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Les tourbières ont accumulé des quantités importantes de matière organique (tourbe) depuis le début de l’Holocène. La tourbe séquestre des quantités de carbone (C), d’azote (N) et de phosphore (P) substantielles à l’échelle globale. Cependant, très peu d’études ont estimé les stocks de ces nutriments à l’échelle régionale. De plus, les estimations actuelles sont souvent obtenues sans considérer la variabilité des profondeurs de tourbe et les variables biophysiques et physiques qui dictent la capacité de stockage en nutriments. Ce mémoire vise à estimer les stocks en C, N et P des tourbières d’une région du sud du Québec en modélisant les variations de profondeurs de tourbe et en identifiant quelles variables biophysiques et physiques expliquent la capacité de stockage en nutriments des différents types de tourbières. Le sondage manuel des sites d’études a révélé des différences significatives de profondeurs de tourbe entre les types de tourbières. La profondeur moyenne de tourbe obtenue pour les tourbières ombrotrophes était de 4,4 m alors que celles des tourbières minérotrophes et forestières étaient respectivement de 2,3 et 2,0 m. Les profondeurs ont été modélisées par interpolation spatiale pour chaque bassin d’accumulation de tourbe. La relation entre la superficie des tourbières et les stocks en C était significativement différente entre les tourbières ombrotrophes et les tourbières minérotrophes et forestières. Aucune variable étudiée ne permettait de discriminer les stocks en N et P selon le type de tourbière. Les stocks en C, N et P de la tourbe ont été extrapolés pour la région en utilisant la superficie des tourbières et estimés à 5,65 Tg C, 230,5 Gg N et 21,8 Gg P. Mes travaux ont démontré que l’hétérogénéité du bassin d’accumulation et les caractéristiques de surface influencent les stocks en C, N et P contenus dans la tourbe., Peatlands have accumulated important amounts of organic matter since the beginning of the Holocene. This organic matter accumulation is described as peat, that globally stores large amounts of carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P). Regional estimations of C and nutrients stocks have seldom been quantified. Moreover, peat depth variability and biophysical and physical variables are often not included in actual peat C, N, and P pool size estimations. The goal of this thesis is to provide an estimation of peat C, N, and P pool sizes for a regional county of southern Quebec by modeling peat depth variations and by using biophysical and physical variables to discriminated peat C, N, and P storage among peatland types. Manual peat depth probing showed significant differences in peat depth among peatland types. Mean peat depth of bogs was 4.4 m, while fens and forested peatlands mean peat depths were of 2.3 and 2.0 m, respectively. Modeling of peat accumulation basin by spatial interpolation took these peat depth variations into account, among peatland types. The relationship between peatland area and peat C stocks was statistically different between bogs and fens, and bogs and forested peatlands. Peat N and P content among peatland types were not discriminated by the biophysical and physical variables considered in this study. Peat C, N, and P stocks were extrapolated within the study region using peatland area and estimated at 5.65 Tg C, 230.5 Gg N et 21.8 Gg P. This study has shown that peat accumulation basin heterogeneity and peatland geometric shape influenced peat C, N, and P stocks at the regional scale.

Les ruisseaux sont d’importants sites de transformations chimiques dû au taux de contact élevé entre l’eau du chenal et leurs sédiments biogéochimiquement réactifs. L’urbanisation entraîne généralement une charge en nutriments et en carbone plus élevée vers les ruisseaux à partir du bassin versant et la modification des formes du chenal se traduisant par une augmentation du débit et réduisant ainsi les transformations biogéochimiques intra-sédiments et contribuant à l’augmentation des exports vers l’aval. Toutefois, il y a peu d’information disponible sur l’influence d’une pression d’urbanisation modérée sur le traitement de l’azote, du phosphore et du carbone dans les ruisseaux ainsi que sur l’importance relative des changements des caractéristiques du bassin versant et du chenal sur le flux de ces éléments. Dans cette étude, nous avons effectué des bilans de masse sur différentes espèces de carbone (C), d’azote (N) et de phosphore (P) dans plusieurs tronçons de ruisseaux ayant différentes utilisations du territoire et caractéristiques géomorphologiques (composition en mouilles, seuils ou courses) afin d’élucider comment ces traits influencent les flux d’éléments au sein d’un ruisseau vierge et d’un ruisseau modérément urbanisé. L’azote s’est avéré être l’élément le plus sensible, avec des concentrations de nitrates 3.5 fois plus élevées dans le ruisseau péri-urbain. Les concentrations de carbone organique dissous étaient légèrement plus élevées dans les sites péri-urbains alors que les niveaux de P total ne différaient pas significativement entre les deux ruisseaux. En termes de flux, les nitrates étaient la forme chimique la plus réactive résultant en une rétention nette dans la majorité des tronçons en contexte vierge alors qu’un export net fût observé dans tous les tronçons en contexte péri-urbain. Nous avons observé une baisse en concentrations de nitrates avec une augmentation d’excès de deutérium de l’eau du chenal, indiquant ainsi une capacité de rétention de l’eau notable au sein du bassin versant favorisant l’élimination d’azote. Au sein des ruisseaux, la présence de mouilles et d’une pente de chenal peu prononcée, traits contribuant aussi à l’augmentation du temps de résidence, ont également favorisés la perte d’azote. Globalement, les nitrates furent les formes chimiques les plus réactives à de faibles pressions d’urbanisation, ce qui suggère que les efforts de restauration visant à augmenter le temps de résidence de l’eau afin de favoriser les pertes par la dénitrification devraient être implémentés autant au sein du bassin versant qu’au sein du chenal des ruisseaux., Streams are important sites of elemental transformations due to the relatively high contact rates between flowing water and biogeochemically reactive sediments. Increased urbanization typically results in higher nutrient and carbon (C) inputs to streams from their watersheds and increased flow rates due to modification in channel form, reducing within stream net retention and increasing downstream exports. However, less is known on how moderate urbanization might influence the joint processing of C, nitrogen (N), and phosphorus (P) in streams or the relative influence of changes in watershed and stream features on their fluxes. In this study, we performed mass-balances of different C, N, and P species in multiple reaches with contrasting land use land cover and geomorphic features (pools, riffles, runs) to determine the effects of geomorphology versus human influence on elemental fluxes in a pristine and a semi-urban stream. N was the most responsive of all elements, where nitrate concentrations were 3.5-fold higher in the peri-urban stream. Dissolved organic carbon was only slightly higher in the peri-urban site whereas total P not significantly different between streams. In terms of fluxes, nitrate behaved differently between the streams with net retention occurring in the majority of the reaches of the pristine site, whereas net export was observed in all of the reaches of the semi-urban one. We found a decrease in nitrate concentrations with an increase in excess deuterium of the water (d-excess), an indicator of how overall water retention capacity of the watershed favored N loss. Within the stream, the presence of pools, and reduced channel slope, which also increase water retention time, again favored N loss. Overall, nitrate was the most sensitive nutrient to slight urbanization, where higher export to stream was influenced by land use, but where geomorphic features were more important in driving retention capacity.

