées à la production d'eau potable.
Ainsi, les concentrations en ions majeurs communes à ces eaux ont pu être déterminées. Cette eau artificielle a ensuite été
utilisée après dopage en As(III) et As(V) dans diverses expériences d'oxydation et d'adsorption de façon à appréhender les
mécanismes mis en jeu dans le milieu naturel. Il apparaît que les ions majeurs ont peu d'influence sur ces procédés, démontrant
leur applicabilité au sein d'une filière de traitement.
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Vrel, Anne. "Reconstitution de l’historique des apports en radionucléides et contaminants métalliques à l’estuaire fluvial de la Seine par l’analyse de leur enregistrement sédimentaire." Caen, 2012. http://www.theses.fr/2012CAEN2060.
Анотація:
L’estuaire de la Seine est l’exutoire d’un bassin versant très anthropisé. Certaines zones marginales du fleuve ont piégé les particules fines auxquelles sont associés de nombreux contaminants ; elles donnent accès aux enregistrements sédimentaires des dernières décennies. Des carottages ont été effectués en trois sites : la Seine fluviale, l’estuaire fluvial de la Seine, et son embouchure. Après datation, ces carottes ont permis de reconstituer l’historique des apports particulaires en contaminants en chacun de ces sites. La comparaison entre les séries temporelles des concentrations de certains éléments dans les matières en suspension et dans les sédiments des carottes datées montre que ces derniers constituent un enregistrement conforme aux particules transportées aux mêmes sites. Les flux particulaires de 55 éléments stables et 18 radionucléides ont ainsi pu être été calculés de 1960 à 2002. La comparaison des données acquises dans la partie fluviale de la Seine et dans l’estuaire fluvial a permis de distinguer et de quantifier les sources intra-estuariennes de contaminants, dominées par les rejets de phosphogypses effectués dans les années 70 dans la région de Rouen (estuaire fluvial). L’intensité du pompage tidal dans l’estuaire fluvial a pu être quantifiée en utilisant les rapports d’activité de certains transuraniens. Enfin, à partir de l’historique des activités atmosphériques et des données acquises sur les carottes, un modèle de transfert du 137Cs de l’atmosphère vers le fleuve, fondé sur une loi de lessivage par ruissellement et érosion, est alors proposéThe Seine estuary is the outlet of a highly anthropogenized catchment area. Marginal areas of the river have trapped fine-grained sediment particles which a number of contaminants are bound to; they give access to the sedimentary records of the past decades. Corings were carried out in three areas: the Seine River, the upper Seine estuary, and at the river mouth. After dating, these cores have led to reconstruct the history of the inputs particulate elements in each of these areas. The comparison of the time series of elemental concentrations between (i) suspended matter during the last decades and (ii) dated sediments along the cores shows that the latter are representative of the former. Particulate fluxes of 55 stable elements and 18 radionuclides were estimated, from 1960 to 2002. Comparison of data acquired in the Seine River and in the upper estuary led to distinguish and quantify the intra-estuarine sources of contaminants that are dominated by phosphogypsum discharges during the 1970s in the Rouen harbour area (upper estuary). The intensity of tidal pumping up to the upper estuary was quantified using transuranics activity ratios. Based on the atmospheric 137Cs activities over the last decades and core derived 137Cs activities, a transfer model from the watershed to the river, based on a solid wash-off transfer function by runoff and erosion, is then proposed
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Kébré, Marcel Bawindsom. "Gestion des Ressources en Eau dans les Régions Arides: Analyse Expérimentale d'un Sol Type du Burkina Faso et Modélisation Numérique des Transferts d'Eau." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01012040.
Анотація:
L'étude présentée dans cette thèse porte sur une analyse expérimentale et/ou une modélisation numérique des propriétés physiques (densités, porosité, granulométrie) et hydrodynamiques (isotherme de désorption, courbe caractéristique sol-eau, perméabilité à saturation, perméabilité non-saturée) d'un sol type aride du Burkina Faso et une simulation numérique des transferts d'eau. La modélisation des transferts est abordée par une approche thermodynamique qui constitue un cadre général pour décrire à la fois l'état de l'eau dans le sol et les mécanismes de transferts mis en jeu : la filtration de la phase liquide, la diffusion de la vapeur d'eau, le changement de phase liquide-vapeur. Des essais expérimentaux de transferts d'eau dans des colonnes de sol hermétiquement fermées et placées dans une enceinte régulée en température, ont permis d'établir l'évolution des profils de teneur en eau au cours du temps. La configuration expérimentale est choisie de sorte que seule la filtration de la phase liquide de l'eau dans le sol soit présente. Les profils expérimentaux ont servi à l'estimation par approche inverse de la perméabilité non-saturée dans les faibles teneurs en eau. Il ressort de cette étude que la prise en compte des écoulements par films dans la modélisation du coefficient de perméabilité relative permet de modéliser correctement, i.e. aussi bien qualitativement que quantitativement, la filtration de la phase liquide dans les sols à faible teneur en eau. Les coefficients de changement de phase proche et loin de l'équilibre modélisés à partir de résultats expérimentaux ont permis de mettre mise en évidence le non-équilibre liquide/gaz dans les transferts aux faibles teneurs en eau. Le non-équilibre dans les transferts aux faibles teneurs en eau est plus marqué avec un modèle capillaire avec un front de séchage plus franc à la surface. La prise en compte des écoulements par films prolonge la filtration de la phase liquide de l'eau jusqu'à l'état hygroscopique du sol avec un flux d'eau liquide maintenu à la surface du sol jusqu'à des temps plus longs.
