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L’objectif du projet EGERIEC est l’évaluation et la gestion des risques vis-à-vis de la ressource en eau au droit des captages wallons basées sur les techniques modernes de fouilles de données et des solutions orientées vers l’hydroécologie et les infrastructures vertes. Le projet, financé par la SPGE dans le cadre de l’appel à projet « protection de la ressource en eau », regroupe les partenaires Naturem Solutions, Champs-Libres, l’UCLouvain et la Société Wallonne des Eaux. La première partie du projet concerne l’évaluation du risque de pollution de prises d’eaux souterraines wallonnes aux nitrates, pesticides et matières en suspension. L’évaluation se fait d’un point de vue temporel en comparant l’état de la pollution il y a 20 ans avec l’état de pollution il y a 2 ans, et d’un point de vue spatial en incluant 36 points de mesures répartis dans quatre masses d’eau (les sables du Bruxellien, les sables du Landénien, les craies du bassin de la Haine et les craies du bassin du Geer). Pour chaque point de mesure, une série de variables relatives à la vulnérabilité et à des sources de pollution potentielles sont définies. Au travers d’un modèle de régression linéaire multiple nous identifions les variables qui permettent d’expliquer, partiellement, la variabilité spatiale de l’état de pollution il y a 20 ans et celle il y a 2 ans. La deuxième partie du projet concerne la gestion du risque de pollution des ressources en eaux de surface et souterraine, via un outil d’aide à la décision (OAD) focalisé sur les solutions fondées sur la nature (SfN) en zone agricole. L’OAD compare différents scénarii d’implantation des SfN via une analyse multicritère intégrée à une application web cartographique. Sont pris en compte des critères d’efficacité (dépollution), financiers, d’acceptabilité et divers impacts complémentaires, dont la biodiversité. L’outil est applicable partout en Wallonie et particulièrement pour les contrats de captage. Les modes de transfert considérés sont l’écoulement diffus de surface ou superficiel et concentré de surface, pour différents polluants (nitrates, pesticides, matières en suspension, matière organique et phosphore). Enfin, cet outil contient également plusieurs fiches techniques et informatives sur les SfN en zone agricole et urbaine et les bonnes pratiques en zone forestière. Les produits du projet sont diffusés au travers d’une application web, destinée aux acteurs de l’eau en Wallonie. Le premier volet de l’application montre d’une part l’historique et l’état actuel de la pollution des prises d’eau, et d’autre part la répartition spatiale des facteurs de vulnérabilité et de risque. Le deuxième volet reprend l’outil d’aide à la décision pour la gestion du risque de pollution de la ressource en eau en milieu agricole avec des solutions fondées sur la nature.

International audience; Une aire d’alimentation est une zone couvrant la surface totale du sol qui approvisionne un captage d’eau potable. Son envergure est donc bien plus importante que celle des périmètres délimités autour du point de prélèvement. Pour la protection de ces espaces, la loi a décidé d’étendre le dispositif dit des « zones soumises à des contraintes environnementales » (ZSCE).

Remployés dans un mur de cave médiévale, quatre imposants blocs d’architecture ont été mis au jour à l’occasion de la fouille de la place d’Albon (Lyon 2e) durant l’hiver 2015-2016. Identifiés comme des éléments de fontaine, ils sont probablement à mettre en relation avec une conduite d’adduction en terre cuite mise au jour à proximité immédiate. Ces découvertes récentes sont l’occasion de reprendre les données sur les fontaines publiques lyonnaises, en présentant notamment un nouvel élément (re)découvert à Fourvière et en proposant une série d’observations quant à l’objet de leur mise en place. Nous en profiterons pour discuter des perspectives de recherche autour de la question de l’approvisionnement en eau dans la Presqu’île lyonnaise : captage ou puisage, répartition et distribution. Reused in a wall of a medieval cellar, four large stone blocks were uncovered during the excavation of the Place d’Albon (Lyon 2nd) in winter 2015-2016. Identified as elements of a fountain, they probably correspond to a terra cotta adduction conduit uncovered nearby. These recent discoveries provide an opportunity to reanalyze the data on public fountains in Lyon, while presenting a new element (re)discovered in Fourvière, and while presenting observations concerning the reasons for their installation. We will also discuss the research perspectives on the question of water procurement in the Lyon Presqu’île: catchment or drawing, allocation and distribution. Bei der Grabung auf dem Place d’Albon (Lyon 2e) im Winter 2015-2016 wurden in einem mittelalterlichen Keller vier imposante, als Spolien wiederverwendete Steinblöcke freigelegt. Sie wurden als Elemente eines Brunnen identifiziert und dürften mit einer in unmittelbarer Nähe gefundenen Tonrohrleitung in Verbindung zu bringen sein. Diese neuen Entdeckungen bieten Gelegenheit die bereits bekannten Daten über die öffentlichen Brunnen Lugdunums und einen in Fourvière (wieder)entdeckten Fund zu präsentieren und eine Reihe von Betrachtungen bezüglich der Errichtung der Brunnen vorzuschlagen. Wie nutzen die Gelegenheit, um die Forschungsperspektiven um die Frage der Wasserversorgung der Presqu’île de Lyon zu diskutieren : Gewinnung des Wassers aus Quellen oder aus Brunnen, Verteilung des Wassers.