International audience; The urgent need for efficient energy storage devices has stimulated a great deal of research on electrochemical double layer capacitors (EDLCs). This review aims at summarizing the recent progress in nanoporous carbons, as the most commonly used EDLC electrode materials in the field of capacitive energy storage, from the viewpoint of materials science and characterization techniques. We discuss the key advances in the fundamental understanding of the charge storage mechanism in nanoporous carbon-based electrodes, including the double layer formation in confined nanopores. Special attention will be also paid to the important development of advanced in situ analytical techniques as well as theoretical studies to better understand the carbon pore structure, electrolyte ion environment and ion fluxes in these confined pores. We also highlight the recent progress in advanced electrolytes for EDLCs. The better understanding of the charge storage mechanism of nanoporous carbon-based electrodes and the rational design of electrolytes should shed light on developing the next-generation of EDLCs.

Recently, a desalination technique based on porous carbon has been reported, merging together desalination process with electrochemical energy storage. Thanks to this new strategy, an important step forward, respect to other water desalination technologies, has been achieved. The principle is based on the capacitive adsorption of Na+ and Cl- ions in the pores of a porous activated carbon, constituting the active material of an electrochemical double layer capacitor electrode. Differently from conventional EDLC, the active material is made in the present case as slurries flowed through an electrochemical cell to achieve a continuous desalination of seat water; such system has been named Electrochemical Flow Capacitor (ELC). We first studied the different components of the electrochemical cell, from solvent / solute interactions to the structure of the carbons used as electrode materials. These studies were done using a conventional supercapacitor assembly, i.e. a cell in which the two porous carbon electrodes (anode and cathode) are implemented as a film. We characterized a desalinization cell using different type of electrodes using the [FeIII(CN)6]3- / [FeII(CN)6]4- redox couple as an electrochemical probe. Our approach allowed to define a dimensionless number teta, which is proportional to the flow rate and inversely proportional to the potential scan rate, giving a guideline to sort out different operating regimes in the flow cell. Two operating regimes have been evidenced: a permanent regime for teta > 45, allowing for higher and efficient charge adsorption, and a non-permanent domain for teta < 45. Finally, we proceeded to the formulation of carbon suspensions. We studied the rheology and the electrochemical properties of the suspensions according to the composition in order to determine the best suspension composition to use for our cell operating in EFC mode.; Dernièrement une technique de désalinisation à base de carbone poreux, qui constitue une avancée importante parmi les nombreuses technologies de désalinisation de l'eau, a été rapportée. Le principe repose sur le fait que les ions Na+ et Cl- sont adsorbés dans les pores des carbones sous l'effet d'une polarisation externe : les ions sodium sont adsorbés à l'électrode négative et les chlorures à la positive. Notre travail porte sur le développement des matériaux et sur le design des cellules optimisées, l'objectif étant d'améliorer le rendement énergétique du procédé de désalinisation. Dans ce contexte nous étudions aussi le concept de EFC (Electrochemical Flow Capacitor) qui consiste à faire circuler une suspension de carbone dans l'eau salée à l'intérieur d'une cellule électrochimique. Nous avons étudié dans un premier temps les différents composants de la cellule électrochimique, des interactions solvant/soluté jusqu'à la structure des carbones utilisés comme matériaux d'électrode. Ces études se sont faites en utilisant un montage classique de supercondensateur, c'est-à-dire une cellule dans laquelle les deux électrodes de carbone poreux (anode et cathode) sont mise en œuvre sous forme de film qui recouvre un colleteur de courant. Nous avons caractérisé une cellule de désalinisation en utilisant différents types d'électrodes et le couple redox [FeIII(CN)6]3- / [FeII(CN)6]4- comme sonde électrochimique. Notre approche a permis de définir un nombre sans dimension teta, qui est proportionnel au débit et inversement proportionnel à la vitesse de balayage du potentiel, donnant une ligne directrice pour définir les différents régimes de fonctionnement pour la cellule en mode flow. Deux régimes de fonctionnement ont été mis en évidence : un régime permanent pour teta> 45, permettant une adsorption de charge plus élevée et efficace, et un domaine non permanent pour teta

Compte-rendu de lecture de l'ouvrage sur Carbone. Sa vie, ses oeuvres.; Note de lectureL’ouvrage met en scène le carbone : élément, atome, molécule, matériau… à travers une sorte de biographie matérialiste établie par deux épistémologues et historiens des sciences.

The electron cloud developing in the vacuum chambers of the LHC during the proton beam operation is responsible for heat load on the cryogenic system of the superconducting magnets. The observed heat load exhibits a strong dispersion between the different LHC arcs, although identical by design. Some of them are currently close to the limit of the cryoplant capacity. Under the effect of the cloud itself, conditioning of the copper surface of the LHC beam pipes is expected, decreasing thus the secondary electron yield of the surface and leading to a decrease of the cloud intensity down to operationcompatible levels. Such a process seems therefore to be hindered in some parts of the LHC ring.This work aims to understand the copper conditioning processes occurring in the LHC, to unravel the origin of the heat load dispersion observed along the ring.Copper conditioning mechanisms were studied in the laboratory at room temperature by mimicking the electron cloud by an electron gun. The fundamental role of carbon, among the surface chemical components, in the reduction of the secondary electron yield during conditioning was evidenced. Studying the deconditioning, occurring while exposing a conditioned surface to air (necessary step to extract beam pipes from the LHC) allowed establishing a procedure to limit the erasing of the in-situ conditioning state of such components before the analysis of their surface in the laboratory. The surface of beam pipes extracted from a low heat load magnet were found to have similar characteristics as the ones conditioned in the laboratory. However, beam pipes extracted from a high heat load magnet exhibit cupric oxide CuO and a very low amount of surface carbon. It is demonstrated that these modifications are induced by the LHC operation and lead to a slower conditioning of these surfaces. Therefore, these modifications are currently the best candidate to explain the heat load dispersion observed in the LHC., Le nuage d'électrons se développant dans les chambres à vide du LHC lors de l'opération des faisceaux de protons engendre une charge thermique sur le système cryogénique de ses aimants supraconducteurs. La valeur de cette charge thermique présente une forte dispersion entre les différents arcs du LHC, pourtant identiques par design, dont certains sont actuellement proches de la limite de la capacité cryogénique. Sous l'effet du nuage d'électrons, le conditionnement de la surface de cuivre des chambres à vide du LHC a lieu, réduisant son rendement d'électrons secondaires. Un tel processus est supposé décroitre l'activité du nuage vers un niveau acceptable pour l'opération du LHC et semble donc localement mis en défaut. Ce travail a analysé les phénomènes de conditionnement du cuivre ayant lieu dans le LHC afn d'expliquer les différences d'activités du nuage électronique observées dans l'accélérateur. L'étude des mécanismes de conditionnementdu cuivre en laboratoire, à température ambiante, en remplaçant le nuage par un canon à électrons, a mis en évidence le rôle crucial du carbone dans la décroissance du rendement d'électrons secondaires. L'étude du déconditionnement, ayant lieu à la remise à l'air d'une surface irradiée (étape nécessaire à l'extraction de tubes faisceau du LHC) a permis d'établir une procédure limitant l'effacement de l'état de conditionnement in-situ de ces composants en vue de l'analyse de leur surface en laboratoire. Des analyses réalisées sur des tubes faisceau extraits d'un aimant à faible charge thermique montrent que cessurfaces présentent des caractéristiques similaires à celles conditionnées en laboratoire.En revanche, les tubes faisceau extraits d'un aimant à forte charge thermique présentent du CuO ainsi qu'un taux de carbone surfacique extrêmement faible. Il est prouvé que ces modifications résultent de l'opération du LHC et conduisent à un conditionnement altéré de ces surfaces. Ces modifications sont actuellement le meilleur candidat pour expliquer l'origine des différences de charge thermique observées dans le LHC.

