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Au Sénégal, dans les périmètres agricoles de l’axe Gorom-Lampsar (moyen delta du fleuve Sénégal), la petite paysannerie agricole est confrontée à une salinisation secondaire des sols résultant, d’une part, des conséquences des politiques néolibérales initiées dans les années 1980, et, d’autre part, des effets de l’absence d’assistance de la part de l’État dans la politique agricole. Cette situation engendre une absence de cadre de gestion opérationnelle, et par conséquent une mauvaise gestion de l’eau à l’échelle des périmètres. Une telle gestion, ajoutée à de mauvaises politiques d’aménagement qui affaiblissent davantage la maîtrise de l’usage de l’eau ainsi qu’au mauvais drainage et à la mauvaise évacuation des rejets agricoles, cause, au-delà de la salinisation et de l’abandon des terres, la destruction de l’équilibre fragile de cet espace agricole. Dans ce contexte, les paysans utilisent des indicateurs vernaculaires de reconnaissance de la salinité des sols et mobilisent des pratiques agronomiques et hydrauliques associées, lesquelles dominées par l’utilisation des intrants chimiques. Ceci favorise de meilleurs rendements à court terme mais, n’assurent pas forcément une bonne gestion des terres salées qui est inhérente à la gestion de l’eau, laquelle se veut opérationnelle et stratégique., In Senegal, in the agricultural perimeters of the Gorom-Lampsar axis (middle delta of the Senegal River), small agricultural farmers are faced with secondary soil salinization resulting, on the one hand, from the consequences of neoliberal policies initiated in the 1980s, and, on the other hand, of the effects of the absence of assistance from the State in agricultural policy. This situation leads to an absence of an operational management framework, and consequently to poor water management at the small scale of the perimeters. Such management, added to poor development policies which further weaken the control of water use as well as poor drainage and poor disposal of agricultural waste, cause, beyond salinization and the abandonment of land, the destruction of the fragile state of this agricultural space. In this context, farmers use vernacular indicators for recognizing soil salinity and mobilize associated agronomic and hydraulic practices, which are dominated using chemical fertilizers. This promotes better yields in the short term but does not necessarily ensure good management of saline land, which is inherent in water management, which is intended to be operational and strategic.

Les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) développent des connexions interdépendantes avec les racines d'environ 90% des espèces végétales. Ces interactions augmentent la disponibilité ainsi que la translocation des nutriments (en particulier N et P), et améliorent ainsi la nutrition et la croissance des plantes. De plus, la résistance à une variété de stress, parmi lesquels le stress salin, s'est avérée améliorée par les interactions CMA-plante, par exemple chez le riz. Des recherches intenses pour expliquer les mécanismes moléculaires des interactions bénéfiques CMA-plante ont conduit à l'identification de transporteurs de phosphate et d'ammonium impliqués dans les échanges de nutriments du CMA vers la plante, chez plusieurs espèces végétales. Malgré l'importance du potassium (K+) pour la physiologie des plantes, la contribution de la symbiose mycorhizienne à arbuscule à la nutrition en K+ des plantes a été peu documentée. La surexpression des transporteurs de K+ végétaux a été décrite chez Lotus japonicus et la tomate en condition de symbiose mycorhizienne à arbuscule. Ici, la nutrition en K+ du riz colonisé par Rhizophagus irregulis a été analysée aux niveaux moléculaire et physiologique. Étonnamment, les principaux systèmes de transport de K+ dans le riz étaient régulés à la baisse lors des interactions AMF, suggérant une forte augmentation de la disponibilité de K+ pour l'absorption par les cellules racinaires dans des conditions symbiotiques. De plus, des systèmes de transport de K+ dans le CMA R. irregularis ont été identifiés in silico. La fonction de l’un d’entre eux a été analysée. Le rôle de K+ dans les relations entre le riz et R. irregularis sera également discuté.