This research aims at developing and optimizing a powerful technological breakthrough in the CO2 capture/release treatment using Layered Double Hydroxides (LDHs) that have a strong affinity for carbonate, CO32-. The electrochemical control of the oxidation state of the multiple valence cations, constituting the lamellar sheets, is the core process. The co-precipitation of Co/Fe LDH was optimized for electrochemical cycling according to: CoII6FeIII2(CO3)(OH)16 + (x/2)CO32- ⇆ CoII(6-x)CoIII(x)FeIII2 (CO3)(1+x/2)(OH)16 + xe- The combination of X-Ray diffraction, vibrational and absorption spectroscopies as well as physical and chemical analyses provides a deep insight into Co/Fe-based LDH formation mechanism. Ferrihydrite, onto which Co2+ is adsorbed, is the key reaction intermediate in the synthesis of LDH Co/Fe. The adsorption of Co2+ is responsible for redox phenomena that induce the formation of a metastable LDH (FeII/CoIII). The evolution of this metastable material leads to the final LDH material (CoII/FeIII). The analysis of the thermal behavior of materials, by High Temperature X-ray Diffraction and by Thermo-Gravimetry coupled with Gas Chromatography, enabled to specify the formulation of the synthesized LDHs (Co3,14Fe2(OH)10,28(CO3), xH2O) and to define their operating temperature range (less than 160 °C). As part of the energy integration of the process, heat exchangers, for energy recovery or preheating of certain flows, will therefore have to be implemented for the use of Co/Fe LDH in a CO2 capture process in which hot gases can reach up to 600°C. The coupling of cyclic voltammetry (in the range 0.44 -1.41 V/SHE), quartz crystal microbalance and grazing-incidence wide-angle X-ray scattering, at Synchrotron Soleil, enabled to determine the oxidation-reduction heterogeneous kinetic constant of the CoIII/CoII redox couple constituting the LDHs brucitic layers (k°= 2.5 x 10-4 m/s, a = 0.6, ß = 0.4). The process of CO2 capture and release was implemented on LDH aqueous slurries in two-compartments electrochemical reactors. The analyzes were carried out in a NaHCO3/Na2CO3 buffer solution pH 9 (I.S 0.05M). The coupling of electrochemical measurements by electrolysis at an applied potential, and potentiometric by alkalinity titration, allowed the calculation of the efficiency of redox reactions. The percentage of electroactive Co ranges from 5 to 12%. Furthermore, experiments showed that the mass transport coefficient (km) of LDHs towards the electrode is 4.72x10-5 m/s; the electrochemical oxidation and reduction constants of cobalt are respectively 1.48x10-3 s-1 and 1.27x10-3 s-1. Under optimal cycling conditions (0.84 and 0.24 V/SHE respectively for the oxidation and reduction of Co, with a Co concentration of 0.39x10-2 M), the efficiency of the process, for one cycle of capture and release, is higher than 170 kg of CO2 per ton of LDH. This result suggests particularly interesting perspectives for the optimization of an electrolytically supported process of capture and release of CO2 using Co/Fe LDHs., Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du projet ADEME CALICE "Procédé de captage et libération du CO2 assisté par électrolyse utilisant des matériaux de type brucitique". Il vise à développer une technologie de rupture dans le domaine du traitement d'effluents gazeux contenant du CO2, en vue de sa valorisation. Le procédé repose sur la modification des valencedes espèces redox actives constitutives des feuillets du matériau pour moduler sa capacité d'échange anionique et assurer le captage et la libération du CO2, sous forme d'anions inorganiques. Décrits dans la bibliographie comme matériaux capables d'assurer jusqu'à 5000 cycles électrochimiques d'oxydation et de réduction, les HDLs Co/Fe ont été sélectionnés comme matériaux d'intérêt, susceptibles d'assurer le captage et la libération des anions HCO3- et/ou CO32- ; les atomes de cobalt, aux degrés d'oxydation II et III, constituent les entités électroactives. Le mécanisme de formation des HDLs Co/Fe, par coprécipitation à pH variable, a été étudié pour des valeurs de pH comprises entre 2 et 11. La ferrihydrite, sur laquelle Co2+ s'adsorbe, est l'intermédiaire réactionnel clé de la synthèse des HDLs Co/Fe. L'adsorption de Co2+ est responsable de phénomènes d'oxydoréduction qui induisent la formation d'un HDL métastable (FeII/CoIII) dont l'évolution conduit au matériau HDL final (CoII/FeIII). L'analyse du comportement thermique des matériaux a permis de préciser la formulation des HDLs synthétisés (Co3,14Fe2(OH)10,28(CO3), xH2O) et de définir leur domaine thermique d'application potentielle (inférieur à 160°C) en vue de leur utilisation dans un procédé de capture du CO2 contenu dans des gaz chauds issus d'installations industrielles dont la température peut atteindre 600°C. Dans le cadre de l'intégration énergétique du procédé, des échangeurs thermiques, pour la récupération d'énergie ou le préchauffage de certains flux, devront par conséquent être mis en œuvre. Le couplage des techniques électrochimiques, gravimétrique et de diffraction de rayons X, au synchrotron Soleil, a permis de déterminer le potentiel standard apparent du couple CoIII/CoII (1,23 V/ESH), la constante cinétique d'oxydo-réduction du couple CoIII/CoII constitutifs des feuillets du HDL (k° = 2,5 x10-4 m/s, a = 0,6, b = 0,4) et d'analyser les mécanismes physico-électrochimiques associés à l'oxydation de CoII et à la réduction de CoIII de telle sorte que : CoII6CoIIIFeIII2[(OH)16][CO3], zH2O + 0,5x CO32- ⇆ CoII6-xCoIIIxFeIII2[(OH)16][CO3](1+0,5x),(z-z')H2O + z'H2O + xe- Le procédé de captage et libération du CO2 a été mis en œuvre sur des solides de type HDLs utilisés sous forme de pulpes dans des réacteurs électrochimiques à deux compartiments, en milieu aqueux. Les analyses ont été conduites dans une solution tampon NaHCO3/Na2CO3 à pH 9 (FI 0,05M). Le couplage des électrolyses à potentiel imposé et du suivi de l'alcalinité a permis de calculer le rendement des réactions redox. Le pourcentage de Co redox actif est compris entre 5 et 12%. Le coefficient de transport de matière électroactive vers la surface de l'électrode, km, est égal à 4,72x10-5 m/s ; les constantes réactionnelles électrochimiques d'oxydation et de réduction du cobalt, qui quantifient l'efficacité de l'interaction matière/électrode, sont respectivement égales à 1,48x10-3 s-1 et 1,27x10-3 s-1. Dans les conditions optimales de cyclage (0,84 et 0,24 V/ESH respectivement pour l'oxydation et la réduction de Co, avec une concentration de Co de 4 10-3 M), le rendement du procédé est supérieur à 170 kg de CO2 par tonne de HDL et par cycle. Ce résultat laisse présager des perspectives intéressantes pour l'optimisation d'un procédé, assisté par électrolyse, de capture et de libération du CO2 par des HDLs Co/Fe.

Analytical sciences are increasingly associated with sustainable production objectives through two approaches: the characterization of products and processes before and after a recycling process, and the development of new green analytical recycling methodologies for their recovery. In particular, waste electrical and electronic equipment (WEEE) is nowadays considered as urban mines because of its composition, rich in metallic species of interest. For the latter, there are different methods of analysis, before and after recycling, using conventional technologies (ICP-AES, ICP OES, XRD, X-ray fluorescence). In this work, we propose to make an innovative contribution in this field by developing a lab-on-a-chip implementing the coupling between electrophoretic separation and amperometric detection. Compared to existing technologies, this type of device will serve not only as an analytical tool for real-time monitoring of an industrial recycling process, but also as a recycling tool with the potential recovery of precious metals (Platinum, Palladium and Gold) in solid form by electrochemical depletion. The development of a recovery strategy was thus explored, thanks to the integration of composite microelectrodes for the detection of precious metals from acid leachate within a reversible microsystem with multiple advantages compared to conventional microsystems. Such a flow system has been adapted for metal recovery with rates close to 80%., Les sciences analytiques sont de plus en plus associées aux objectifs de production durable selon deux approches : la caractérisation des produits et procédés avant et après un procédé de recyclage, et le développement de nouvelles méthodologies analytiques vertes de recyclage en vue de leur valorisation. En particulier, les déchets d’équipements électriques et électroniques (D3E) sont aujourd’hui considérés comme des mines urbaines du fait de leur composition, riche en espèces métalliques d’intérêt. Concernant ces dernières, il existe différentes méthodes d’analyse, avant et après recyclage, qui mettent en oeuvre des technologies classiques (ICP-AES, ICP OES, XRD, fluorescence de rayons X). Nous proposons dans ce travail d’apporter une contribution innovante dans ce domaine en développant un laboratoire sur puce mettant en œuvre le couplage entre une séparation électrophorétique et une détection ampérométrique. Par rapport aux technologies existantes, ce type de dispositif servira non seulement d’outil d’analyse pour le suivi en temps réel d’un processus industriel de recyclage, mais aussi d’outil de recyclage avec la potentielle récupération des métaux précieux (Platine, Palladium et Or) sous forme solide par déplétion électrochimique. Le développement d’une stratégie de valorisation a ainsi été exploré, grâce à l’intégration de microélectrodes composites pour la détection des métaux précieux issus de lixiviats acides au sein d’un microsystème réversible aux multiples avantages par rapport aux microsystèmes conventionnels. Un tel dispositif en flux a été adapté pour la récupération des métaux avec des taux proches de 80 %.