National audience; Ce projet vise à étudier l’hydrologie la tourbière de Bernadouze (OHM Haut Vicdessos). Pour cela un suivi hydro-météorologique est en cours d’acquisition depuis 2012. Les observations hydrologiques issues des projets précédents montrent environ 1800 l/m²/an de précipitation pour 550 l/m²/an sortants à l’exutoire de la tourbière. 480 l/m²/an sont évaporés et 780 l/m²/an s’infiltrent dans le réseau karstique sous-jacent. Seules les grosses crues de fonte de neige ou d’orage débordent vers la tourbière (Master 2015 de T. Rosset). Ce modèle de fonctionnement hydrologique, a été validé par une expérience de traçage artificiel (fluorésceine) qui relie les pertes observées vers la tourbière au réseau karstique du Mont Ceint. Le bilan hydrologique s’affine, les suivis temporels de l’isotopie de la molécule d’eau, interprété grâce au gradient de fractionnement isotopique avec l’altitude permettent de calculer la part de l’eau de neige dans les écoulements de la rivière. Ces travaux ont servi de bases aux calculs de flux d’exportation géochimique et de reconstitution de paléo-précipitation qui ont abouti à 2 publications en préparation (Rosset et al, Biogeosciences et JGR) et 2 publications acceptées Allen et al. (Catena, Nature Géosciences). Les deux chantiers en cours consiste à (1) valider le modèle qui relie variations piézométrique et flux de carbone dans la rivière en réalisant un essai de caractérisation des propriétés de stockage en eau de la tourbe et (2) caractériser le signal isotopique de la neige avant la fonte pour contraindre notre compréhension du fractionnement isotopique de l’eau en montagne.

Le projet a consisté en l’équipement et la caractérisation d’un dispositif expérimental composé de 4 parcelles (24x75 m) correspondant à 4 systèmes (effluents bruts ; digestat brut ; digestats après séparation de phase ; engrais minéral) sur lesquels différents produits résiduaires organiques (PRO) ont été épandus au cours d’une rotation blé, colza, blé. Des mesures ont été effectuées sur le terrain (azote du sol, lessivage, gaz à effet de serre, exportation par les récoltes, etc.). En complément, la modélisation a permis d’aboutir au bilan azoté de chaque système. Suite à l’étude de la qualité de la matière organique des PRO, le stockage dans le sol de la matière organique a été simulé à long terme : les digestats permettent un stockage légèrement inférieur au effluent non méthanisés. Enfin, une analyse de cycle de vie (ACV) à l’échelle de la parcelle a été conduite : les scénarios impliquant des digestat se positionnent de façon intermédiaire vis-à-vis des autres scénarios (le point de vigilance porte sur les émissions de nitrates).

The assessment of soil health is becoming an important societal issue, particularly in the context of the agroecological transition. However, the concept of soil health does not reach consensus within the scientific community. The most shared definition is based on the ability of soil to function (Karlen et al., 1997) and to provide ecosystem services. However, most current methods focus on stock measurements (C, N, microbial biomass, etc.) and rarely include a true measurement of functions driven by soil biota. When they exist, the functions measured are performed on soil which has previously been sieved and dried, rather reflecting a potential level of the function than the reality in the field. To overcome these methodological limitations, a new framework based on functional evaluation of soil health is proposed using an integrative approach, considering the links between physicochemical properties and the biological activity of soils. This method, namely Biofunctool®, incorporates nine rapid and low-cost field indi-cators to evaluate three main soil functions: carbon transformation, nutrient cycling, structure maintenance. The capacity of all the indicators to assess the impact of land management on soil health has been validated on various tropical and pedoclimatic contexts. A quality index integrating the indicators was constructed to synthesize the overall impact of land management on soil health. The final objective is that Biofunctool® could be used by non-experts. In this study, we illustrate this approach with two examples of soil health measurement carried out in tropical environments (Thailand) within (i) cultural associations (legumes, cassava) in rubber plantations (Hevea brasiliensis) (ii) monocultures of Hevea of different ages in various pedoclimatic contexts. The advantages and limitations of Biofunctool® are discussed and ways to improve the tools are exposed. Biofunctool® may allow a better understanding of the impact of agricultural practices on soil functions provided by soil biodiversity and could be in the future included in larger environmental assessment frameworks, L'évaluation de la santé des sols devient un enjeu sociétal important, notamment dans le cadre de la transition agroécologique. Cependant, la notion de santé des sols et les moyens pour la mesurer ne font pas consensus au sein de la communauté scientifique. La définition la plus partagée est celle basée sur sa capacité à fonctionner (Karlen et al., 1997) et à fournir des services écosystémiques. Pourtant, les méthodes actuelles sont basées principalement sur des indicateurs de stocks (C, N, biomasse microbienne etc.) et n'intègrent pas, ou très peu, d'indicateurs fonctionnels basés sur le rôle des organismes du sol. Lorsqu'elles existent, les mesures fonctionnelles sont effectuées majoritairement en conditions de laboratoire sur des sols secs et tamisés limitant notre capacité à prendre en compte la réalité de la fonction sur le terrain. Pour pallier ces limites méthodologiques, une nouvelle méthode d'évaluation fonctionnelle de la santé des sols est proposée selon une approche intégrative prenant en compte les liens entre les propriétés physico-chimiques et l'activité biologique des sols. Cette méthode intitulée Biofunctool (R) intègre neuf indicateurs de terrain, rapides et de faibles coûts, permettant d'évaluer trois fonctions principales du sol : la dynamique du carbone, le cycle des nutriments et le maintien de la structure du sol. La capacité de l'ensemble des indicateurs à évaluer l'impact de la gestion des terres sur la santé des sols a été validée sur de nombreux terrains (> 600 points) principalement tropicaux et dans des contextes pédoclimatiques divers. Un index de qualité intégrant les indicateurs a été construit afin de synthétiser l'impact global de la gestion des terres sur la santé du sol. L'objectif est que Biofunctool (R) puisse être utilisé par des utilisateurs non spécialisés. Nous illustrons cette approche par deux exemples de mesure de la santé des sols effectués en milieu tropical (Thaïlande) au sein (i) d'associations culturales (légumineuses, manioc) dans des plantations d'hévéa (Hevea brasiliensis) (ii) de monoculture d'hévéa de différents âges dans divers contextes pédoclimatiques. Les avantages et limites de l'approche sont discutés et des voies d'amélioration de l'outil sont exposées. Biofunctool (R) devrait permettre de mieux appréhender l'impact des pratiques agricoles sur les fonctions du sol associées à la biodiversité et pourrait servir de base pour intégrer la santé des sols dans les analyses environnementales.