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Kadlecova, Milada. "Contamination mercurique des sédiments et cours d'eau du nord de la France et de la République Tchèque." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10148/document.
Анотація:
Depuis de nombreuses années, les métaux traces ont fait l’objet de recherches importantes dans les domaines de l’environnement et de l’écotoxicologie. Le mercure (Hg), élément trace, a été étudié depuis l’époque où sa responsabilité dans la contamination de la baie de Minamata au sud-ouest du japon a été mise en évidence. Il est le seul élément chimique dont l’introduction dans le milieu marin par l’activité humaine ait entraîné mort d’homme. Les sédiments jouent un rôle important dans le cycle biogéochimique du mercure en milieu aquatique, qui sont considérés comme piège de la contamination par le mercure, les sulfures jouent un rôle important dans le contrôle de sa spéciation et les risques environnementaux générés dans les milieux aquatiques. Le mercure peut être transformé sous ses formes methylées et être remobilisé ou encore transféré dans la chaine trophique. Dans certaines conditions les sédiments peuvent être aussi une source de contamination par le mercure. La première partie de cette étude est axée sur la mise au point d’une nouvelle méthode de mesure et de spéciation du mercure dans les sédiments en utilisant, le couplage éthylation en solution du mercure et du methylmercure avec la méthode Headspace et Headspace avec Trap (piège Tenax), séparation par Chromatographie Gaz et détection par la technique de spectroscopie de fluorescence atomique à vapeur froide (CV-AFS : Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectroscopy). L’étude de terrain été réalisée dans les canaux « Deûle et Lys » de la région Nord-Pas de Calais, côté français et dans deux fleuves côté République Tchèque « le Morava et le Jihlava ». Les techniques d´échantillonnages classiques des sédiments par carottage et à l´aide des méthodes de diffusion sur gel DGT (Diffusion Gradient Thin film) pour la mesure du mercure in situ ont été utilisées. La méthode DGT permet de déterminer le métal dissous labile (ion libre, complexes minéraux et complexes organiques peu stables) et dépend du type de capteur DGT utilisé. Différents gels ont été utilisés et comparés pour la détermination du mercure: Spheron-Thiol, Duolit GT-73 et TiO2. Les résultats obtenus montrent que le Canal de la Deûle est un site caractérisé par une contamination très forte et ancienne. Les transformations et la partition des espèces du mercure ont été évaluées grâce à l´utilisation de traceurs isotopiques (199IHg et 201MeHg) en même temps que la réactivité biogéochimique du sédiment. Les comportements respectifs des espèces naturelles (endogènes) et ajoutées (exogènes) du mercure ont été comparés pour chaque couche du sédimentMercury (Hg) is naturally occurring toxic element; however global mercury emissions are dominated by anthropogenic sources. The global cycle of mercury has seen an increase in mercury deposition, especially in aquatic ecosystems, since the beginning of the industrial revolution. First part of the thesis summarizes the source of mercury, its properties and toxicity from the general point of view, but also the current state of knowledge on the biogeochemical cycle of mercury and in particular behaviour of mercury inside the sediments of the aquatic environment and factors influencing its transformation into methylated form. The sediment in aquatic systems may acts as the ultimate sink, where mercury in its various complexes is deposited. The mercury in sediments can then be converted to its more toxic organic form, methylmercury (MeHg), by the transformation processes controlled by various physical, chemical and biological factors. More over remobilization of mercury species from sediments is possible due to diffusion and resuspension and so sediments may act as potential source of mercury for aquatic biota. Bioaccumulation and biomagnifications can then continue up the food chain where humans, among other animals, consume the organic mercury. It is clear that determination of total mercury is not sufficient to understand its fate in the environment; determination of MeHg provides very useful additional information. The sensitive and precise analytical method for MeHg determination is necessary. The methodological part of the thesis deal with the methods for determination of mercury species in sediments. The method for methylmercury determination in sediments using automated Headspace sampler equipped with Trap and coupled with Gas Chromatography and Atomic Fluorescence Detector was developed and is define. The special attention is also given to the necessity of clean sampling procedures and the proper storage and pre-treatment of the samples and the field study of Hg distribution in sediments. The mercury contamination of sediments from the South Moravia and Northern France are compared. The mercury species and other elements (Fe, Mn, S) were analysed in sediments and/or pore water and/or surface water collected from the sampling sites in the Deûle and Lys River (France) and Jihlava and Morava River (Czech Republic). In order to better assess the mercury contamination of aquatic ecosystem, the pore water concentration could be evaluated to understand the availability of mercury from sediment. The use of diffusive gradient in thin film (DGT) technique is applied to measure pore water mercury concentration in river sediments. Different resins gels for mercury determination are used: Spheron-Thiol, Duolite GT-73 and TiO2. River Deûle act as a sink for enormous anthropogenic Hg from the industrial activities and is considered as a potential significant source of methylmercury to the surrounding environment. The last part of thesis deals with the application of well-established isotope experiments to study methylation/demethylation processes in sediments of Deûle River. For this purpose, species-specific isotopically enriched tracers in the form of inorganic mercury IHg (199Hg) and MeHg (201MeHg) have been added to the sediment slurries. Mercury labelled species were used as the tracers to follow their chemical fate and calculate the extent of the transformation reaction yield occurring during the 24 hours experiment. This experiment methodology is refined by applying advanced matrix algebra to resolve the contributions of several different enriched stable isotope species specific tracers to the isotope pattern found, making the calculation of methylation/demethylation rates possible
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Robin, Joël. "Dynamique saisonnière du phytoplancton en étang de pisciculture de la plaine du Forez (Loire) : essais de contrôle des cyanobactéries." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10265.