National audience

Ce référentiel identifie des besoins méthodologiques dans la mise en œuvre des politiques publiques de limitation des pollutions diffuses des ressources en eau par les pesticides et inventorie les outils, méthodes et dispositifs de production de références, issus de travaux de recherche, pouvant y répondre. Les politiques publiques relatives à la gestion des contaminations de l'eau font intervenir de nombreux acteurs. Interrogés sur leurs missions, il apparaît qu'ils interagissent sur deux échelles de gestion : l'une "régionale", correspondant aux bassins hydrographiques et aux Régions, l'autre "locale", correspondant aux bassins d'alimentation des masses d'eau ou des captages d'eau potable. L'échelle de gestion est définie comme étant un espace géographique où interagissent des acteurs, engagés dans ce cas pour limiter les pollutions diffuses des ressources en eau. A l'échelle de gestion dite "régionale", les Agences de l'Eau et les Directions Régionales de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement (DREAL) de bassin établissent les objectifs de qualité par masse d'eau. Elles identifient ensuite les zones d'intervention prioritaires et dimensionnent les moyens à mobiliser pour atteindre les objectifs fixées, avec l'appui des services déconcentrés de l'Etat. Ces éléments sont inscrits dans les Schémas Directeurs d'Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) et Programmes de Mesures (PdM) à l'échelle des bassins hydrographiques ainsi que dans les Plans d'Action Opérationnels Territorialisés (PAOT) des Départements. Actuellement, ce sont principalement les masses d'eau utilisées pour l'adduction d'eau potable et leurs bassins d'alimentation qui ont été désignés comme les territoires prioritaires. Les Agences de l'Eau sont, avec l'Union Européenne à travers les Régions (depuis la réforme de la Politique Agricole Commune), les principales pourvoyeuses de fonds des collectivités territoriales ou leur regroupement (Établissement public territorial de bassin, Syndicat d'eau potable, Communauté d'Agglomération, etc.). Ces structures portent la mise en œuvre d'actions dans les bassins d'alimentation des masses d'eau polluées, à l'échelle de gestion dite "locale". En effet, ce sont ces structures qui sont responsables de la gestion des milieux aquatiques (depuis la loi du 27 janvier 2014 de modernisation de l'action publique) et des captages d'eau potable. Elles peuvent faire appel à des animateurs qu'elles recrutent ou à des organisations professionnelles, telles que les Chambres d'Agriculture, qui travaillent directement avec les agriculteurs. Ce schéma de fonctionnement général peut néanmoins varier d'un territoire à un autre, en fonction des liens entre acteurs territoriaux et le degré d'implication des décideurs politiques. La mise en œuvre d'une action publique à ces deux échelles de gestion se confronte à des difficultés opérationnelles. Celles-ci ont été identifiées et regroupées en quatre "enjeux opérationnels" interdépendants : Le diagnostic initial : Il s'appuie grandement sur les mesures de la qualité de l'eau. Cependant des études complémentaires sont menées afin de comprendre pourquoi et quand interviennent les contaminations. Une fois que les facteurs de déterminants sont identifiés, il est souvent nécessaire de procéder à une priorisation des zones d'intervention. Cette étape fait intervenir une évaluation des risques de contamination liés aux usages des produits phytosanitaires et à la vulnérabilité du milieu. L'enquête a mis en évidence que cette évaluation n'est réalisée que partiellement la plupart du temps. Le choix des actions agronomiques et paysagères : Cet enjeu implique l'identification des actions, compatibles avec le contexte local, à mettre en œuvre pour atteindre les objectifs fixés. Deux grandes stratégies techniques sont en général mises en avant pour la prévention des pollutions diffuses dues aux pesticides : la réduction voire la suppression des usages et la limitation des transferts vers les ressources en eau. De nombreux leviers d'action existent pour la mise en place de ces stratégies. Tout l'enjeu réside dans le choix des actions les plus efficaces. Le suivi et évaluation du programme : Cette phase est nécessaire pour évaluer l'action publique quelle que soit l'échelle de gestion. Des outils sont mobilisés pour à la fois suivre l'avancement de la mise en œuvre d'actions et estimer l'impact d'une politique sur la qualité des ressources en eau. Ces procédures sont définies dès le lancement d'une action puisqu'elles mobilisent des informations spécifiques qui doivent être recueillies de manière échelonnée dans le temps. La mobilisation des acteurs : Elle peut et devrait intervenir pendant différentes étapes d'une démarche, en amont de la construction d'un plan d'action, durant sa mise en œuvre ou pour réaliser une évaluation. Elle peut viser par exemple à définir des marges de manœuvre collectivement acceptées ou accompagner la mise en œuvre d'actions préétablies. Un fois que les acteurs sont caractérisés, plusieurs types de méthode peuvent être adoptés pour les mobiliser. Un travail d'enquête mené auprès des institutions publiques de recherche a permis de réaliser un inventaire d'outils, de méthodes et de dispositifs de production de références adaptés à la gestion des ressources en eau pour ce qui concerne la lutte contre la contamination par les pesticides. Des fiches de renseignement ont été complétées par les concepteurs regroupant les informations nécessaires à la compréhension de leur fonctionnement. Les outils, méthodes et dispositifs de références ont par la suite été organisés en fonction des enjeux opérationnels auxquels ils répondent. Cette classification a pour objectif d'aider les gestionnaires à identifier des outils ou des références répondant à leurs besoins méthodologiques. L'analyse réalisée éclaire également les différences entre les outils et méthodes en termes d'opérationnalité, un aspect particulièrement important dans une perspective d'utilisation de ce référentiel par des gestionnaires. Pour identifier l'état d'opérationnalité, un système de classement est proposé. Il permet de savoir si l'outil en question se situe plutôt dans une phase de conception ou si des applications concrètes dans des situations de gestion ont été réalisées. Le bilan global de l'inventaire montre que de nombreux outils et dispositifs existent. Néanmoins, leur répartition entre les différents enjeux opérationnels fait ressortir des manques thématiques. Finalement, leur mobilisation par des acteurs de terrain nécessite dans une majorité de cas un accompagnement de la part d'experts scientifiques.

International audience

EGU2017, 19th EGU General Assembly , VIENNE, AUTRICHE, 23-/04/2017 - 28/04/2017; Catchments have memory and the conditional flood frequency distribution for a time period ahead can be seen as non-stationary: it varies with the catchment state and climatic factors. From a risk management perspective, understanding the link of conditional flood frequency to catchment state is a key to anticipate potential periods of higher flood risk. Here, we adopt a simulation approach to explore the link between flood frequency obtained by continuous rainfall-runoff simulation and the initial state of the catchment. The simulation chain is based on i) a three state rainfall generator applied at the catchment scale, whose parameters are estimated for each month, and ii) the GR4J lumped rainfall-runoff model, whose parameters are calibrated with all available data. For each month, a large number of stochastic realizations of the continuous rainfall generator for the next 12 months are used as inputs for the GR4J model in order to obtain a large number of stochastic realizations for the next 12 months. This process is then repeated for 50 different initial states of the soil moisture reservoir of the GR4J model and for all the catchments. Thus, 50 different conditional flood frequency curves are obtained for the 50 different initial catchment states. We will present an analysis of the link between the catchment states, the period of the year and the strength of the conditioning of the flood frequency compared to the unconditional flood frequency. A large sample of diverse catchments in France will be used.