In the Arctic, the consequences of global warming are stronger than anywhere else on the planet : the increase in air temperature over the last two decades is more than twice the average increase, according to the latest IPCC report. The evolution of the ice pack is a prime example of these changes. We observe a significant decrease in sea ice cover, associated with a loss of volume in all seasons. The sea ice becomes younger, more breakable, and more mobile. These changes in sea ice have brought the Arctic into a new state where air/snow/ice/ocean interactions are altered and difficult to apprehend. More observations and efficient numerical models are required to better understand and predict these changes and to correctly simulate the interactions between sea ice and the other components that control the Arctic climate. In this climate change context, the objective of this thesis is to analyze observations mainly collected in winter by IAOOS -Ice Atmosphere Arctic Ocean Observing System- drifting buoys (equipped with SIMBAs -SAMS Ice Mass Balance for the Arctic-), to understand which processes determine the recent Arctic sea ice evolution. We confront these analyses with numerical simulations made from the one-dimensional ice and snow model LIM1D (Louvain-la-Neuve sea Ice Model).; En Arctique, les conséquences du réchauffement climatique sont plus fortes que partout ailleurs sur le globe : ainsi, l’augmentation de la température de l’air depuis deux décennies y est plus de deux fois plus élevée que l’augmentation moyenne, selon le dernier rapport du GIEC. La banquise témoigne de ces changements de façon privilégiée. On observe une diminution importante de la couverture de glace de mer, associée à une perte de volume entoute saison. La glace de mer devient plus jeune, fragile et mobile. Cette évolution de la banquise a fait entrer l’Arctique dans un nouvel état où les interactions air/neige/glace/océan sont modifiées et difficiles à appréhender. Mieux comprendre et prévoir ces changements nécessite des observations et des modèles numériques performants pour simuler correctement les interactions entre la glace de mer et les autres composantes qui commandent le climat de l’Arctique. Dans ce contexte de changement climatique, l’objectif de cette thèse est d’analyser des séries d’observations collectées principalement en hiver par des bouées dérivantes IAOOS -Ice Atmosphere Arctic Ocean Observing System- (équipées de SIMBAs -SAMS Ice MassBalance for the Arctic-) pour comprendre quels processus déterminent l’évolution récente de la glace de mer en Arctique. En plus d’une analyse des observations “per se”, des simulations numériques sont réalisées à partir du modèle unidimensionnel de glace et de neige LIM1D (Louvain-la-Neuve sea Ice Model).

Le projet PRESENCE (PRESsions sur les Ecosystèmes récifaux et lagonaires de Nouvelle-CalédoniE) a pour objectif majeur de mieux appréhender le fonctionnement des lagons de Nouvelle-Calédonie à partir d’observations in-situ, de télédétection et de modélisation hydrodynamique. Ce rapport de terrain, présente les données acquises dans le cadre des missions CADHYAK (CAractérisation Du fonctionnement HYdrodynamique du lAgon de Koumac) effectuées dans le lagon de Koumac sur la période du 12 décembre 2019 au 29 mai 2020. Elle a permis de caractériser le fonctionnement général de ce lagon et d’observer l’influence sur l’hydrodynamique de phénomènes climatiques tels que le cyclone (UESI) ou la dépression (GRETEL) qui se sont abattus sur la zone d’étude. Plusieurs types de mesures physiques (e.g température, salinité, courant, niveaux) ont été réalisés afin de mieux appréhender la dynamique de ce lagon sous influence minière.