Анотація:
Les etangs de pisciculture du forez (loire, france) subissent actuellement les effets des fertilisations appliquees regulierement depuis plus de cinquante ans. L'accumulation dans le sediment d'une quantite importante de phosphore apporte sous forme de scories provoque des proliferations de cyanobacteries pendant l'ete. Les biomasses sont parfois importantes, et les consequences souvent desastreuses pour le peuplement piscicole. Suite a l'arret des fertilisations phosphatees (debut 1990), des amendements de chaux (250 kg/ha de cao) ont ete effectues en 1993-1994, pour provoquer le relargage precoce de phosphore et stimuler la croissance des algues presentes a cette periode de l'annee. La diversification temporaire du peuplement observee suite au relargage n'est pas associee a une augmentation de la biomasse algale. La hausse de la teneur en orthophosphates apres le chaulage profite finalement aux cyanobacteries, qui dominent pendant tout l'ete. En 1997-1998, des fertilisations azotees a base d'une solution liquide de nitrate d'ammonium ont ete effectuees pour re-equilibrer le rapport azote/phosphore. Des apports tardifs induisent la diversification du peuplement, avec le developpement pendant l'ete de nombreuses especes de chlorophytes aux depens des cyanobacteries. Jusqu'en 1995, la dynamique estivale se resumait generalement a l'enchainement des genres : volvox aphanizomenon anabaena microcystis. Les apports tardifs d'azote provoquent l'apparition de differents genres de chlorophytes (volvox, chloromonas, scenedesmus, pediastrum,) limitant durablement l'abondance des cyanobacteries. Ces fertilisations a base d'azote directement disponible dans la masse d'eau constituent donc une methode d'intervention efficace et peu onereuse. Non seulement elles limitent la periode a risque constituee par la presence des cyanobacteries, mais elles prolongent la periode de croissance du peuplement piscicole en favorisant un meilleur fonctionnement de la chaine alimentaire.
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Kane, Didier. "Mise au point d'une méthode non-destructive de mesure de mesure de la teneur en vapeur d'eau d'un boîtier hermétique, à cavité, de composant électronique par capteur hygrométrique in-situ à conductivité de surface." Lyon, INSA, 1985. http://www.theses.fr/1985ISAL0019.
Анотація:
Cette thèse a pour but de démontrer qu'un capteur inter-digité à conductivité de surface peut permettre la mesure en absolu de la teneur en vapeur d'eau d'un boîtier hermétique de composant électronique. On trouvera tout d'abord, outre certains rappels et une rapide présentation des autres méthodes de mesure, la description détaillée du nouveau banc de test que nous avons mis au point (qui permet de travailler, soit sous vide, pour effectuer des mesures sur des positifs hermétiquement encapsulés, soit en atmosphère humide contrôlée, pour les études physiques et les calibrations sur boîtiers ouverts), puis de son automatisation. Ensuite, sera proposée une interprétation de la courbe de réponse d'un tel capteur (polarisé en continu) , qui correspond à l'évolution de son courant de fuite interélectrodes en fonction de la température lors du refroidissement du boîtier. Cette interprétation est basée sur l'étude des phénomènes d'adsorption, de changements de phase, d'électrolyse, et des réactions électrochimiques. La clarification de la position sur cette courbe de la température de rosée/gel permet la détermination directe de la teneur en eau. En vue de l'optimisation future du capteur, des essais spécifiques permettent alors de proposer des hypothèses sur certains phénomènes physiques pouvant influer sur sa précision ou sur sa durée de vie. Enfin, on y trouvera une approche de la limite de sensibilité d'un tel capteur, basée sur l'étude des changements de phase des molécules d'eau physisorbées dans les micro-porosités de l'oxyde
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Nehme, Nada. "Évaluation de la qualité de l’eau du bassin inférieur de la rivière du Litani, Liban : approche environnementale." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0296/document.