International audience; Dans ce travail, les résultats technico-économiques qui ont permis d’évaluer le coût de production de l'électricité à partir des centrales au gaz naturel et au charbon avec le captage du CO2, et le coût par tonne de CO2 évitée sont présentés. Trois systèmes ont été étudiés : un Cycle Combiné à Gazéification Intégrée (IGCC), une combustion conventionnelle de Charbon Pulvérisé (PC) et un Cycle Combiné au Gaz Naturel (NGCC). Les trois concepts majeurs liés à la récupération du CO2 ont été retenus. D’abord, Le captage du CO2 en post-combustion à partir des fumées grâce à un solvant chimique de type alkanolamine. Ensuite, l’oxy-combustion qui consiste à brûler le combustible avec de l’oxygène séparé préalablement de l’azote de l’air. Ce procédé permet de concentrer le CO2 dans les fumées et d’en faciliter la récupération. Enfin, le captage du CO2 en pré-combustion qui s’effectue en amont du système de production d’électricité: conversion en gaz de synthèse (H2 + CO) suivie d’une conversion du CO en CO2 dans un réacteur shift. Les résultats concernent les systèmes les plus représentatifs qui seront employées pour le remplacement des installations existantes. Pour l'IGCC, deux types de gazéification ont été étudiés : une technologie courante basée sur la gazéification du charbon sec à 27 bar (de type radiant/Puertollano) intégrée dans un cycle combiné classique fournissant 320 MWe (IGCC-300), et une future technologie (prévue pour environ 2015-2025) basée sur la gazéification d'un mélange charbon-eau (boue) qui peut être comprimé à 64 bar (type GE/Texaco) intégrée dans un cycle combiné avancé produisant une puissance brute de 1200 MWe (IGCC-1200). Les résultats montrent que l’efficacité la plus élevée avec le captage de CO2 est obtenue pour la centrale NGCC et un captage en post-combustion, avec une efficacité de 50% comparée à 60% sans captage, suivi de l'oxy-combustion pour la PC, avec une efficacité de presque 35% comparée à 45% sans captage, et enfin l’IGCC-300 et un captage en précombustion avec une efficacité de l'ordre de 33.5% comparés à 44% sans captage. La plus basse efficacité est obtenue avec le captage en post-combustion pour la PC, égale à 30% ce qui représente 15 points de moins que la PC sans captage (lorsqu’on utilise la MonoEhanolAmine). D'un point de vue purement énergétique, nous recommanderons de considérer seulement le captage en postcombustion dans la NGCC, en précombustion dans l’IGCC, et l'oxy-combustion dans la PC. Néanmoins, le captage en post-combustion dans la PC, bien que son efficacité semble être inférieure à celle de la PC en oxy-combustion, est actuellement inévitable pour pouvoir réadapter les centrales à charbon qui seront construites d'ici 2020 (avec plus de 1000 GW). Pour la NGCC, l'oxy-combustion du gaz naturel ne pourrait devenir techniquement viable que si des cycles innovants tels que le cycle de Graz sont adoptés, et à condition de réduire leur coût lors de la phase d'industrialisation.

National audience; Les procédés courants proposés pour le captage post combustion du dioxyde de carbone dans les effluents industriels reposent sur la dissolution sélective dans des solutions aqueuses d'amines (Lecomte et al., 2010). Cette dissolution s'effectue selon un mécanisme chimique et physique. La réaction acido-basique doit être réversible pour permettre une étape de régénération du solvant dans un procédé fonctionnant en cycles. Si le procédé est connu pour son utilisation dans la désacidification du gaz naturel, des verrous économiques sont à levés avant son intégration en sites industriels pour le captage du CO 2. Des recherches sont en cours sur la sélection des amines. Un des objectifs est une minimisation du cout énergétique des unités de régénération. Cette énergie est liée à l'enthalpie de dissolution de CO 2 qui peut être étudiée à partir de mesures expérimentales (Arcis et al., 2008,2009 et Rodier et al, 2010) et du développement de modèles théoriques (Vallée et al., 1999, Arcis et al., 2009, Kim et al., 2009). Les modèles représentatifs des équilibres sont des outils intéressants pour la corrélation et la prévision des capacités d'absorption ainsi que des énergies mises en jeu dans les procédés. La modélisation thermodynamique permet une analyse des mécanismes de dissolution en fonction de paramètres tels que le type d'amine, la température ou la pression en CO 2. Les modèles thermodynamiques représentatifs des systèmes {CO 2-eau-amine}sont de type  Le développement de ces modèles, prenant en compte la non idéalité des phases à l'équilibre, est complexe à cause du nombre réactions chimiques mises en jeu lors de la dissolution du CO 2 et du nombre de composés présents dans le système à l'équilibre. La présentation porte sur la performance de la modélisation thermodynamique à représenter à la fois des équilibres de phases et des enthalpies d'absorption. Une modélisation correcte nécessite une importante base de données expérimentales, incluant les constantes d'équilibre des réactions mises en jeu et des résultats de spéciation en solution.

La construction collective de solutions sur des territoires où s’exprime un problème de qualité de la ressource en eau se heurte bien souvent à la difficulté qu’ont les acteurs locaux à partager différents points de vue sur un objet commun. Un nouvel outil a donc été conçu qui permet l’expression des points clés tels que perçus par chaque acteur concernant son territoire de l’eau. Cet outil est composé de cartes (format cartes à jouer) sur lesquelles figurent des pictogrammes illustrant des thématiques multiples liées à la question de la qualité de l’eau. Il a été testé sur cinq Aires d’Alimentation de Captage lors d’entretiens individuels. Ce test a permis de vérifier que l’outil est complet et qu’il permet aux acteurs de structurer leur discours en faisant émerger, de façon satisfaisante pour eux, les éléments qu’ils jugent explicatifs de leur territoire. On a vérifié que ces territoires, bien que contraints par un même cadre réglementaire, sont loin d’être identiques dans leurs éléments structurants et explicatifs, et que les visions portées sur un même territoire par différents acteurs ne sont pas concordantes, mais liées à leurs objectifs propres. Rendre ces différences de perceptions explicites pour les acteurs locaux est important pour la construction de solutions efficaces et acceptables localement. L’originalité et l’intérêt principal de ce nouvel outil résident dans la plasticité (un même visuel « absorbe » des discours variés) et la neutralité des cartes, ce qui éloigne les discours de positions et encourage, au contraire, l’expression de besoins ou l’analyse de la situation., The collective construction of solutions in territories challenged by water supply problems often runs up against the difficulty local stakeholders have in sharing different views about the same subject. So a new tool has been designed which expresses key points concerning water resources in their territory as perceived by each stakeholder. This tool is composed of cards displaying pictograms that illustrate multiple themes associated with the question of water quality. It was tested using individual interviews in five catchment areas. This trial was carried out to ensure that the tool is complete and that it enables stakeholders to structure their responses by revealing, to their own satisfaction, those elements that they judge to be explanatory of their territory. It was then verified that, although they are restricted by the same regulatory framework, these territories are far from being identical in their structural and explanatory elements, and that the different stakeholders’ visions for the same territory do not tie in with each other, but are linked to their own objectives. Making these differences of visions explicit for the local actors is important for the construction of effective and acceptable local solutions. The originality and main interest of this new tool resides in the plasticity (the same visual ‘absorbs’ a variety of statements) and neutrality of the cards, which distances the remarks from positions and, on the contrary, encourages the expression of needs or an analysis of the situation.