The end of the Palaeozoic is witness to major internal and external geodynamic modifications, materialised both by the end of the accretion of Pangaea and the beginning of its dismantling, and by a major climatic transition, from an icehouse to a greenhouse mode on a vegetated Earth, with a structuring of the biosphere analogous to the present one. Given these major modifications, palaeoenvironmental changes are recorded in the late Carboniferous to Permian late-orogenic sedimentary basins, such as in Western Europe, and particularly in France, in the north-eastern part of the Massif Central, constituting a remnant of the Variscan orogeny. At present, these basins are difficult to study because of their incomplete preservation, and are mainly available through subsurface data, with rare outcrops. In addition, the geochronological framework in which they occur is relatively unconstrained. This work aims at re-evaluating all available data: the first step was to improve the geochronological framework of the sedimentary series by U-Pb dating on altered volcanic ash layers interbedded in siliciclastic sediments, in order to accurately place these basins in the geodynamic context. Obtained ages are centered on the Carboniferous-Permian boundary and the early Permian. The sedimentological setting was then clarified, highlighting mainly subaquatic (lakes and deltas) and sometimes subaerial deposits (floodplains), with well-preserved coal and organic matter-rich levels, indicating a relatively humid climate. A more developed study on organic matter clarified the depositional environment evolution and highlighted local perturbations in carbon and nitrogen cycles. Mineralogical characterisation of clay assemblages highlighted local variations in continental runoff over time. Finally, to characterise the high-frequency temporal framework, a cyclostratigraphic study was carried out, highlighting an astronomical-cycle control on the sedimentation, placing basin filling processes in a larger-scale climatic setting. Reference sections are now available for the Carboniferous–Permian transition in the Western European continental realm, studied using a multi-proxy approach, the results of which reflect local to global-scale palaeoenvironmental and palaeoclimatic conditions., La période fini-paléozoïque est l'époque de grands changements géodynamiques, matérialisés par la fin de l'accrétion de la Pangée et le début de son démantèlement, et une transition climatique majeure d'un climat icehouse à greenhouse sur une Terre présentant une biosphère présentant une structuration quasi-analogue à l'actuelle. Étant donné ces grandes modifications, des changements paléoenvironnementaux sont observés dans les bassins sédimentaires tardi-orogéniques fini-carbonifères à permiens, notamment en Europe de l'Ouest, et particulièrement en France, au nord-est du Massif central, relique de l'orogenèse varisque. Aujourd'hui, ces bassins sont difficiles à étudier du fait de leur préservation incomplète, et sont essentiellement disponibles via des données de subsurface, avec de rares affleurements. De plus, le cadre géochronologique dans lequel ils s'inscrivent est peu contraint. Ce travail de thèse s'est donc proposé dans un premier temps de réévaluer l'ensemble des données disponibles : la première étape a été de préciser le cadre géochronologique des séries préservées afin de replacer précisément ces bassins dans leur contexte géodynamique via des datations U-Pb sur des niveaux de cendres volcaniques altérées. Les résultats fournissent des âges centrés sur la limite Carbonifère-Permien et sur le début du Permien. Le cadre sédimentologique a ensuite été précisé, mettant en évidence la présence de dépôts essentiellement subaquatiques (lacustres et deltaïques) et parfois subaériens (plaines d'inondation) avec des dépôts de charbon et de matière organique bien préservés, soulignant un contexte climatique relativement humide. Une étude plus poussée sur la matière organique a permis de préciser les environnements de dépôt et de mettre en évidence des modifications locales dans les cycles du carbone et de l'azote. La caractérisation minéralogique des assemblages argileux a souligné des changements locaux du régime de précipitations au cours du temps. Enfin, une étude cyclostratigraphique ayant pour but de préciser le cadre temporel haute-fréquence a permis également de souligner un rôle plus global du climat dirigé par les cycles astronomiques, permettant de mieux comprendre les processus de remplissage des bassins et de les replacer dans un cadre climatique de plus grande échelle. Nous disposons donc maintenant de coupes de référence pour la transition Carbonifère-Permien en domaine continental d'Europe de l'Ouest, étudiées par une méthode multi-proxies dont l'intégration des résultats nous permet d'approcher des conditions environnementales et climatiques d'échelle locale, voir globale.

Le projet a consisté en l’équipement et la caractérisation d’un dispositif expérimental composé de 4 parcelles (24x75 m) correspondant à 4 systèmes (effluents bruts ; digestat brut ; digestats après séparation de phase ; engrais minéral) sur lesquels différents produits résiduaires organiques (PRO) ont été épandus au cours d’une rotation blé, colza, blé. Des mesures ont été effectuées sur le terrain (azote du sol, lessivage, gaz à effet de serre, exportation par les récoltes, etc.). En complément, la modélisation a permis d’aboutir au bilan azoté de chaque système. Suite à l’étude de la qualité de la matière organique des PRO, le stockage dans le sol de la matière organique a été simulé à long terme : les digestats permettent un stockage légèrement inférieur au effluent non méthanisés. Enfin, une analyse de cycle de vie (ACV) à l’échelle de la parcelle a été conduite : les scénarios impliquant des digestat se positionnent de façon intermédiaire vis-à-vis des autres scénarios (le point de vigilance porte sur les émissions de nitrates).En se basant sur le référentiel « barème d’entraide » des Chambres d’agriculture, nous avons estimé les coûts complets du passage des différents matériels d’épandage des PRO ou de l’azote minéral utilisés sur l’essai. Ces coûts ont été multipliés par le nombre de passages des matériels dans chaque système pendant les 3 ans afin d’estimer les coûts à la rotation.Cela nous a permis d’obtenir des coûts d’épandage pour 1 m3 de PRO et aussi une estimation du coût d’épandage d’une unité (kg) d’azote total dans chaque système étudié. Par exemple, l’azote minéral est 5 fois moins coûteux à épandre que le fumier et 4 fois moins coûteux à épandre que le digestat liquide. Cependant, si on tient compte du prix d’achat des fertilisants minéraux (N, P, K), les charges pour la fertilisation sont, dans le système sans apport de PRO, supérieures aux charges d’épandage dans les systèmes avec PRO (effluents bruts ou digestats) d’environ 100 € par ha et par an.Une étude complémentaire, cette fois à l’échelle de l’exploitation, a été conduite pour étudier l’impact de l’éloignement des parcelles et le choix du matériel d’épandage sur les coûts et le nombre de jours nécessaires pour l’épandage du digestat.