Анотація:
L’objectif de cette étude est d'évaluer la qualité de l'eau dans le basin inférieur du Litani (sud Liban) et d’évaluer son potentiel d'utilisation polyvalente comme une des solutions aux problèmes aggravés d’eau au Liban. Pour identifier les sources possibles de métaux et ensuite caractériser le comportement chimique de ces métaux dans l'eau et dans les sédiments, des échantillons d’eau et des sédiments ont été prélevés de six sites représentatifs. Ils ont été analysés durant les trois saisons de l'année 2011-2012 (c'est-à-dire pluvieuse, mi- pluvieuse et sèche). L’ACP (l'analyse en composante principale), a ensuite été utilisé pour interpréter les concentrations dans l'eau fluviale. Les résultats montrent que parmi les 18 variables, qui ont été évaluées pour Caractériser les propriétés physico-chimiques, il y en a 4) Fe, NO2, CaCO3, Cu) qui permettent de qualifier le type d'environnement étudié; trois groupes ont été identifiés et différenciés par ACP selon les saisons. Le premier groupe inclut toutes les spécificités du milieu en saison pluviale et montre des concentrations importantes en Fe et NO2 et faibles en NH4. Le deuxième groupe est formé par les échantillons prélevés lors de la saison sèche et montre des caractéristiques physicochimiques opposés à celles observées dans le premier groupe. Enfin, le troisième groupe regroupe les observations de la saison mi- pluvieuse caractérisée par des concentrations faible en K+, PO43-et le Cl-. Les résultats montrent que les concentrations de Pb, Fe sont élevées sur deux sites avec dans un cas des valeurs de Cr et Ni importantes, Les sédiments ont été caractérisés par différentes techniques comme la capacité d'échange de cations, la granulométrie, la diffraction des rayons X (XRD) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). L'analyse FTIIR montre que la quantité de la montmorillonite est plus faible que la kaolinite et beaucoup inférieure que le quartz et la calcite. La corrélation de Pearson a été également effectuée dans cette étude pour comparer et déterminer la relation entre les métaux lourds dans les sédiments. L’indice de Géo accumulation (Igeo) , le facteur de Contamination (Cf), et le degré de contamination (Cd) ont été également déterminés pour évaluer le niveau de contamination dans les sites. Les valeurs obtenus montrent que les concentrations de Pb et de Fe sont élevés dans les deux sites et la valeur de Cr, Ni, sont élevés dans un seul site. Ces résultats suggèrent qu'une attention particulière doit être accordée à la question remobilisation des éléments, car une grande partie des éléments dans les sédiments sont susceptibles de se libérer dans l'eau. Tous les sites sont caractérisés par modérées à très polluée microbienne, nous avons encore observé que le dégrée de contamination a augmenté durant la saison sèche. Cependant, aucune pollution critique n'a été rapportée dans cette partie de la rivière ; sauf la haute concentration de Fe et NO2-dans tous les sites examinés en raison des rejets d'eaux usées et l'activité touristique dans le LLRB, les Concentrations de sept métaux lourds (Cu, Fe, Cd, Mn, Cr, Zn, Ni et Pb) dans les sédiments ont été déterminés pour évaluer leurs niveaux et leurs distribution spatialeThe objective of this study was to evaluate water quality of the lower Litani River and assess its feasibility for multi-purpose usage as one of the solutions to the aggravated water problems in Lebanon, To identify possible sources of metals (i.e. geological and/or anthropogenic) and then to characterize the chemical behavior of these metals in water and bed sediments, water and bed load sediments were sampled at six representatives sites which are investigated over three seasons of the year 2011-2012 (i.e. rainy, mid-rainy and dry seasons), The PCA (principal component analysis) method was used to interpret the elemental concentrations in the river water. Results show that among 18 variables, which were evaluated to characterize their physic-chemistry and metals, there are only 4 (Fe, NO2-, CaCO3, Cu) that were determined the type of environmental studied; Three groups were identified and differentiated by PCA according to the seasons. The first group includes all statements made in the mid rainy season and has a dialogue rich in Fe and NO2, and low in NH4 and EC. The second group formed in dry season, and surveys show physicochemical characteristics opposite to those in the first group, the third group formed in mid rainy, and showed the low concentration of K+, PO43- and Cl-. Sediments were characterized by a set of cations exchange capacity, granulometric, diffraction (XRD) and Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR( The FTIR analysis shows that the amount of montomorillonite is less than kaolinite and very much less than quartz and calcite. Pearson’s correlation was also performed in this study to compare to and determine the correlation between heavy metals in the sediments. Geo-accumulation (Igeo) index, Contamination Factor (Cf), and contamination degree (Cd) were also applying to assess the level of contamination in the sites. The results shows that the concentration of Pb, Fe are high in the site S5, S6 and the value of Cr ,Ni, are high in the S6, this results suggest that special attention must be given to the issue of element re-mobilization, because a large portion of elements in sediments are likely to release back into the water column. All the sites are characterized by moderate to highly microbial polluted range. The degree of contamination was increased in dry season. However, no critical physicochemical pollution has been reported in this part of the river; except the high concentration of Fe and NO2- in all investigated sites due to the reject of wastewater and to the distribution of touristic activities in the LLRB, the Concentrations of seven heavy metals is high(Cu, Fe, Cd , Mn , Cr, Zn, Ni and Pb) for sediment is higher according to Consensus-based sediment quality guidelines of Wisconsin (Wisconsin Department of Natural Resources, 2003) were applied to assess metal contamination in sediment
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Rakotovololona, Lucia. "Quantification expérimentale et modélisation de la production, des flux d'eau et d'azote en systèmes de culture biologiques." Thesis, Paris, Institut agronomique, vétérinaire et forestier de France, 2018. http://www.theses.fr/2018IAVF0024.