In 2009, the excavation of a Roman shaft in the northeast of the town of Béziers (34) resulted in an underground tunnel dug in the Miocene molasses. The whole reception a perched water table and harvested percolation fine droplets contained in the sandstone aquifer. In 2011, two new Roman shafts were excavated a few hundred meters further north. Again, the archaeological work shows a similar pattern of operation. Already observed in the last century in some archaeological publications Biterroises this operating technique of groundwater wells gallery knows many similarities with the structures identified in Roman pole and larger scale throughout the Mediterranean. These millennia-hydraulic systems are grouped under the generic term «qanat » ., En 2009, la fouille d’un puits d’époque romaine au nord-est de la commune de Béziers (34) a débouché dans une galerie souterraine creusée dans les molasses miocènes. L’ensemble captait l’eau d’une nappe perchée et récoltait par percolation, les fines gouttelettes contenues dans l’aquifère gréseux. En 2011, deux nouveaux puits romains ont été fouillés quelques hectomètres plus au nord. Là encore, l’intervention archéologique fait apparaître un même schéma de fonctionnement. Déjà observée au siècle dernier dans certaines publications archéologiques biterroises, cette technique d’exploitation de l’eau souterraine en puits-galerie connait de nombreuses similitudes avec quelques ouvrages recensés en gaule romaine et à plus grande échelle, sur tout le pourtour méditerranéen. Ces systèmes hydrauliques plurimillénaires sont regroupés sous le terme générique de « qanàt »., Haurillon Roland, Bruxelles Laurent, Court-Picon Mona, Figueiral Isabelle, Forest Vianney, Ginouvez Olivier, Pallier Céline, Pons-Branchu Edwige, Rascalou Pierre, Tardy Christophe. Les ouvrages hydrauliques souterrains de « Mazeran » et du « Garissou » (Béziers, 34) : des qanàts romains en Gaule Narbonnaise. In: Revue archéologique de Narbonnaise, tome 48, 2015. pp. 135-163.

National audience; Face à la dégradation lente mais continue des eaux souterrianes au regard des nitrates, et à la confirmation, année par année, de la pollution par les pesticides, la réglementation tente de renforcer les démarches de protection de la ressource. C'est notamment le cas de la Directive Cadre sur l'Eau (DCE), traduite dans le droit français à travers la Loi sur l'Eau et les Milieux Aquatiques (LEMA) en 2006 et le Grenelle de l'Environnement de 2009. Le cadrage de ces démarches est important avec notamment la définition d'étapes clés qui sont validées par arrêtés préfectoraux. Elles se veulent également participatives avec un fléchage politique vers l'investissement des acteurs locaux, la concentration, ou encore la gouvernance locale. Dans la pratique, après la désignation du maître d'ouvrage du captage, un comité de pilotage (CoPil) est constitué. Son rôle est essentiel puisqu'il doit accompagner le maître d'ouvrage dans la démarche et participer à la construction collective de solutions sur le territoire. La loi n'impose pas de cadre en termes de choix d'acteurs : sa composition peut varier selon les territoires et parfois même le temps. Cependant, on retrouve classiquement dans ces instances les services de l'Etat, les élus locaux, les représentants du monde agricole (chambre d'agriculture), quelques agriculteurs (à titre individuel ou pour représenter des groupes d'agriculteurs regroupés en associations par exemple), l'animateur s'il en existe un. Les associations de consommateurs ou de protection de l'environnement, les coopératives et négoces, les instituts de recherche ou la SAFER sont plus rarement représentés. Les comités de pilotage se heurtent bien souvent à la difficulté qu'ont des acteurs différents à partager divers points de vue sur un objet commun (leur captage), en relation avec leur histoire propre, leur statut, les objectifs et les contraintes liées à leur activité professionnelle, etc. L'outil METE'EAU a été conçu pour permettre à des acteurs différents (amenés à construire ensemble des actions sur leur captage au sein des comités de pilotage) de partager leur approche du territoire et de la question de la préservation de la ressource. Il se présente sous la forme d'un jeu de 25 cartes à jouer, chacune composée de pictogrammes illustrant une large gamme de thématiques liées à la question de la qualité de l'eau : des cartes centrées sur l'eau : caractérisation de la pollution et du milieu biophysique, importance/localisation de la population, régie, etc. ; des cartes centrées sur les territoires : occupation du sol, formes d'agriculture, structurations administratives locales, etc. ; des cartes centrées sur les acteurs et la démarche de protection de la ressource : types d'actions, porteur de projet, suivis des actions, etc. Les cartes ont été conçues de manière à proposer un visuel le plus neutre possible : elles peuvent donc "absorber" des discours très variables selon les personnes enquêtées. Ces dernières choisissent 6 cartes qui permettent à leurs yeux de caractériser leur captage et doivent justifier leurs choix. Ce sont ainsi à la fois les choix de cartes qui sont analysés, mais aussi et surtout le discours porté par chacune. L'outil METE'AU permet de donner la parole aux acteurs concernés par une démarche de protection d'un captage. Le choix du tirage limité de carte suppose un travail fort de structuration et de hiérarchisation de la part de l'enquêté pour ne faire émerger que les éléments qu'il juge essentiels, qui relèvent de son appropriation de la question et du territoire. METE'EAU permet ainsi d'identifier les éléments structurants du territoire aux yeux de chacun des acteurs locaux en prenant en compte les facteurs humains et historiques qui permettent d'éclairer certaines situations (origines, évolutions).