Le projet a consisté en l’équipement et la caractérisation d’un dispositif expérimental composé de 4 parcelles (24x75 m) correspondant à 4 systèmes (effluents bruts ; digestat brut ; digestats après séparation de phase ; engrais minéral) sur lesquels différents produits résiduaires organiques (PRO) ont été épandus au cours d’une rotation blé, colza, blé. Des mesures ont été effectuées sur le terrain (azote du sol, lessivage, gaz à effet de serre, exportation par les récoltes, etc.). En complément, la modélisation a permis d’aboutir au bilan azoté de chaque système. Suite à l’étude de la qualité de la matière organique des PRO, le stockage dans le sol de la matière organique a été simulé à long terme : les digestats permettent un stockage légèrement inférieur au effluent non méthanisés. Enfin, une analyse de cycle de vie (ACV) à l’échelle de la parcelle a été conduite : les scénarios impliquant des digestat se positionnent de façon intermédiaire vis-à-vis des autres scénarios (le point de vigilance porte sur les émissions de nitrates).

Le projet a consisté en l’équipement et la caractérisation d’un dispositif expérimental composé de 4 parcelles (24x75 m) correspondant à 4 systèmes (effluents bruts ; digestat brut ; digestats après séparation de phase ; engrais minéral) sur lesquels différents produits résiduaires organiques (PRO) ont été épandus au cours d’une rotation blé, colza, blé. Des mesures ont été effectuées sur le terrain (azote du sol, lessivage, gaz à effet de serre, exportation par les récoltes, etc.). En complément, la modélisation a permis d’aboutir au bilan azoté de chaque système. Suite à l’étude de la qualité de la matière organique des PRO, le stockage dans le sol de la matière organique a été simulé à long terme : les digestats permettent un stockage légèrement inférieur au effluent non méthanisés. Enfin, une analyse de cycle de vie (ACV) à l’échelle de la parcelle a été conduite : les scénarios impliquant des digestat se positionnent de façon intermédiaire vis-à-vis des autres scénarios (le point de vigilance porte sur les émissions de nitrates).Le projet MétaMétha s’est focalisé sur l’étude de 5 PRO produits sur le site de l’INRA de Nouzilly (37) : un fumier bovin (amendant organique), un lisier bovin (fertilisant organique), un digestat solide (amendant), un digestat brut (amendant ou fertilisant), et un digestat liquide (fertilisant). Premièrement, des analyses physico-chimiques standards ont été faites à chaque épandage (6 à 13 analyses par PRO). Ensuite, la stabilité de la matière organique apportée par les PRO a été étudiée grâce à des incubations en laboratoire et à un fractionnement chimique. Enfin, une analyse des contaminants (PCB, HAP, NP, et ETM) a été réalisée pour chaque PRO.Les produits solides sont plus riches en MO, phosphore, et potasse, et les PRO liquides sont plus riches en azote minéral. Les trois digestats possèdent en général des teneurs en contaminants plus fortes que les effluents bovins (provenant d’autres déchets dans le digesteur). Le fumier procure au sol une matière organique plus stable que le digestat solide.

Le projet a consisté en l’équipement et la caractérisation d’un dispositif expérimental composé de 4 parcelles (24x75 m) correspondant à 4 systèmes (effluents bruts ; digestat brut ; digestats après séparation de phase ; engrais minéral) sur lesquels différents produits résiduaires organiques (PRO) ont été épandus au cours d’une rotation blé, colza, blé. Des mesures ont été effectuées sur le terrain (azote du sol, lessivage, gaz à effet de serre, exportation par les récoltes, etc.). En complément, la modélisation a permis d’aboutir au bilan azoté de chaque système. Suite à l’étude de la qualité de la matière organique des PRO, le stockage dans le sol de la matière organique a été simulé à long terme : les digestats permettent un stockage légèrement inférieur au effluent non méthanisés. Enfin, une analyse de cycle de vie (ACV) à l’échelle de la parcelle a été conduite : les scénarios impliquant des digestat se positionnent de façon intermédiaire vis-à-vis des autres scénarios (le point de vigilance porte sur les émissions de nitrates).Au début du projet, la chambre d’agriculture du Loiret (CA45) a effectué une enquête auprès de 13 agriculteurs de la Région Centre Val de Loire, qui possèdent un méthaniseur et/ ou qui épandent des digestats sous 3 formes (brut, phase liquide, phase solide). Les résultats de l'enquête ont permis d’orienter les modalités expérimentales prévues dans le projet et de choisir les cultures les plus représentatives à implanter.

Le projet a consisté en l’équipement et la caractérisation d’un dispositif expérimental composé de 4 parcelles (24x75 m) correspondant à 4 systèmes (effluents bruts ; digestat brut ; digestats après séparation de phase ; engrais minéral) sur lesquels différents produits résiduaires organiques (PRO) ont été épandus au cours d’une rotation blé, colza, blé. Des mesures ont été effectuées sur le terrain (azote du sol, lessivage, gaz à effet de serre, exportation par les récoltes, etc.). En complément, la modélisation a permis d’aboutir au bilan azoté de chaque système. Suite à l’étude de la qualité de la matière organique des PRO, le stockage dans le sol de la matière organique a été simulé à long terme : les digestats permettent un stockage légèrement inférieur au effluent non méthanisés. Enfin, une analyse de cycle de vie (ACV) à l’échelle de la parcelle a été conduite : les scénarios impliquant des digestat se positionnent de façon intermédiaire vis-à-vis des autres scénarios (le point de vigilance porte sur les émissions de nitrates).

Le projet a consisté en l’équipement et la caractérisation d’un dispositif expérimental composé de 4 parcelles (24x75 m) correspondant à 4 systèmes (effluents bruts ; digestat brut ; digestats après séparation de phase ; engrais minéral) sur lesquels différents produits résiduaires organiques (PRO) ont été épandus au cours d’une rotation blé, colza, blé. Des mesures ont été effectuées sur le terrain (azote du sol, lessivage, gaz à effet de serre, exportation par les récoltes, etc.). En complément, la modélisation a permis d’aboutir au bilan azoté de chaque système. Suite à l’étude de la qualité de la matière organique des PRO, le stockage dans le sol de la matière organique a été simulé à long terme : les digestats permettent un stockage légèrement inférieur au effluent non méthanisés. Enfin, une analyse de cycle de vie (ACV) à l’échelle de la parcelle a été conduite : les scénarios impliquant des digestat se positionnent de façon intermédiaire vis-à-vis des autres scénarios (le point de vigilance porte sur les émissions de nitrates).Une campagne de mesures de la résistivité électrique a été conduite sur le dispositif expérimental MétaMétha (37). Cette prospection offre une première caractérisation des sols du site. En complément, une campagne de 45 sondages, soit 180 prélèvements de sols, est conduite en janvier 2018. Les échantillons de sols sont analysés par le © INRA LAS (texture, carbone, azote, CEC). Enfin l’ouverture de 3 fosses pédologiques a permis d’équiper le sol de sondes de mesures en continu de la température et de l’humidité du sol. Les profils de sols ont été décrits dans la base de données DONESOL © INRA INFOSOL et des prélèvements ont permis de déterminer, au laboratoire, les capacités de rétention en eau du sol © INRA UR SOLS. Des tests menés par l’UR SOLS ont permis de qualifier la capacité de réduction en N2O des sols du dispositif.