Анотація:
Dans le contexte actuel de changements globaux, faire face au défi multiple et interconnecté de la sécurité alimentaire et des impacts environnementaux s’avère fondamental pour la durabilité des systèmes agricoles. La thèse s’attache ainsi à évaluer les performances agronomiques et environnementales des systèmes en AB, en couplant un suivi expérimental réalisé sur un réseau de 35 parcelles agricoles dans la région Hauts-de-France, avec la modélisation du continuum sol-plante-atmosphère afin de mieux comprendre les processus expliquant les dynamiques de l’eau et de l’azote dans ces systèmes, en vue de promouvoir des pratiques de gestion durables.Dans un premier temps, le drainage d’eau et la lixiviation d’azote ont été quantifiés en couplant les données sol-culture-climat et le modèle LIXIM. L’analyse de la lixiviation des parcelles agricoles a permis de déterminer que les facteurs qui expliquent la variabilité. Outre le fort effet sol et l’importance des conditions climatiques sur le drainage, ils sont principalement liés à la combinaison de précédent cultural et de gestion de la couverture du sol en automne. Ces deux derniers jouent en effet sur la quantité d’azote minéral présent avant la période de drainage et expliquent la position du nitrate dans le profil de sol. Nos résultats ont montré le rôle dichotomique des légumineuses dans les systèmes de grandes cultures en AB, et la faible performance des cultures intermédiaires car semées tardivement en automne dans ce contexte.Dans un second temps, le diagnostic des déterminants de l’écart au rendement des cultures ou yield gap a été réalisé via une approche par modélisation déterministe. Le modèle sol-culture STICS a servi à estimer les différents niveaux de rendement potentiel et décomposer le yield gap, en s’appuyant sur le cas du blé tendre et du triticale. Les résultats montrent que le stress en azote permet d’expliquer la majeure partie du yield gap survenant en AB, et dans une moindre mesure les facteurs liés à la pression biotique, pour des systèmes recourant à peu ou pas d’apport azoté exogène.Finalement, le défi de la fourniture en azote dans les systèmes de grandes cultures en AB a été abordé afin de contribuer à une meilleure efficience d’utilisation de l’azote et une amélioration de la productivité des parcelles. Le modèle STICS a permis de simuler l’impact de pratiques de gestion alternatives de l’azote, par expérimentation numérique menée dans le cadre d’une approche participative, mobilisant les agriculteurs, les conseillers techniques et les chercheurs. Les résultats indiquent l’importance de la succession et des pratiques culturales, en particulier la mise en place de cultures intermédiaires et la gestion du retournement des luzernières. L’optimisation des pratiques des agriculteurs restent ainsi possible, en réduisant les émissions potentielles d’azote par lixiviation ou par pertes gazeuses, sans léser la fourniture en N pour les cultures.Dans les contextes pédo-technico-climatiques étudiés, les systèmes de grandes cultures en AB peuvent ainsi combiner performance agronomique et faibles impacts environnementaux, lorsque la gestion de l’azote est bien maîtriséeNowadays, in a context of global changes, addressing the interlinked challenges of food security and environmental impacts is fundamental for the sustainability of agricultural systems. Therefore, the thesis aimed to assess agronomic and environmental performances of organic systems, by coupling the experimental monitoring of a 35 organic fields network in the Northern region of France with modeling the soil-crop continuum, to better understand the underlying processes in water and nitrogen dynamics within those systems, and to promote a more sustainable management.Water drainage and nitrate leaching were assessed by coupling soil, crop and climate data within LIXIM model. Then we analyzed N leaching pattern under diverse organic arable fields to explain its main driving factors. Leaving aside the strong soil type effect and the importance of climatic conditions on drainage, the combination of previous crops and autumn field management appeared to be a key determinant of nitrate leaching in the studied organic systems, as they both drive the amount of soil mineral nitrogen before draining period and explain the position of nitrate in the soil profile. We also showed the dichotomous role of legumes as preceding crop in organic cropping systems and the poor performance of the standard catch crops, sown in late summer in this context.Yield gap of cereals was investigated using a deterministic modeling approach as a diagnosis tool, to contribute in improving the productivity of organic agriculture. The soil-crop model STICS was used to estimate the potential yields of each studied winter wheat and winter triticale crop fields in their given soil and climate conditions. Our results reasserted how nitrogen stress could explain a major part of the yield gap occurring in organic crops and outweigh biotic limiting factors impacts, for cropping systems relying on few or no manures for nitrogen supply.Lastly, we aimed to address the challenge of nitrogen supply in organic arable systems for a better nitrogen use efficiency and improved crop yields. We used the model STICS to simulate the impact of alternative nitrogen management practices by carrying out a numerical experiment in a participatory approach involving farmers, technical advisors and researchers. The findings emphasized the importance of crop succession design and management practices, particularly the implementation of catch crops and the timing of the destruction of perennial legume crops. Optimizing the farmer’s actual practices could then be possible, reducing the potential emissions of nitrogen via leaching or gaseous losses, without decreasing the nitrogen supply for the following crop.Organic arable cropping systems, within the studied soil, technics and climate contexts, can achieve agronomic performances combined with low environmental impacts, with well-managed nitrogen practices
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Robert, Anne. "Minéralisation in situ de la matière organique le long de la colonne d'eau : application sur une station eulérienne." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4045/document.