National audience

La conchyliculture, et principalement l’élevage de l’huître creuse, Crassostrea gigas, constitue la principale activité aquacole française. Cette activité repose, en grande partie, sur le recrutement naturel de l’espèce qui assure 70% des besoins en jeunes huîtres (naissain) : cette activité de collecte s’appelle le captage. Les deux principaux centres de captage en France sont les bassins d’Arcachon et de Marennes-Oléron. Or, depuis une dizaine d'années, sur le bassin d'Arcachon, le captage devient très variable: à des années de captage nul (par exemple les années 2002, 2005, 2007) ou faible (2009, 2010, 2011) succèdent des années excellentes voire pléthoriques (les années 2003, 2006, 2008, 2012, 2013). A Marennes-Oléron, cette variabilité existe, mais s’avère beaucoup moins marquée. En outre, à la faveur du lent réchauffement des eaux, le captage peut désormais se pratiquer de plus en plus vers le nord. Ainsi, la baie de Bourgneuf, mais aussi la rade de Brest sont devenues, depuis quelques années, des secteurs où un nombre croissant d’ostréiculteurs pratiquent avec succès le captage, mais avec, là aussi, des irrégularités dans le recrutement qu’il convient de comprendre. Enfin, depuis la crise des mortalités de 2008, il se développe aussi sur l’étang de Thau une volonté de pratiquer le captage. Afin de mieux comprendre les facteurs de variations du captage, l’Ifremer a mis en place, à la demande du Comité National de la Conchyliculture, un réseau national de suivi de la reproduction : le Réseau VELYGER. Créé en 2008 sur fonds européens et financé désormais par la Direction des Pêches Maritimes et de l’Aquaculture, ce réseau apporte, chaque année, sur les écosystèmes cités précédemment, une série d’indicateurs biologiques (maturation, fécondité, date de ponte, abondance et survie larvaire, intensité du recrutement, survie du naissain) dont l’analyse croisée avec des indicateurs hydrologiques et climatiques permet progressivement de mieux appréhender les causes de variabilité du recrutement de l’huître creuse en France, modèle biologique et espèce clé de la conchyliculture française. Ce rapport présente donc les résultats 2014 de ce réseau d’observation et fait appel, pour la partie hydro-climatique, à des observations acquises par d’autres réseaux régionaux et nationaux. Il détaille toutes les caractéristiques par secteur du cycle de reproduction de l’huitre creuse : maturation et fécondité des adultes, période de ponte, abondance et survie des larves, intensité du captage et mortalités précoces. Il fournit ensuite une interprétation et une synthèse des résultats 2014 par secteur et à la lueur des résultats des années antérieures. Ainsi, pour l’année 2014, on retiendra les faits majeurs suivants : • Sur le plan hydro-climatique, cette année se caractérise par un hiver et un printemps particulièrement doux et humides, avec des épisodes de crues marquées sur la façade atlantique suivis d’un été ensoleillé et relativement chaud (mais sans épisode caniculaire). On observe des dessalures importantes en fin d’hiver, puis un retour dans les normales au printemps. Le phytoplancton est relativement abondant de la rade de Brest aux pertuis Charentais et plutôt déficitaire dans le bassin d’Arcachon et la lagune de Thau. • En termes de biologie, ces conditions hydro-climatiques se sont traduites, chez les populations d’huîtres adultes, par des indices de condition généralement élevés, avec toujours l’existence d’un gradient Nord-Sud observé chaque année, corrélativement à la concentration en phytoplancton. En outre, l’excédent thermique enregistré depuis l’hiver et tout au long du printemps s’est traduit par une ponte dés la mi juillet sur l’ensemble des écosystèmes de la côte atlantique et encore plus précocement dans la lagune de Thau. • Grâce à des températures très favorables en juillet et encore favorables en août, la plupart des cohortes larvaires observées ont eu une survie normale à bonne (e.g. 0.2 à 1.4 %), ce qui s’est généralement traduit par un captage modéré à excellent voire exceptionnel dans certains cas bien précis : la baie de Bourgneuf et le bassin d’Arcachon. Par contre, en rade de Brest, le captage est en deçà des valeurs auxquelles on aurait pu s’attendre, et la question de l’effet de certaines algues toxiques présentes en abondance au cours de cette saison de reproduction est posée. C’est aussi le cas dans la lagune de Thau, mais sur cet écosystème sans marée les aspects zootechniques liés à la gestion des collecteurs (localisation par rapport aux tables ostréicoles et technique d’exondation) constituent le facteur déterminant des performances du captage. • En conséquence, l’année 2014, se caractérise par un captage très variable géographiquement : « faible à modéré » en rade de Brest et dans la lagune de Thau (1 à 30 naissains/coupelle), modéré dans les pertuis Charentais (~200 naissains/coupelle) et excellent à exceptionnel dans le bassin d’Arcachon et en baie de Bourgneuf (de 200 à 2000 naissains/coupelle).

Use of karst water resources : the town of "penne de Tarn " Tarn, France. Water collecting in the commune of Penne was meant to offer an option to the polluted and scarce water resources of the liasic limestone aquifer layer through a planned and reasonable exploitation of the Jurassic reserves. Three underground streams actually supply the whole commune territory -the largest in the Tarn departement -with good water which does not suffer any summer depletion. The civil engineering work , the electro-mechanical fittings, the proper fixtures which followed the preliminary surveys were made by unpaid amateur potholers from several clubs of the caving district committee gathered in the A.T.E.K, (Association Tarnaise d'Études Karstiques). Different methods and techniques have been used to collect water on the following three sites : -the underground stream of Cabeou and the building of a storage dam of 500 m3 which was put into service in 1984 on the limestone plateau of the Garrigue ; -the undergroung stream of Amiel where a 25 meter deep well was drilled through hard rock and which has supplied the village with water since 1985 ; -and the underground stream of Madeleine whose pumping station protected by a dam has increased the water resources of the right bank of the Aveyron river since 1989., La réalisation des captages dans la commune de Penne devait permettre une alternative aux ressources insuffisantes et polluées des aquifères du Lias marno-calcaire, par une exploitation rationnelle des réserves karstiques des causses jurassiques. De fait trois ruisseaux souterrains assurent actuellement une alimentation de bonne qualité, sans restrictions estivales, de la totalité du vaste territoire communal. Les travaux de génie civil, les installations électro-mécaniques, les aménagements faisant suite aux études préliminaires, ont été réalisés par les spéléologues bénévoles de plusieurs clubs du Comité Départemental de Spéléologie regroupés dans l'Association Tarnaise d'Études Karstiques (A.T.E.K.). Les trois sites ont fait l'objet de méthodes et de techniques différentes de captage. Il s'agit : -du ruisseau souterrain de Cabéou avec la construction d'un barrage réservoir de 500 m3, mis en service en 1984 sur le Causse de la Garrigue ; -du ruisseau souterrain d'Amiel, où un puits artificiel traversant 25 m de rocher alimente le village depuis 1985 ; -et enfin du ruisseau souterrain de la Madeleine, avec une station de pompage munie d'un barrage protecteur, renforçant la ressource de la rive droite de l'Aveyron depuis 1989., Bou Claude. L'utilisation des réserves hydrauliques karstiques : l'exemple de la commune de Penne de Tarn. In: Karstologia : revue de karstologie et de spéléologie physique, n°33, 1er semestre 1999. Les « glaciers de marbre » de Patagonie. pp. 13-24.