En Afrique centrale, Gilbertiodendron dewevrei (De Wild.) J.Léonard peut former de grands peuplements presque purs qui côtoient des forêts plus diversifiées à Scorodophloeus zenkeri Harms (forêt mixte). Si l’influence des traits fonctionnels, dont les caractéristiques de la litière foliaire, sur la monodominance est bien documentée, leur impact sur les flux de carbone ainsi que sur la taille et la persistance des stocks de C reste très peu investigué. Nous avons étudié comment les traits de la litière foliaire affectent la dynamique du carbone du sol (stocks et flux) en forêt mixte et monodominante sur des sols sableux fortement altérés dans la réserve de Yoko (République démocratique du Congo). Outre les stocks de carbone de la biomasse aérienne et du sol (horizons holorganiques et sol minéral jusque 220 cm de profondeur), nous avons mesuré la respiration du sol avec et sans les horizons holorganiques, la production de litière aérienne et la dynamique des racines fines en surface (horizon holorganique et 0-10 cm) durant une année, ainsi que la décomposition initiale (≤ 6 mois) des litières foliaires de huit espèces ligneuses. Alors que les stocks de carbone cumulés dans la biomasse aérienne, les horizons holorganiques et le sol minéral sont comparables en forêt mixte (429,40 ± 97,24 Mg C.ha-1) et forêt monodominante (418,55 ± 75,48 Mg C.ha-1.an-1), les stocks de carbone du sol (horizon holorganique + sol minéral jusque 220 cm) sont 30 % supérieurs en forêt monodominante. Des apports similaires en carbone ont été observés dans les deux formations forestières, mais la qualité de la litière foliaire en forêt monodominante se distingue par un éventail de traits impliqués dans la récalcitran ce de la matière organique ; en particulier, la litière foliaire de G. dewevrei se situe à l’extrémité « conservative » du spectre économique foliaire. Les taux de décomposition des litières des huit espèces sont significativement reliés à leur position le long du spectre économique foliaire durant les trois premiers mois seulement. Bien que les respirations totales annuelles étaient similaires entre les forêts, le retrait des horizons holorganiques diminue significativement la respiration uniquement en forêt mixte, de 18 % en moyenne. En réduisant la vitesse de décomposition de la matière organique fraîche et de la matière organique du sol, la qualité médiocre de la litière produite par G. dewevrei de concert avec d’autres traits favorise Bogaert J. et al., 2020.

Specialisation of farms and spatial segregation between crop and livestock production systems havehampered the proper recycling of nutrients. As a result, N and P budgets are often in excess in intensivelivestock regions, whereas intensive arable regions rely on mineral fertilisers. Despite progress inadjusting mineral supply to animal needs in feed rations, nutrient use efficiency by animals remains low,between 10 and 60% depending on the animal species and livestock system. Conversely, the efficiencyof use of N and P supplied by animal manure by plants is close to that observed for soluble mineralfertilizers since the methods and schedules of intake allow a supply of nutrients synchronous with plantneeds. Therefore, an overall high efficiency of the system requires a recoupling of crop and livestockproduction systems. Innovative technical or organisational levers, at several organisation levels, mayhelp reaching this recoupling.; La spécialisation des systèmes de production agricole et la ségrégation géographique entre régionsd’élevage et régions de grandes cultures ont réduit les possibilités de bouclage local des cyclesbiogéochimiques par épandage des effluents d’élevage sur des parcelles destinées à la productionvégétale. Il en résulte des bilans excédentaires d’azote (N) et de phosphore (P) dans les régionsd’élevages intensifs, et une utilisation importante d’engrais de synthèse dans les régions de grandescultures. L’abandon de l’élevage dans les régions de grandes cultures a eu aussi pour effet de simplifierles successions de culture, avec la réduction voire la disparition des cultures fourragères. Malgré desprogrès faits dans l’ajustement des apports aux besoins des animaux, l’efficience d’utilisation deséléments minéraux contenus dans les rations animales demeure faible (entre 10 et 60% du N et du Pretenu dans les produits animaux selon les espèces et les systèmes d’élevage). A l’inverse, l’efficienced’utilisation du N et du P des effluents d’élevage par les végétaux est proche de celle observée pour lesengrais minéraux solubles dès lors que les modalités et calendriers d’apport permettent une fournituredes nutriments synchrone avec les besoins des plantes. Une efficience globale élevée du systèmesuppose donc une association des productions animales et végétales. Au-delà de l’associationclassique dans les systèmes de polyculture-élevage, celle-ci peut être envisagée selon des modalitésinnovantes, à différents niveaux d’organisation.

Le projet a consisté en l’équipement et la caractérisation d’un dispositif expérimental composé de 4 parcelles (24x75 m) correspondant à 4 systèmes (effluents bruts ; digestat brut ; digestats après séparation de phase ; engrais minéral) sur lesquels différents produits résiduaires organiques (PRO) ont été épandus au cours d’une rotation blé, colza, blé. Des mesures ont été effectuées sur le terrain (azote du sol, lessivage, gaz à effet de serre, exportation par les récoltes, etc.). En complément, la modélisation a permis d’aboutir au bilan azoté de chaque système. Suite à l’étude de la qualité de la matière organique des PRO, le stockage dans le sol de la matière organique a été simulé à long terme : les digestats permettent un stockage légèrement inférieur au effluent non méthanisés. Enfin, une analyse de cycle de vie (ACV) à l’échelle de la parcelle a été conduite : les scénarios impliquant des digestat se positionnent de façon intermédiaire vis-à-vis des autres scénarios (le point de vigilance porte sur les émissions de nitrates).