My thesis relates to the “Study of freshening over the surface of a stratified ocean from satellite observations and in-situ measurements”, in two major regions considering the water cycle and illustrating the high variability of the sea surface salinity (SSS): regions of high precipitations and the Arctic Ocean. My work first focused on the relationship between freshening and heavy precipitation. This study determined the relationship between the SSS anomaly and the instantaneous rainfall rate (RR). I then showed, via autocorrelation spectra composites, that rainfall history played a negligible role in most wind conditions, compared to instantaneous rainfall rate. These results demonstrated an unexpected behavior compared to in-situ observations and highlighted the determining aspect of the spatial scales considered. They motivated an in-depth study of the salinity heterogeneity effect within a pixel, on satellite measurement and from in-situ measurements. After studying the low salinity signals associated with tropical rains, I focused on the low salinity signals observed at the surface of the Arctic Ocean, much of which comes from river plumes. I was able to derive arctic salinity fields that performed better than reanalysis, in areas of high variability and in areas close to sea ice. These new SSS product open the field to new studies, both at seasonal and inter-annual scales., Ma thèse porte sur l’« Étude des dessalures à la surface d’un océan stratifié à partir d’observations satellitaires et de mesures in-situ », dans deux régions majeures vis-à-vis du cycle de l’eau et illustrant la forte variabilité de la salinité à la surface de l’océan (SSS) : les régions de fortes précipitations et l’océan Arctique. Mes travaux se sont tout d’abord concentrés sur la relation entre dessalures et fortes précipitations. Cette étude a permis de déterminer la relation entre l’anomalie de SSS et le taux de pluie instantané (RR). J’ai montré, via des composites de spectres d’autocorrélation, que l’historique de la pluie jouait un rôle négligeable dans la plupart des conditions de vent, en comparaison au taux de pluie instantané. Ces résultats ont démontré un comportement inattendu par rapport aux observations in-situ et mis en avant l’aspect déterminant des échelles spatiales considérées. Ils ont motivé une étude approfondie de l’effet de l’hétérogénéité de la salinité au sein d’un pixel, sur la mesure satellitaire et à partir de mesures in-situ. Après avoir étudié les signaux de faible salinité associés aux pluies tropicales, je me suis concentré sur les signaux de faible salinité observés à la surface de l’océan Arctique, dont une grande partie provient des panaches de fleuves. J’ai pu dériver des champs de salinité en Arctique présentant des performances supérieures à une réanalyse, dans les zones de forte variabilité et dans les zones proches de la glace. Ils ouvrent donc le champ à de nouvelles études, tant aux échelles saisonnières qu'interannuelles.

Pour répondre aux modifications de la salinité, les organismes aquatiques vont devoir soit modifier leur comportement (évitement des milieux contraignants), soit mettre en place des mécanismes physiologiques permettant de tolérer les changements de leur environnement. L’euryhalinité est une des caractéristiques du loup européen, Dicentrarchus labrax, un téléostéen d’origine marine qui entreprend des migrations dès le stade juvénile entre la mer et les lagunes, où la salinité est très variable. Des juvéniles de loups originaires de la partie ouest de la Méditerranée ont été acclimatés à l’eau douce au laboratoire afin d’étudier leurs réponses par des approches in vivo et in vitro. L’objectif de cette étude était de compléter les connaissances sur les mécanismes de l’acclimatation à l’eau douce, notamment au niveau des branchies, en considérant différentes échelles allant de l’ADN aux protéines. Nous avons identifié des transporteurs clés impliqués dans l’absorption ionique dans les branchies de loups en eau douce et en eau de mer, en quantifiant l’expression de gènes préalablement identifiés dans la littérature. L’analyse des transcrits par qPCR de ces transporteurs, couplée à l’immunolocalisation des protéines transmembranaires intervenant dans l’absorption ionique, telles que l’ATPase Na+/K+ (NKA), le cotransporteur Na+/K+/2Cl- (NKCC) et l’échangeur Na+/H+ (NHE3), nous a permis d’établir un premier modèle d’ionocyte en eau douce comportant au-moins deux sous-types cellulaires. Par une approche in vitro, nous avons étudié les réponses à court terme à l‘échelle des transcrits en analysant les effets découplés d’une diminution de salinité et de l’ajout d’une hormone, la prolactine, sur des filaments branchiaux isolés. Nous avons ainsi identifié certains transporteurs dont l’expression était directement activée par une diminution de l’osmolalité en dehors de tout contrôle hormonal. Par ailleurs, afin d’étudier les effets d’une dessalure, les profils de méthylation de l’ADN à partir de branchies de loups exposés à l’eau douce et à l’eau de mer pendant 14 jours, ont été établis grâce à la technique du séquençage du génome complet après traitement au bisulfite. L’annotation fonctionnelle a mis en avant que de nombreux gènes différentiellement méthylés sont impliqués dans les mécanismes de l’osmorégulation, tels que le transport ionique, la formation de jonctions serrées et le contrôle hormonal. Ces données suggèrent un rôle fonctionnel de la méthylation de l’ADN sur les changements d’expression des gènes impliqués dans l’acclimatation à l’eau douce. Ce travail de recherche basé sur une approche mécanistique apporte de nouveaux éléments de compréhension des processus d’acclimatation suite à une diminution de salinité chez le loup. La suite du projet concernera l’analyse du transcriptome, qui nous permettra d’établir un lien entre la méthylation de l’ADN et la régulation de l’expression des gènes.