L'élaboration d'un programme de mesures destiné à protéger un captage d'eau potable de la pollution nitrique est complexe car un certain nombre de questions (zone géographique concernée, efficacité sur la qualité de l'eau...) se pose au gestionnaires. Dans ce contexte, l'utilisation d’outils de modélisation est intéressante car elle permet de répondre à certaines problématiques (provenance de la pollution, délai de réactivité aux ouvrages, évaluation qualitative...) et de cibler les zones les plus pertinentes où mener des actions. Cette étude s’inscrit dans le cadre de l'étude BAC des captages prioritaires de la Fosse de Melun (Grenelle) et de la basse vallée de l'Yerres (SDAGE Seine-Normandie). Ces champs captants prélèvent dans la nappe des calcaires de Champigny, une ressource considérée comme stratégique pour l'alimentation en eau potable de l'Île de France. Au vu de la superficie de leurs bassins d'alimentation de captages (BAC > à 1000 km2), nous avons choisi d'utiliser la chaîne de modélisation STICS-MODCOU pour simuler, à l'échelle régionale, le transfert des nitrates résultant des pratiques agricoles à travers l'hydrosystème. Dans le cas de la modélisation régionale réalisée (3648 km2), le modèle MODCOU permet de simuler la plupart des singularités de l'hydrosystème (infiltrations par les rivières, gouffres en plateaux, débits issus des stations d'épurations). Son application entre 1971 et 2011 a pu mettre en évidence l'importance des échanges nappes-rivières dans le fonctionnement de la nappe et particulièrement sur les BAC, où l'infiltration des rivières représente en moyenne plus de la moitié de la recharge. Pour prendre en compte ces échanges dans la modélisation de la contamination nitrique, un module évaluant les concentrations des nitrates en rivières par bassin versant a été développé dans STICS-MODCOU. Grâce à cette méthodologie et à la reconstitution des pratiques agricoles de ces quarante dernières années, l'évolution de la contamination nitrique a pu être reproduite du passé à l'actuel pour les trois principales nappes. Les scénarios agricoles prospectifs (laisser faire, réduction des intrants, cultures intermédiaires pièges à nitrates (CIPAN)) appliqués sur l'ensemble des terres agricoles modélisées, montrent que seule la mise en place de CIPAN en interculture est susceptible de diminuer notablement les teneurs en nitrates au niveau des captages prioritaires et dans les aquifères. Pour améliorer l'efficacité du programme de mesures, nous avons choisi de cibler des zones pertinentes d'actions en se basant sur la phénoménologie des transferts hydriques. Une méthodologie spécifique a donc été développée en utilisant les modèles précédents. On considère qu'une zone en surface est pertinente si celle-ci contribue à l'alimentation en eau du captage et si la durée de transfert entre le sol et l'ouvrage est inférieure au délai d'efficacité fixé par le programme. La part de contribution de chaque zone en surface à l'alimentation des captages prioritaires en période humide et sèche est estimée au moyen de la modélisation du transport d'un soluté conservatif en régime permanent. La méthodologie développée permet de localiser et de quantifier la contribution de chaque zone ainsi que l'origine de la recharge (percolation de la pluie météorique, infiltrations par les rivières). De la même manière, l'inertie du système est évaluée en régime transitoire pour les zones contributives aux captages prioritaires en calculant des temps de transfert caractéristiques (T25, T50, T75) entre la surface du sol et les ouvrages. Ainsi, en considérant comme un des objectifs du programme d'actions d'atteindre le bon état écologique des eaux (fixé par le SDAGE à l'horizon 2027 pour cette nappe), le croisement des résultats (contribution, T50) conduit à définir une superficie pertinente cumulée pour les deux zones de captages (Fosse de Melun et Basse vallée de l'Yerres) de 326 km2. La réalisation de scénarios agricoles prospectifs (réduction des intrants, CIPAN) appliquée cette fois-ci uniquement sur les terres agricoles incluses dans les zones pertinentes d'actions permet d'évaluer plus précisément l'impact des pratiques, menées sur ces surfaces, sur les concentrations en nitrates aux captages prioritaires. Au final, la zone prioritaire d'action choisie par le comité de pilotage de l'étude BAC a été délimitée en se basant sur la superficie des zones qui contribuent à alimenter à 90% en eau les captages prioritaires. Ramenée à l'échelle communale, elle intègre aussi les zones où les mesures agro-environnementales sont déjà en vigueur sur le BAC. En perspective, ces outils de modélisation seront utilisés pour évaluer l'impact de nouveau scénarios de pratiques agricoles définis par le comité de pilotage sur la qualité de l'eau aux captages prioritaires.

National audience; La protection des aires d’alimentation de captage d’eau potable est un enjeu sanitaire et écologique majeur pour les collectivités locales et les acteurs de l'eau impliqués et impactés par la mise en place de programmes d'action sur leurs territoires. Cet article nous démontre ici les intérêts de l'analyse territorialisée des parcellaires des exploitations agricoles concernées par une aire d'alimentation de captage pour mieux prendre en compte les différentes contraintes et accompagner efficacement les démarches de protection.

Processes based on chemical absorption are widely used for removing CO2 contained in natural gas, hydrogen or flue gas. Mixtures of amines can be used as a solvent for these applications in order to accelerate CO2 mass transfer towards the liquid phase, while keeping a low energy consumption to be regenerated. A methodology has been developed in the framework of this PhD to understand the kinetics of the absorption of CO2 into mixtures of amines. Experimental data provided by a wetted wall column apparatus have been interpreted by a rigorous model taking into account all phenomena occurring within the reactor. This work was firstly dedicated to study the kinetics of the absorption of CO2 by aqueous piperazine solutions. The extrapolation of PZ / CO2 kinetics given by the literature has been validated in a wide range of operating conditions. The kinetics of the absorption of CO2 by mixtures of N-methyldiethanolamine and piperazine has then been assessed. The synergy between both amines at low loading allowing the CO2 mass transfer to be accelerated as well as the impact of the CO2 loading on the absorption kinetics have been quantified. This methodology will be used at IFP Energies nouvelles in order to study the kinetics of the absorption of CO2 by mixtures of amines, in the framework of CO2 postcombustion capture and natural gas treatment processes development. The knowledge of the kinetics of the CO2 absorption by mixtures of amines will allow to enhance the reliability of the absorption column design, Cette thèse s'inscrit dans les problématiques liées au captage de CO2 en postcombustion et au traitement du gaz naturel. Une méthodologie a été développée dans le cadre de cette thèse afin de comprendre la cinétique d'absorption de CO2 par des solutions aqueuses de mélange d'amines. Cette méthodologie comporte l'acquisition de données expérimentales à travers un outil expérimental de type film tombant, ainsi que l'exploitation de ces données via un modèle couplant l'ensemble des phénomènes physico-chimiques mis en oeuvre au sein du réacteur. Cette méthodologie a dans un premier temps été appliquée à l'étude du système CO2-pipérazine, pour lequel l'extrapolation de la cinétique chimique de la littérature a été validée dans des gammes étendues de températures, concentrations d'amines et de taux de charge en CO2 (ratio entre le nombre de mol CO2 et le nombre de mol d'amine en solution). La cinétique d'absorption du CO2 dans le mélange complexe N-méthyldiéthanolamine-pipérazine, a ensuite été examinée. La synergie entre les deux amines pour absorber le CO2 ainsi que l'influence du taux de charge sur la cinétique chimique du système ont été quantifiées. Cette méthodologie sera mise en ?uvre au sein des projets de recherche IFPEN afin de quantifier la cinétique chimique des systèmes CO2-mélanges d'amines dans le cadre des procédés de captage de CO2 et de désacidification de gaz naturel. Paramètre essentiel de la modélisation du transfert gaz-liquide, une connaissance fine de la cinétique d'absorption du CO2 permet, in fine, d'améliorer la fiabilité du design des colonnes d'absorption industrielles