The polymer binder is one of the essential constituents of the silicon-based electrode of a Li-ion battery. It helps in the retention of silicon capacity by reducing volume expansion during charge / discharge cycles. Various parameters related to the polymer are involved in obtaining a stable electrode with good electrochemical performance. The formulation by grinding with SPEX allows good diffusion of lithium but it degrades the polymer by depolymerization. Using the SPEX (Si + Csp) formulation method followed by magnetic stirring of the mixture with the polymer binder can take advantage of SPEX formulation for silicon while reducing polymer degradation. Different polysaccharides are obtained by chemical modification of pectins, celluloses and polygalactomannans and fully characterized. These polysaccharides obtained are tested as a polymer binder in a negative silicon electrode. Different structural and formulation effects are highlighted. The grinding method (SPEX) appears to influence the consistency of the slurry, in the case of CMC. This may be related to the size of the polysaccharide, then adequate for good capacity retention. The degree of methylation in the case of pectin also showed an important contribution (capacity of 2174 mAh / g after 50 cycles). With a degree of methylation of 24% and a molar mass of 50,000 g / mol, the obtained performance is comparable to that of polyacrylic acid 450,000 g / mol. Cellulose oxidized at 34% allows for better retention capacities than CMC250. The hydroxyl functions are also involved in reducing the volume expansion as shown in the example of locust bean gum, Le liant polymère est un des constituants essentiels de l'électrode à base de silicium d'une batterie Li-ion. Il aide à la rétention de la capacité du silicium par la réduction de l'expansion volumique lors des cycles de charge/décharge. Différents paramètres liés au polymère interviennent dans l'obtention d'une électrode stable avec de bonnes performances électrochimiques. La formulation par broyage au SPEX permet une bonne diffusion du lithium mais elle dégrade le polymère par dépolymérisation. L'utilisation de la méthode de formulation SPEX (Si + Csp) puis agitation magnétique du mélange avec le liant polymère permet de profiter de l'avantage du SPEX pour le silicium tout en diminuant la dégradation du polymère. Différents polysaccharides sont obtenus par modification chimique de pectines, celluloses et polygalactomannanes et complètement caractérisés. Ces polysaccharides obtenus sont testés en tant que liant polymère dans une électrode négative au silicium. Différents effets structuraux et de formulation sont mis en évidence. La méthode de broyage (SPEX) semble influencer l'homogénéité de l'encre, dans le cas de la CMC. Cela peut être liée à la taille du polysaccharide, alors adéquate pour une bonne rétention de la capacité. Le degré de méthylation dans le cas de la pectine, a montré une importante contribution également (capacité de 2174 mAh/g après 50 cycles). Avec un degré de méthylation de 24% et une masse molaire de 50000 g/mol, les performances obtenues sont comparables à celles de l'acide polyacrylique 450000 g/mol. La cellulose oxydée à 34% permet d'avoir de meilleures capacités de rétention que la CMC250. Les fonctions hydroxyles interviennent également pour réduire l'expansion volumique comme le montre l'exemple de la gomme de caroube

International audience; Ensuring the perpetuity and improvement of REDD initiatives requires rigorous impact evaluation of their effectiveness in curbing deforestation. Today, a number of global and regional remote sensing (RS) products that detect changes in forest cover are publicly available. In this study, we assess the suitability of using these datasets to evaluate the impact of local REDD projects targeting smallholders in the Brazilian Amazonb] Firstly, we reconstruct the forest loss of 21,492 farms located in the Transamazonian region for the period 2008 to 2018, using data from two RS products: Global Forest Change (GFC) and the Amazon Deforestation Monitoring Project (PRODES). Secondly, we evaluate the consistency between these two data sources and find that the deforestation estimates at the farm level vary considerably between datasets. Despite this difference, using microeconometric techniques that use pre-treatment outcomes to construct counter-factual patterns of REDD program participants, we estimate that about two hectares, or about four percent of the forest area, were saved on average on each of the 350 participating farms during the first years of the program, regardless of the data-source used. Moreover, we find that deforestation decreased on plots surrounding participating farms during the very first years of the program, suggesting that the program may have had a positive effect on neighboring farms as well. Finally, we show that participants returned to their business-as-usual pattern of clearing one to three hectares per year at the end of the program. The environmental gain generated by the program, however, was not offset by any catch-up behavior, as the two hectares saved on each farm before 2017 were not cleared in 2018. By calculating the monetary gain of the delayed carbon dioxide emissions, we find that the program’s benefits were ultimately greater than its costs.

Le projet a consisté en l’équipement et la caractérisation d’un dispositif expérimental composé de 4 parcelles (24x75 m) correspondant à 4 systèmes (effluents bruts ; digestat brut ; digestats après séparation de phase ; engrais minéral) sur lesquels différents produits résiduaires organiques (PRO) ont été épandus au cours d’une rotation blé, colza, blé. Des mesures ont été effectuées sur le terrain (azote du sol, lessivage, gaz à effet de serre, exportation par les récoltes, etc.). En complément, la modélisation a permis d’aboutir au bilan azoté de chaque système. Suite à l’étude de la qualité de la matière organique des PRO, le stockage dans le sol de la matière organique a été simulé à long terme : les digestats permettent un stockage légèrement inférieur au effluent non méthanisés. Enfin, une analyse de cycle de vie (ACV) à l’échelle de la parcelle a été conduite : les scénarios impliquant des digestat se positionnent de façon intermédiaire vis-à-vis des autres scénarios (le point de vigilance porte sur les émissions de nitrates).Pour le dataset, consulter : Metametha dataset https://doi.org/10.15454/5MOZKJ

International audience; The effect of organic fertilizers on soil phosphorus (P) availability is usually mainly associated with the rate and forms of P applied, while they also alter the soil physical-chemical properties, able to change P availability. We aimed to highlight the impact of pH and organic C modifications in soil on the inorganic P (Pi) sorption capacity and availability as compared to the effect of P accumulation after mineral or organic fertilizers. We conducted a 10-years-old field experiment on an andosol and compared fields that had been amended with mineral or organic (dairy slurry and manure compost) fertilizers against a non-fertilized control. Water and Olsen extractions and Pi sorption experiments were realized on soils sampled after 6 and 10 years of trial. We also realized an artificial and ex situ alkalization of the control soil to isolate the effect of pH on Pi sorption capacity. Organic fertilizer application increased total P, pH, and organic C in soil. Pi-Olsen increased mainly with soil total P (r2 adj = 0.79), while Pi-water increased jointly with soil total P and pH (r2 adj = 0.85). The Pi sorption capacity decreased with organic fertilizer application. Artificial and ex situ alkalization of the control soil showed that Pi sorption capacity decreased with increasing pH. Our study demonstrated that, beyond the P fertilization rate, the increase in organic C content and even more so in pH induced by a decade of organic fertilizer applications in soil decreased the Pi sorption capacity and consequently increased Pi-water in soil.