The delta of the Senegal River is located in the north-west of the Sahelian zone. Its climatic, pedological and hydrological characteristics confer to it its multiple agricultural potentialities and its particular ecosystems, all organized around the water resource. This potential has been the bedrock of agricultural development policies since the colonial era, but most ofthese have failed. This agricultural development, through the policy of territorialisation of the resource, has generated geographical consequences, including the salinization of agricultural land which is the heart of this thesis.The salinization of soils in the deltas is a collateral damage to the establishment of an undeveloped hydraulic territory where men were brought in, wanted to set up new agricultural practices. This thesis aims to make a cartographic analysis through geostatistics and remote sensing and evaluation salinity management strategies based on the exploitation of field data.The cartographic analysis of the salinity in the irrigated perimeters of the Gorom-Lampsar made it possible first to note that the main variable which explains the salinization of the grounds is the distance to the hydraulic axis. Soil type, based on the analysis of mapping statistics, would not have any impact on soil salinization. Indeed textit Hollaldé and textit Fondéhave the same salinity profiles. The age of the agricultural surfaces is confused with the typology of developments (the Wide layouts (WL) before and the Irrigated Private Perimeters (IPP) and Villagers Perimeters Irrigated (VIP) after) and is a function of the distance to the hydraulic axis. Wide Layouts closer to the resource, less salty and oldest, but have sufficient drainage to control salinity and IPP, more distant to the resource, more salty and lacking drainage.Evaluation of management practices in IPP and VIP shows that peasant populations use the same indicators and a single term to characterize the phenomena of salinity and sodicity. These farmers, despite the lack of an operational and collective irrigation management framework, implement individual salinity management practices, but require, from a management and sustainable resource management perspective, an operational framework and strategic management of irrigated perimeters.; Le delta du fleuve Sénégal se situe au nord-ouest de la zone sahélienne. Ses caractéristiques climatiques, pédologiques et hydrologiques lui confèrent ses multiples potentialités agricoles et ses particularités écosystémiques, toutes s’organisant autour de la ressource en eau. Ce potentiel a été le socle de politiques de mise en valeur agricole depuis l’époque coloniale, mais celles-ci se sont soldées, dans la majorité, par des échecs. Cette mise en valeur agricole, à travers la politique de territorialisation de la ressource, a engendré des conséquences géographiques, dont la salinisation des terres agricoles qui constitue le cœur de cette thèse.La salinisation des sols dans le delta du fleuve Sénégal est un dégât collatéral de la mise en place d’un territoire hydraulique inabouti où l’on a apporté des hommes, voulu mettre en place des pratiques agricoles nouvelles. Cette thèse a pour objectifs de faire une analyse cartographique par le biais de la géostatistique et de la télédétection et d’évaluation les stratégies degestion de la salinité basée sur l’exploitation des données de terrain.L’analyse cartographique de la salinité dans les périmètres irrigués du Gorom-Lampsar a permis d’abord de constater que la principale variable qui explique la salinisation des sols est la distance à l’axe hydraulique. Le type de sol, d’après l’analyse des statistiques de cartographie, n’aurait pas d’impacts sur la salinisation des sols. En effet les Hollaldé et les Fondéprésentent les mêmes profils de salinité. L’ancienneté des surfaces agricoles se confond avec la typologie des aménagements (les Grands Aménagements (GA) avant et les Périmètres Irrigués privés (PIP) et Périmètres Irrigués Villageois (PIV) après) et est fonction de la distance à l’axe hydraulique. Les grands aménagements plus proches de la ressource, moins salés plus et plusanciens, mais disposent de drainage suffisant pour contrôler la salinité et les PIP, plus distants àla ressource, plus salés et ne disposant pas de drainage.L’évaluation des pratiques de gestion dans les PIP et PIV montre que les populations paysannes utilisent les mêmes indicateurs et un seul terme pour caractériser les phénomènes de salinité et de sodicité. Ces paysans, malgré l’absence de cadre de gestion opérationnel et collectif de l’irrigation, mettent en œuvre des pratiques individuelles de gestion de la salinité, mais nécessite, dans une perspective d’aménagement et de gestion durable des ressources, un cadre opérationnel et stratégique de gestion des périmètres irrigués.