Анотація:
Le cycle du carbone est régi principalement par les phénomènes de production et de reminéralisation de la matière organique le long de la colonne d'eau. Les acteurs principaux de cette reminéralisation sont les procaryotes hétérotrophes, dont les actions peuvent être mesurées sur l'ensemble de la colonne d'eau via la respiration procaryotique. Au cours de ce travail de thèse, un suivi à long terme et en temps réel des conditions hydrologiques et biogéochimiques (température potentielle, salinité et oxygène dissous, O2) a été mené entre 2008 et 2010 en Méditerranée Nord Occidentale, sur le site ANTARES. Ces observations ont permis de mettre en évidence les influences d'évènements ponctuels (convection hivernale d'eau profonde) par advection sur ces paramètres hydrologiques et biogéochimiques. Ces influences, directes ou indirectes, vont également avoir des incidences sur la concentration en matière organique et donc sur le potentiel reminéralisateur du milieu profond. Le suivi temporel de la concentration d'O2 a également permis de mettre en évidence une diminution de la concentration globale de 2.6 µmol O2 dm-3 a-1, sur une période de trois ans. Le développement au sein du laboratoire et en collaboration avec le Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) d'un nouvel outil en équipression, le IODA6000 (In situ Oxygen Dynamics Autosampler), mesurant directement et à haute fréquence la dynamique de l'O2 a permis d'obtenir des vitesses de respiration procaryotique à 2000 m de profondeur depuis décembre 2009 sur le site ANTARESThe carbon cycle is mostly driven by production and remineralisation processes which are constraining organic matter concentration along the water column. The main actors of the remineralisation are the heterotrophic prokaryotes, which actions can be measured from surface to deep by the prokaryotic respiration. During this PhD thesis, a long term real time monitoring of hydrological and biogeochemical conditions (potential temperature, salinity and dissolved oxygen O2) has been carried out between 2008 and 2010 in the North Occidental Mediterranean Sea, at the ANTARES site. Influence of punctual events has been observed which seem to be related to winter deep sea convection and subsequent advection, changing hydrological and biogeochemical properties observed at the ANTARES site. These direct or indirect modifications will have consequences on the organic matter concentration and therefore on the deep-sea remineralisation potential. The temporal monitoring of O2 concentration has also allow us to estimate the deep water oxygen consumption of 2.6 µmol O2 dm-3 a-1, during a three year period. The development in our laboratory in collaboration with Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) of a new equipressured tool, the IODA6000 (In situ Oxygen Dynamics Autosampler), measuring directly and at high frequency the O2 concentration, allowed us to measure PR rates at 2000 m depth since December 2009 at the ANTARES site. This unique ongoing time series shows a mean prokaryotic respiration rates higher (0.2 µmol O2 dm-3 d-1) than expected by literature (5.5 10-3 µmol O2 dm-3 d-1), with a high temporal variability (from 8 10-3 to 0.5 µmol O2 dm-3 d-1)
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Khdhiri, Hatem. "Épuration en eaux courantes : évaluation et modélisation de la capacité d'oxygénation dans les cascades et les chutes d'eau." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0216/document.