This work is devoted to the preparation of new bio-based carbon materials. Carbon materials, such as carbon fibers used in composites, are mainly obtained from a petroleum precursor. These precursors are expensive and not compatible with a sustainable industry. The use of a bio-based precursor available in large quantities such as lignin makes it possible to overcome limitations of petroleum based precursors. The aromatic molecular structure and high carbon content of lignin make it an ideal candidate for the production of bio-based carbon material. Lignin could be transformed into various materials such as carbon nanofibers, twisted carbon nanofibers, or carbonized composite 3D structures. These materials have been obtained from innovative techniques such as electrospinning and 3D printing. Twisting of the lignin-based-carbon nanofibers allowed for measurements of their mechanical strength. The electrochemical properties of the lignin-based twisted carbon nanofibers are interesting for potential microelectrode applications. The low microstructural order of the carbon from the carbonized lignin has been improved. Graphitization treatment or addition of carbon nanofillers contributed to this improvement. The mechanical, structural and electrical properties of nanocomposite carbon nanofibers illustrate the influence of graphene oxide on lignin. A composite effect between these two components has been observed. The 3D printing of composite inks based on lignin and graphene oxide has been reported for the first time in order to elaborate dense, organized and electrically conductive 3D carbonized structures.; Ce travail de thèse est consacré à la mise en forme de nouveaux matériaux carbonés à partir d’un précurseur biosourcé. Les matériaux carbonés tels que les fibres de carbone utilisés dans les composites sont principalement obtenus à partir de précurseurs d’origine pétrosourcée. Ces précurseurs sont onéreux et incompatibles avec une industrie durable. L’utilisation d’un précurseur biosourcé disponible en grande quantité tel que la lignine permet de pallier ces limitations. La structure moléculaire aromatique et la teneur élevée en carbone de la lignine font d’elle un candidat idéal pour l’élaboration de matériau carboné biosourcé. La lignine a pu être transformée en divers matériaux carbonés tels que des nanofibres de carbone, des tresses de nanofibres de carbone, ou encore des objets 3D composites carbonisés. Ces matériaux ont été obtenus à partir de techniques innovantes que sont l’électrofilage et l’impression 3D. Le tressage des nanofibres de carbone ex-lignine a permis d’évaluer les propriétés mécaniques des fibres de carbone. Les propriétés électrochimiques des tresses de nanofibres de carbone ex-lignine sont apparues intéressantes pour une utilisation potentielle en tant que microélectrodes. La microstructure faiblement organisée du carbone issue de la lignine a pu être améliorée. Un traitement thermique de graphitisation ou un ajout de nanocharges carbonées ont contribué à cette amélioration. Les propriétés mécaniques, structurales et de conductivité électrique des nanofibres nanocomposites ont permis de définir l’influence de l’oxyde de graphène sur la lignine. Un effet composite entre ces deux constituants a pu être observé. L’impression 3D d’encres composites à base de lignine et d’oxyde de graphène a pu être rapportée pour la première fois afin d’élaborer des objets 3D carbonisés denses, organisés et conducteurs d’électricité.

This work is devoted to the preparation of new bio-based carbon materials. Carbon materials, such as carbon fibers used in composites, are mainly obtained from a petroleum precursor. These precursors are expensive and not compatible with a sustainable industry. The use of a bio-based precursor available in large quantities such as lignin makes it possible to overcome limitations of petroleum based precursors. The aromatic molecular structure and high carbon content of lignin make it an ideal candidate for the production of bio-based carbon material. Lignin could be transformed into various materials such as carbon nanofibers, twisted carbon nanofibers, or carbonized composite 3D structures. These materials have been obtained from innovative techniques such as electrospinning and 3D printing. Twisting of the lignin-based-carbon nanofibers allowed for measurements of their mechanical strength. The electrochemical properties of the lignin-based twisted carbon nanofibers are interesting for potential microelectrode applications. The low microstructural order of the carbon from the carbonized lignin has been improved. Graphitization treatment or addition of carbon nanofillers contributed to this improvement. The mechanical, structural and electrical properties of nanocomposite carbon nanofibers illustrate the influence of graphene oxide on lignin. A composite effect between these two components has been observed. The 3D printing of composite inks based on lignin and graphene oxide has been reported for the first time in order to elaborate dense, organized and electrically conductive 3D carbonized structures., Ce travail de thèse est consacré à la mise en forme de nouveaux matériaux carbonés à partir d’un précurseur biosourcé. Les matériaux carbonés tels que les fibres de carbone utilisés dans les composites sont principalement obtenus à partir de précurseurs d’origine pétrosourcée. Ces précurseurs sont onéreux et incompatibles avec une industrie durable. L’utilisation d’un précurseur biosourcé disponible en grande quantité tel que la lignine permet de pallier ces limitations. La structure moléculaire aromatique et la teneur élevée en carbone de la lignine font d’elle un candidat idéal pour l’élaboration de matériau carboné biosourcé. La lignine a pu être transformée en divers matériaux carbonés tels que des nanofibres de carbone, des tresses de nanofibres de carbone, ou encore des objets 3D composites carbonisés. Ces matériaux ont été obtenus à partir de techniques innovantes que sont l’électrofilage et l’impression 3D. Le tressage des nanofibres de carbone ex-lignine a permis d’évaluer les propriétés mécaniques des fibres de carbone. Les propriétés électrochimiques des tresses de nanofibres de carbone ex-lignine sont apparues intéressantes pour une utilisation potentielle en tant que microélectrodes. La microstructure faiblement organisée du carbone issue de la lignine a pu être améliorée. Un traitement thermique de graphitisation ou un ajout de nanocharges carbonées ont contribué à cette amélioration. Les propriétés mécaniques, structurales et de conductivité électrique des nanofibres nanocomposites ont permis de définir l’influence de l’oxyde de graphène sur la lignine. Un effet composite entre ces deux constituants a pu être observé. L’impression 3D d’encres composites à base de lignine et d’oxyde de graphène a pu être rapportée pour la première fois afin d’élaborer des objets 3D carbonisés denses, organisés et conducteurs d’électricité.

International audience; Adaptation to climate change and its mitigation are some of the biggest challenges facing agriculture. In the global South, these challenges are associated with the need for food security. The arrival of climate change on the international agenda has prompted the recycling of a multitude of initiatives to address this problem, leading inevitably to the emergence of numerous controversies. However, although the scales and actors targeted may differ, all of these initiatives are trying in one way or another to provide technical, social, economic and political options to increase the climate resilience of agriculture. There is heated debate about three approaches, which focus on these relationships between agriculture and climate: climate-smart agriculture, agroecology and the 4 per 1000 Initiative on soil carbon. Beyond the conceptual differences and the sometimes partisan interpretations of these three approaches, agriculture in the Southern countries needs to take advantage of their potential synergies.

International audience; This Special Issue highlights new contributions on the role of agroforestry systems for climate change mitigation and adaptation in different pedoclimatic contexts. This Special Issue was launched during the 4th World Congress on Agroforestry (https://agroforestry2019.cirad.fr/) held in Montpellier, France, 20–22 May 2019. This event gathered more than 1200 delegates and leading keynote speakers from 97 countries (Dupraz et al., 2019). Of the 82 articles received, 14 were considered for publication in this Special Issue, including several articles not presented during the congress. This Special Issue includes eight articles on climate change mitigation through agroforestry, and 6 articles on climate change adaptation (Table 1). Research results presented in this Special Issue cover 10 different countries (plus two papers with a global perspective) encompassing a broad range of agroforestry systems, including shaded perennial-crop systems, agroforests, silvopastures, parklands, hedgerows, and riparian systems.