In the context of dike construction, the lime treatment of clayey soils improves their properties and avoids importing other high quality materials. Such treatment could reduce the environmental and economic cost of the raw material carriage. Several studies in the literature showed that the lime treatment of soil increases the mechanical strength and the resistance to erosion. However, the impact of the environmental stress on the material durability, especially in marine environment, was not taken into account in these studies. The work presented in this thesis dissertation is part of the CPER-FEDER PACA Digue2020 project, of which the purpose is to build a marine dike using a lime treated soil and to monitor the dike sustainability. The goal of our work is to evaluate in the lab the durability of the lime treated soil by reproducing a marine environment. Wetting-drying accelerated cycles using standardized sea water are defined to reproduce the alternate phases of emersion and immersion of the dike. The uniaxial mechanical strength, the resistance to internal and external erosion, and the porosity are evaluated. These properties are chosen in order to assess the durability of the dike. The material electrical resistivity and seismic wave velocities are evaluated during the hydric cycles to correlate these material properties with the state of degradation due to the cycles. The effect of the hydric cycles is a non-linear decrease of the geomechanical properties. The reduction of the properties is fast during the first cycles then it slows down. Geophysical properties prove complementary in characterizing the lime-treated soil properties. The perspectives of this work are to perform in situ testing on the Digue2020 dike. On-site results could be compared with lab test results in order to evaluate the representativeness of lab tests and their protocol. A long term geophysical instrumentation is planned to monitor the properties of the lime-treated and non-treated materials within the Digue2020 earthwork, Dans le cadre de la construction de digues, le traitement à la chaux permet d’améliorer les performances des sols argileux en place pour éviter leur mise en décharge, et de réduire ainsi le coût économique et écologique du transport de matériaux d’apport de plus grande qualité. Des études antérieures ont montré que le traitement à la chaux augmente les performances mécaniques du sol et sa résistance à l’érosion. En revanche, l’impact du milieu environnant sur la durabilité de ce type de matériau n’a que très peu été étudié. Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet CPER-FEDER PACA Digue2020 dont l’objectif est la construction d’une plateforme de recherche instrumentée au sein d’une nouvelle digue en sol traité à la chaux, soumis à un environnement maritime pour en évaluer la durabilité. L’objectif de la thèse est d’évaluer au laboratoire la durabilité d’un sol préalablement choisi et traité à la chaux lorsqu’il est soumis à un environnement marin. Un protocole de cycles accélérés de séchage et d’humidification à l’eau de mer standardisée est mis en place pour reproduire les alternances des phases d’immersions-émersions d’une digue maritime. La résistance mécanique en compression, la résistance à l’érosion interne, la résistance à l’érosion externe et la répartition de la porosité du matériau sont les propriétés évaluées, car d’elles dépend la capacité d’une digue à exercer sa fonction de protection. La résistivité électrique et les vitesses des ondes sismiques sont évaluées au cours de cycles dans l’objectif de les relier aux propriétés d’état et aux propriétés géomécaniques du matériau. L’évolution de ces propriétés n’est pas linéaire, les premiers cycles hydriques sont très dégradants puis le matériau acquiert un état plus stable vis-à-vis des propriétés géomécaniques qui diminuent plus lentement sous l’action de cycles. La salinité initiale du sol n’est pas dommageable pour la durabilité du matériau traité. La complémentarité des méthodes géophysiques pour la caractérisation du matériau sol chaux est démontrée. Les perspectives majeures de cette thèse sont : de mener des études croisées entre l’échelle du laboratoire et celle de l’ouvrage réel Digue2020 pour évaluer la représentativité de l’étude de laboratoire ; et de suivre à long terme, par des méthodes géophysiques, l’évolution du matériau sol-chaux et du matériau non traité au sein de l’ouvrage Digue2020