Анотація:
Ce travail s’inscrit dans le cadre global de la restauration des cours d’eau pollués par une intensification des mécanismes d’autoépuration, en particulier la dégradation de la matière organique et de l’azote. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer et modéliser la capacité de transfert d’oxygène air-eau par les principaux ouvrages hydrauliques à savoir les cascades en marches d’escalier et les chutes d’eau. Les expériences d’aération menées dans un pilote de laboratoire modulable, servant à la fois de cascade et de chute d’eau, ont permis d’évaluer le potentiel d’aération de ces structures, ainsi que d’étudier les effets des paramètres géométriques et opératoires. En première approche, une corrélation semi-empirique globale de calcul d’efficacité d’aération dans les cascades, avec un large spectre de validité, a été élaborée, en fonction du débit, nombre de marches et pente de la cascade, sur la base de nos mesures expérimentales et des données collectées dans les publications. La même démarche a été suivie pour élaborer une corrélation semi-empirique permettant une estimation de l’efficacité d’aération dans les chutes d’eau en fonction de la hauteur de chute, le niveau d’eau en aval et le débit d’écoulement. Afin de rendre compte des caractéristiques du phénomène de transfert dans les cascades d’eau (aire interfaciale d’échange air-eau et volume d’eau), des expériences de traçage ont été associées aux expériences d’aération ce qui a permis de mesurer le volume d’eau et de corréler le coefficient de transfert volumique d’oxygène kLa avec les différents paramètres intervenant dans les mécanismes d’aération. L’aire spécifique interfaciale a été simulée numériquement via l’approche VOF en fonction des conditions opératoires et géométriques. Une équation prédictive de calcul du coefficient de transfert du film liquide kL en fonction des paramètres d’influence a été obtenue à l’issu de l’ensemble des simulations et des mesures d’aération expérimentalesThis work represents a part of polluted watercourses restoration by intensification of self-purification mechanisms essentially the degradation of organic matter and nitrogen. The main objective is to evaluate and model the air-water oxygen transfer by major hydraulic structures, namely stepped cascades and waterfalls. Aeration experiments conducted in a geometrically adjustable laboratory pilot, serving as stepped cascade and waterfall were used to assess the aeration potential of these structures as well as to study the geometrical an operating parameters effects. In a first approach, a global semi-empirical correlation for aeration efficiency calculation in stepped cascades, valid for a wide range of parameters, was developed, depending on water discharge, number of steps and chute slope, basing on our experimental measurements and data collected in publications. The same procedure was followed for developing a semi-empirical correlation to estimate the aeration efficiency of waterfalls in terms of the chute height, downstream water level and flowrate. In order to take into account the oxygen transfer phenomenon characteristics in stepped cascade (water volume and air-water exchange interfacial area), tracer experiments were associated with aeration experiments to allow measuring water volume and correlating the volume oxygen transfer coefficient kLa with the various parameters involved in the aeration mechanism. The interfacial specific area was numerically simulated using VOF approach depending on operating and geometrical parameters. A predictive equation for liquid film transfer coefficient kL calculation based on the parameters of influence was issued from both the simulations and experimental aeration measures
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Masavang, Supuksorn. "Sugar reduction in extruded cereal based products : impact of water content on the structure and molecular dynamics in such material." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCK025/document.
Анотація:
Les systèmes à base de biopolymères à faible teneur en humidité sont couramment rencontrés dans les aliments. Bien entendu, il est primordial de comprendre les bases physiques de leur qualité: texture, performances dans le temps ou en fonction de leur composition. Le vieillissement physique des systèmes composites rend les changements survenant dans le stockage des produits comestibles difficiles à prévoir. Les objectifs de ce travail étaient d'évaluer l'incidence de la présence de saccharose et de la teneur en eau de fabrication sur les propriétés physico-chimiques du produit fini. La stabilité physique de ces matériaux a été contrôlée grâce à une étude à différentes échelles moléculaires. Ensuite, les relations entre les données multi-échelles ont été examinées. L'effet du saccharose (0 à 20%) et de l'eau d'alimentation (10 et 15%) sur les mélanges d'extrusion a été étudié à l'aide d'un extrudeur double vis conduit dans les mêmes conditions. Les propriétés physiques et microstructurales des produits extrudés expansés ont été examinées sous diverses conditions d'humidité relative. La réduction des teneurs en sucre et en eau d’alimentation a fait augmenter la pression et l’énergie mécanique spécifique, ce qui a réduit la dégradation de l’amidon et augmenté la viscosité dans l’extrudeur en particulier à la teneur en eau la plus élevée. L'augmentation de la pression dans l’extrudeur a entraîné une expansion plus importante des extrudés. Par contre, la technique d'imagerie neutronique montré que le saccharose réduisait la taille des pores, et donc augmentait la densité apparente et ce qui était particulièrement évident en utilisant. Cette technique a été appliquée pour la première fois sur des produits extrudés. Les images de tomographie 2D ont indiqué des différences structurelles internes entre les extrudés à différentes teneurs en saccharose et stockés à humidité relative différente. Toutefois, l'analyse d'images 3D a montré que l'impact de ces facteurs sur la distribution de la taille des pores et le taux de porosité n'était pas significatif. En fin d'extrusion, les échantillons étaient à l'état amorphe à la suite de la gélatinisation de l'amidon et de la fonte du sucre. Leursrs propriétés thermiques ont été analysées par analyse enthalpique différentielle (AED) et les températures e transition vitreuse ont été étudiées. Les thermogrammess d’AED ont été minutieusement étudiés via une déconvolution de la dérivée première de la variation d’enthalpie. Cette approche a mis en évidence que les systèmes composites étudiés présentaient des phases multiples avec des transitions vitreuses distinctes. Ces dernières sont associées à une phase riche en polymère (amidon principalement) et / ou à une phase riche en plastifiant (sucre) dont le comportement dépendait de la teneur en eau de l'échantillon. Les isothermes de sorption ont montré qu’aux faibles Aw et pour une valeur donnée, a la teneur en