In the context of dike construction, the lime treatment of clayey soils improves their properties and avoids importing other high quality materials. Such treatment could reduce the environmental and economic cost of the raw material carriage. Several studies in the literature showed that the lime treatment of soil increases the mechanical strength and the resistance to erosion. However, the impact of the environmental stress on the material durability, especially in marine environment, was not taken into account in these studies. The work presented in this thesis dissertation is part of the CPER-FEDER PACA Digue2020 project, of which the purpose is to build a marine dike using a lime treated soil and to monitor the dike sustainability. The goal of our work is to evaluate in the lab the durability of the lime treated soil by reproducing a marine environment. Wetting-drying accelerated cycles using standardized sea water are defined to reproduce the alternate phases of emersion and immersion of the dike. The uniaxial mechanical strength, the resistance to internal and external erosion, and the porosity are evaluated. These properties are chosen in order to assess the durability of the dike. The material electrical resistivity and seismic wave velocities are evaluated during the hydric cycles to correlate these material properties with the state of degradation due to the cycles. The effect of the hydric cycles is a non-linear decrease of the geomechanical properties. The reduction of the properties is fast during the first cycles then it slows down. Geophysical properties prove complementary in characterizing the lime-treated soil properties. The perspectives of this work are to perform in situ testing on the Digue2020 dike. On-site results could be compared with lab test results in order to evaluate the representativeness of lab tests and their protocol. A long term geophysical instrumentation is planned to monitor the properties of the lime-treated and non-treated materials within the Digue2020 earthwork; Dans le cadre de la construction de digues, le traitement à la chaux permet d’améliorer les performances des sols argileux en place pour éviter leur mise en décharge, et de réduire ainsi le coût économique et écologique du transport de matériaux d’apport de plus grande qualité. Des études antérieures ont montré que le traitement à la chaux augmente les performances mécaniques du sol et sa résistance à l’érosion. En revanche, l’impact du milieu environnant sur la durabilité de ce type de matériau n’a que très peu été étudié. Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet CPER-FEDER PACA Digue2020 dont l’objectif est la construction d’une plateforme de recherche instrumentée au sein d’une nouvelle digue en sol traité à la chaux, soumis à un environnement maritime pour en évaluer la durabilité. L’objectif de la thèse est d’évaluer au laboratoire la durabilité d’un sol préalablement choisi et traité à la chaux lorsqu’il est soumis à un environnement marin. Un protocole de cycles accélérés de séchage et d’humidification à l’eau de mer standardisée est mis en place pour reproduire les alternances des phases d’immersions-émersions d’une digue maritime. La résistance mécanique en compression, la résistance à l’érosion interne, la résistance à l’érosion externe et la répartition de la porosité du matériau sont les propriétés évaluées, car d’elles dépend la capacité d’une digue à exercer sa fonction de protection. La résistivité électrique et les vitesses des ondes sismiques sont évaluées au cours de cycles dans l’objectif de les relier aux propriétés d’état et aux propriétés géomécaniques du matériau. L’évolution de ces propriétés n’est pas linéaire, les premiers cycles hydriques sont très dégradants puis le matériau acquiert un état plus stable vis-à-vis des propriétés géomécaniques qui diminuent plus lentement sous l’action de cycles. La salinité initiale du sol n’est pas dommageable pour la durabilité du matériau traité. La complémentarité des méthodes géophysiques pour la caractérisation du matériau sol chaux est démontrée. Les perspectives majeures de cette thèse sont : de mener des études croisées entre l’échelle du laboratoire et celle de l’ouvrage réel Digue2020 pour évaluer la représentativité de l’étude de laboratoire ; et de suivre à long terme, par des méthodes géophysiques, l’évolution du matériau sol-chaux et du matériau non traité au sein de l’ouvrage Digue2020

Artifical ground freezing (AGF) has been used for decades as a temporary soil stabilisation and waterproofing technique inorder to solve civil or mining engineering problems at lower costs. A successful implementation of this technique requires the use of numerical tools to predict the freezing evolution and the site stability. Through a thermodynamically consistent framework, a fully coupled thermo-hydro-mechanical formalism, considering the salinity effect and capturing the most relevant phenomena of ground freezing, is derived. The formalism includes an elasto-viscoplastic constitutive model, able to correctly reproduce the mechanical behavior of frozen soil, and fitted against temperature and strain rate-controlled triaxial tests carried out using a newly-developed experimental facility. The proposed approach is validated by meansof freezing laboratory tests, carried out on specimens initially fully saturated with pure water or with sodium chloride solutions at various concentrations. At the field scale, the formalism is applied to the case of the Cigar Lake mine. Fully coupled thermo-hydro-mechanical simulations of the ground freezing and excavation activities taking place in the mine are performed, in order to predict the freezing evolution in the ground and its influence on the ground movements in the vicinity of production tunnels excavated below the frozen ground.; La congélation artificielle des terrains est utilisée depuis des décennies comme technique de stabilisation et d’imperméabilisation temporaires des terrains pour résoudre des problèmes de génie civil ou minier à moindres coûts. Réussir sa mise en oeuvre nécessite l’utilisation d’outils numériques permettant de prédire l’évolution des parties congelées et la stabilité des terrains. Cette thèse propose une approche de modélisation, élaborée suivant une démarche thermodynamiquement cohérente couplant la thermique, l’hydraulique, la mécanique et la salinité, permettant de simuler la congélation des terrains. Elle inclue un modèle de comportement élasto-viscoplastique, basé sur des essais de laboratoire, capable de prédire la réponse d’un sol congelé. Un nouveau dispositif pour la réalisation d’essais triaxiaux à température et à vitesse de déformation contrôlées a été mis en place à cet effet. Le modèle thermo-hydro-mécanique et chimique a été validé par des essais de gel sur des éprouvettes initialement saturées avec de l’eau pure ou avec une solution de chlorure de sodium à diverses concentrations. A l’échelle de la structure, il a été appliqué au cas de la mine de CigarLake (Canada), à travers des simulations thermo-hydro-mécaniques couplées, qui ont permis de prédire l’évolution de la congélation dans le terrain et d’évaluer son impact sur les déplacements autour des tunnels de production excavés en dessous du massif congelé.

International audience

Dans le but d’étudier la durabilité du matériau ‘sol-chaux’ une méthode de vieillissement accéléré reproduisant les contraintes environnementales s’appliquant sur une digue maritime est proposée. Les évolutions des propriétés mécaniques, microstructurales et de la résistance à l’érosion sont suivies sur des échantillons au laboratoire, par des essais destructifs et géophysiques.

International audience

The OceanoScientific Programm was initiated in 2006 and yielded the creation of a specific equipment : the OSC-System. The OSC-System measures physical parameters at the air-sea interface including Sea Surface temperature and Salinity. An OSC-System was installed on board of the OceanoScientific Explorer Boogaloo sailing ship. A cruise around the world was initiated the 17/11/2016 and ended 02/06/2017 including 60 days south of 40°S. Sea Surface temperature and salinity collected along this cruise are discussed in this technical report., Le Programme OceanoScientific initié en 2006 a permis la création d’un équipement spécifique : l’OSC System, pour mesurer des paramètres physiques à l’interface air-mer. Des mesures de température et salinité sont ainsi effectuées par cet équipement à la surface des océans. Le voilier OceanoScientific Explorer "Boogaloo" équipé de l’OSC System a effectué un tour du monde du 17/11/2016 au 02/06/2017, dont 60 jours sous le 40e Sud, objet du présent rapport. Les mesures de température et de salinité collectées lors de cette campagne sont discutées dans ce rapport ainsi que le fonctionnement du thermo-salinomètre.