eau des extrudés diminuait avec l’augmentation des teneurs en saccharose et que l'effet inverse était observé aux aw élevées. L’étude de la cinétique apparente de lala diffusion de l'eau a mis en évidence deux sites de sorption différents. Le premier est caractérisé par une cinétique quasi constante qui pourrait correspondre à un phénomène d'adsorption à la surface. Le second site présente d’abord un ralentissement initial de la cinétique de sorption, tandis qu’une forte augmentation est constatée lorsque la teneur en eau était plus élevée. Ce comportement peut être lié à un effondrement de la structure. Une étude par RMN à cyclage de champ rapide à basse fréquence a montré que les temps de relaxation dépendaient de la teneur en saccharose et en eau. Une carte de stabilité a été tracée pour modéliser les évolutions rhéologiques des matrices avec la teneur en eau en lien avec les transitions de phases des matériaux (...)Low-moisture biopolymer-based systems are commonly encountered in food. Obviously, understanding the physical basis of their quality: e.g texture, or performance over time or as a function of their composition is of primary importance. The objectives of this work were to evaluate how the presence of sucrose and water content affects physico-chemical properties. The physical stability of these materials were monitored through an insight at different molecular scales. Then the relations between the multi-scale studies were investigated. The effect of sucrose (0–20%) and feed water (10 and 15%) on extrusion blends was studied using a twin screw extruder under the same processing settings. The physical and microstructural properties of extruded products were examined at various RH. Reducing both sugar levels and feed water increased die pressure and specific mechanical energy, as a consequence, it reduced starch degradation and increased in viscosity. The effect was more pronounced with increasing feed water content. The increased die pressure resulted in higher expansion of the porous extrudates. Sucrose was shown to increase the bulk density and reduce the pore size, this was particularly evident by using neutron imaging technique. This technique was applied for the first time in extrudate. 2D tomography images indicated internal structural differences between extrudates containing different sucrose content and stored at low and high % RH, while 3D image analysis showed impact of these factors on pore size distribution and % porosity were not significant. The extruded samples were in the amorphous state as a result of starch gelatinization and sugar melting. Their thermal properties were analyzed with DSC and their Tg were studied. The DSC thermograms were thoroughly studied through a Gaussian deconvolution of the first derivative of their heat low. This approach evidenced a multiple phase behavior with different glass transitions in composite systems. They were associated with either a polymer-rich phase and/or a plasticizer-rich phase which behavior depended on the sample water content. Physical aging accompanied with an increase in rigidity at low aw, resulted in an increased bulk density and more pronounced with increasing sucrose content. Sorption isotherms showed the water content of extrudates decreased when product contains high sucrose at low aw range and the inverse effect was observed at high aw. Apparent kinetics of water diffusion showed two different sorption sites, the first kinetics was almost constant and could be adsorption phenomena at the surface. The second one reflected first an initial slowing in dynamics whereas a sharp increase was found at higher water content. Addition of sucrose or water decreased both Tgs in extrudates. Young's modulus showed water acts as anti-plasticizer at low aw, while it shows a plasticizing effect at high aw. A stability map can explain the brittle-ductile transition occurred below Tg. Fast field cycling NMR study at low frequency highlighted that T1 depended on sucrose and water content. T1 and T2 measured using Low field NMR decrease as a function of water content, while the impact pf sucrose were not significant. T2 showing a minimum probably indicating the exchange of protons of water and macromolecules in composite system. The impact of sucrose content was not significant for T1 and for T2 at low water content. FFC NMR showed T1 results consistent with the LF NMR measurement.In conclusion, physicochemical studies of the influence of water and sucrose content on glassy materials showed that the material properties can be investigated at different levels from the macro- to the microscopic scale and these results clearly presented the need for complementary techniques to probe the dynamics in the glassy state of heterogeneous food systems that could be facilitated to manage the stability during storage of this type of dry products
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Gras, Jean-Philippe. "Approche micromécanique de la capillarité dans les milieux granulaires : rétention d'eau et comportement mécanique." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821687.
Анотація:
Ce travail de thèse est consacré à l'étude des milieux granulaires humides. On étudie prin- cipalement le cas de faibles teneurs en eau. L'influence du phénomène de capillarité sur la rétention d'eau et sur le comportement mécanique du milieu est analysée. A chaque état d'équilibre, la distribution d'eau dans le milieu granulaire est obtenue en appliquant une succion homogène dans un volume élémentaire représentatif. La méthode multi-échelles utilisée se nourrit d'expérimentations/modélisation à l'échelle des interactions entre les grains, et produit des simulations en éléments discrets du comportement ma- croscopique qui sont comparées aux résultats d'expérimentation. A l'échelle des interactions capillaires, une étude expérimentale du pont liquide pilotée en succion permet la validation d'un modèle basé sur l'approximation toroïdale du profil du pont liquide. Dans le cas d'un essai à succion constante, on note que la distance de rupture des ponts liquides n'obéit plus au critère de Lian valide dans le cas d'un essai de traction à volume constant. A l'échelle macroscopique, les courbes de rétention d'eau simulées sont proches des courbes de rétention d'eau expérimentales réalisées sur des milieux modèles composés de billes de verre. Enfin, le comportement mécanique macroscopique est simulé. On note une fragilisation du matériau en fonction de la succion dans le domaines des faibles teneurs en eau qui s'explique par une diminution de la densité des ponts liquides. La prise en compte d'une rugosité des grains permet une meilleure description de la transition entre un état humide et un état sec. L'analyse des contraintes montre la pertinence du tenseur des contraintes associé aux interactions de traction pour analyser l'évolution de la contrainte à la rupture (compression simple) en fonction de la succion.