Plants are subjected to several environmental stimuli and must adapt to survive. A better understanding of the mechanisms involved in plant tolerance is necessary to find solution to the salt stress that is responsible for important yield loss. At the cellular level, the perception of biotic and abiotic stress leads to the accumulation of secondary messengers that activate protein kinases involved in different signaling pathways as calcium-dependent protein kinases (CDPKs). Once they are activated, CDPKs can phosphorylate substrates which are able to induce appropriate responses to the stimuli.CPK5 and CPK6 are positive regulators of salt stress and biotic stress, notably through the induction of response genes. To better understand their roles in plant stress response, a phosphoproteomic approach was conducted and could identify 25 new putative substrates for CPK5. Six of the studied candidates were validated in vitro for phosphorylation by CPK5 and CPK6. Among them, two ubiquitin E3 ligases are not phosphorylated anymore by CPK5 and CPK6 when mutated on a conserved phosphosite. Unfortunately, the knock-out mutants of the substrates in salt condition did not show any phenotype. However some of them are known to play a role in response to pathogen and could act downstream of CPK5 and CPK6., Dans leur environnement naturel, les plantes doivent continuellement s’adapter pour survivre aux diverses stimuli auxquels elles sont confrontées. La salinité est responsable de fortes pertes de rendements et une meilleure compréhension des mécanismes capables d’induire la tolérance de la plante est nécessaire. Au niveau cellulaire, les stress biotique et abiotique perçus induisent la production de messagers secondaires ce qui active des voies de signalisation faisant intervenir différentes familles de protéines kinases dont les protéines kinases dépendantes du calcium, les CDPKs. Lorsqu’elles sont activées, elles vont phosphoryler des substrats permettant la mise en place des réponses spécifiques au stress perçu.CPK5 et CPK6 sont des régulateurs positifs de la tolérance au stress salin et également de la résistance aux bactéries, notamment par l’induction de gènes de réponses. L’identification de 25 nouveaux substrats putatifs par une approche phosphoprotéomique pourraient permettre une meilleure compréhension du rôle de CPK5 et CPK6 dans la réponse aux stress. Parmi les candidats étudiés dans ce manuscrit, six ont été validées in vitro, notamment deux ubiquitine ligases E3 dont la mutation d’un site conservé inhibe la phosphorylation par CPK5 et CPK6. Bien que l’étude des mutants knock-out n’ait pas permis de leur attribuer un rôle dans la tolérance à la salinité, certains pourraient agir en aval de CPK5/6 dans la réponse aux pathogènes.

National audience

The Tsagaan Els basin is located in the Gobi desert, in Mongolia. This thesis aims to better understand the hydrogeology and hydro-chemistry of the basin in order to optimize the future mining projects. To this end, a 3D groundwater flow model of the basin has first been developed under MODFLOW. The latter was calibrated using piezometric network data and levels in a few nomadic wells. Several solutions were found with hydraulic conductivity values in agreement with pumping tests and recharge rates between 0.6-3.1 mm/yr in agreement with the current climate. The model helped us to extend our piezometric knowledge beyond AREVA’s mining licenses and to establish a regional water balance model. Groundwater age was then estimated with this model and with 14C dating. A comparison of the results of these two methods showed that calibrated solutions with higher recharge are more likely than those with lower recharge under the hypothesis that groundwater flow has not changed significantly during the last 30 kyrs. Meanwhile, a hydrochemical study using major ions, bromines and the stable isotopes of water (18O and 2H) showed that groundwater salinity mainly comes from dissolution of surficial evaporites: likely gypsum and halite and possibly thenardite. Even though evaporation is the main driving force of the groundwater flow, this process, when taking place in subsurface, seems to have no real influence on δ18O and δ2H values of the groundwater. Last a 3D local groundwater flow model centered on the terminal playa and based on the spatiotemporal evolution of the salinity, led us to a better understanding of the past and current hydrogeological functioning of the basin.; Le bassin crétacé de Tsagaan Els est situé dans le désert de Gobi en Mongolie. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre le fonctionnement hydrogéologique et hydrochimique de ce bassin endoréique afin de faciliter l’implantation de futurs projets miniers. Dans cette optique, un modèle hydrogéologique régional 3D a tout d’abord été développé sous MODFLOW. La calibration à partir des niveaux piézométriques mesurés sur les ouvrages présents au sein des licences et quelques puits nomades, aboutit à plusieurs solutions. Elles présentent chacune des conductivités hydrauliques en accord avec les tests de pompages, et des taux de recharge entre 0.6 et 3.1 mm/an, cohérents avec le climat actuel. Ce modèle a ainsi permis d’étendre nos connaissances piézométriques au-delà des licences et d’effectuer un bilan hydrique régional. Ensuite, l’âge des eaux a été estimé numériquement via ce modèle puis par des datations 14C. Une comparaison des résultats de ces méthodes a indiqué que les solutions présentant des taux de recharges élevés étaient plus probables que celles en présentant de plus faibles à conditions que les écoulements soient restés les mêmes durant les trente derniers milliers d’années. En parallèle, une étude hydrochimique portant sur les ions majeurs, le brome et les isotopes stable de l’eau (18O et 2H) a montré que l’origine de la salinité des eaux était principalement liée à la dissolution d’évaporites superficielles. En dernier lieu, un modèle 3D local, centré sur la playa terminale du bassin a permis de mieux comprendre le fonctionnement actuel et passé du bassin en s’appuyant sur l’évolution spatiotemporelle de la salinité.