This study based at the same time in experimental and numerical aspect, is part of the framework to understand deeply the capture of pollutants on rotating machines and focuses especially on the characterization of the dispersion of fine particles generated by machining operations : i.e. these particles are assimilated as a passive tracer due to their negligible aerodynamic response time. The main objective covered by this study is to develop a numerical method of close capture exhausts systems for machining devices. The first task was to achieve an experimental device re-creating a similar grinding operation in a perfectly controlled environment. The flow used is defined as the one generated by a rotating cylinder in a ventilated test rig. A pollutant of particles, represented by spherical glass beads, is produced inside the test rig (by using a seeding system of particles), recreating therefore the aerodynamic effects of largest machining particles. A tracer gas, representing the fraction of fine particles, is injected simultaneously with the jet of particles through a capillary tube placed at the source. The properties of the jet of particles obtained are characterized by particle tracking velocimetry (PTV) allowing then to obtain data input and validation of numerical simulations. This particle tracking technic, developed in this study remains as robust method even in heavily loaded particles (i.e. the source region of the jet). The velocity field of the gas phase has meanwhile been characterized by particle image velocimetry (PIV), using a code developed specifically for this assay (Belut 2006 [4]). The dispersion of a tracer gas (sulfur hexafluoride - SF6) emitted simultaneously with the jet of particles is then studied experimentally : the dispersion of such a gas is indeed considered representative of finest particles which aerodynamic response time is negligible. Finally, a complete modeling of the experimental test rig is performed to allow comparison with experimental results in order to progress in the validation of models used to describe the dispersion of a tracer gas representative of finest particles. The commercial soft ware FLUENT is used for numerical simulations; Ce travail à la fois expérimental et numérique s'inscrit dans le cadre des études menées sur le captage des polluants sur les machines tournantes et porte plus particulièrement sur la caractérisation de la dispersion des fines particules d'usinage : i.e. ces particules sont assimilées à un traceur passif du fait de leur temps de réponse aérodynamique négligeable. L'objectif recherché à travers cette étude est de développer une méthode numérique de conception des captages des polluants sur machines d'usinage. Le premier travail a donc consisté à réaliser un dispositif expérimental recréant une situation similaire à une opération de meulage, mais dans un cadre parfaitement contrôlé. L'écoulement retenu est celui engendré par un cylindre en rotation dans une veine d'essai ventilée. Un polluant particulaire, représenté par des microbilles de verre sphériques, est généré dans la veine d'essai (en utilisant un système d'ensemencement en particules), recréant ainsi les effets aérauliques des plus grosses particules d'usinage. Un gaz traceur, représentant la fraction fine de particules, est injecté simultanément avec le jet de particules via un capillaire placé à la source. Les propriétés du jet de particules obtenu sont caractérisées par vélocimétrie par suivi de particules (PTV) afin d'obtenir des données d'entrée et de validation pour les simulations numériques. La méthode de suivi de particules, mise au point dans le cadre de cette étude reste robuste même dans les zones fortement chargées en particules (i.e. la région source du jet). Le champ de vitesse de la phase gazeuse a quant à lui été caractérisé par vélocimétrie par images de particules (PIV), au moyen d'un code développé spécifiquement (Belut 2006 [4]). La dispersion d'un gaz traceur (hexafluorure de soufre - SF6) émis simultanément avec le jet de particules est ensuite étudiée expérimentalement : la dispersion d'un tel gaz est en effet jugée représentative de celle des plus fines particules d'usinage dont le temps de réponse aérodynamique est négligeable. Enfin, une modélisation complète du banc d'essai est réalisée afin de permettre une comparaison avec les résultats expérimentaux pour ainsi progresser dans la validation des modèles utilisés pour décrire la dispersion d'un traceur gazeux représentatif des fines particules. Le logiciel commercial Fluent est employé pour les simulations numériques

This study based at the same time in experimental and numerical aspect, is part of the framework to understand deeply the capture of pollutants on rotating machines and focuses especially on the characterization of the dispersion of fine particles generated by machining operations : i.e. these particles are assimilated as a passive tracer due to their negligible aerodynamic response time. The main objective covered by this study is to develop a numerical method of close capture exhausts systems for machining devices. The first task was to achieve an experimental device re-creating a similar grinding operation in a perfectly controlled environment. The flow used is defined as the one generated by a rotating cylinder in a ventilated test rig. A pollutant of particles, represented by spherical glass beads, is produced inside the test rig (by using a seeding system of particles), recreating therefore the aerodynamic effects of largest machining particles. A tracer gas, representing the fraction of fine particles, is injected simultaneously with the jet of particles through a capillary tube placed at the source. The properties of the jet of particles obtained are characterized by particle tracking velocimetry (PTV) allowing then to obtain data input and validation of numerical simulations. This particle tracking technic, developed in this study remains as robust method even in heavily loaded particles (i.e. the source region of the jet). The velocity field of the gas phase has meanwhile been characterized by particle image velocimetry (PIV), using a code developed specifically for this assay (Belut 2006 [4]). The dispersion of a tracer gas (sulfur hexafluoride - SF6) emitted simultaneously with the jet of particles is then studied experimentally : the dispersion of such a gas is indeed considered representative of finest particles which aerodynamic response time is negligible. Finally, a complete modeling of the experimental test rig is performed to allow comparison with experimental results in order to progress in the validation of models used to describe the dispersion of a tracer gas representative of finest particles. The commercial soft ware FLUENT is used for numerical simulations, Ce travail à la fois expérimental et numérique s'inscrit dans le cadre des études menées sur le captage des polluants sur les machines tournantes et porte plus particulièrement sur la caractérisation de la dispersion des fines particules d'usinage : i.e. ces particules sont assimilées à un traceur passif du fait de leur temps de réponse aérodynamique négligeable. L'objectif recherché à travers cette étude est de développer une méthode numérique de conception des captages des polluants sur machines d'usinage. Le premier travail a donc consisté à réaliser un dispositif expérimental recréant une situation similaire à une opération de meulage, mais dans un cadre parfaitement contrôlé. L'écoulement retenu est celui engendré par un cylindre en rotation dans une veine d'essai ventilée. Un polluant particulaire, représenté par des microbilles de verre sphériques, est généré dans la veine d'essai (en utilisant un système d'ensemencement en particules), recréant ainsi les effets aérauliques des plus grosses particules d'usinage. Un gaz traceur, représentant la fraction fine de particules, est injecté simultanément avec le jet de particules via un capillaire placé à la source. Les propriétés du jet de particules obtenu sont caractérisées par vélocimétrie par suivi de particules (PTV) afin d'obtenir des données d'entrée et de validation pour les simulations numériques. La méthode de suivi de particules, mise au point dans le cadre de cette étude reste robuste même dans les zones fortement chargées en particules (i.e. la région source du jet). Le champ de vitesse de la phase gazeuse a quant à lui été caractérisé par vélocimétrie par images de particules (PIV), au moyen d'un code développé spécifiquement (Belut 2006 [4]). La dispersion d'un gaz traceur (hexafluorure de soufre - SF6) émis simultanément avec le jet de particules est ensuite étudiée expérimentalement : la dispersion d'un tel gaz est en effet jugée représentative de celle des plus fines particules d'usinage dont le temps de réponse aérodynamique est négligeable. Enfin, une modélisation complète du banc d'essai est réalisée afin de permettre une comparaison avec les résultats expérimentaux pour ainsi progresser dans la validation des modèles utilisés pour décrire la dispersion d'un traceur gazeux représentatif des fines particules. Le logiciel commercial Fluent est employé pour les simulations numériques

En France, la protection des captages d'eau potable est une préoccupation majeure : le Grenelle Environnement a identifié plus de cinq cents sites menacés par les pollutions diffuses, d'où la nécessité de mettre en place des plans d'action pour les protéger. En Vendée, dans le bassin versant de la Bultière, confronté à des rejets importants de nitrate, une étude par modélisation agronomique et hydrologique a été mise en œuvre avec le logiciel Swat, un outil alliant analyse spatiale et simulation, qui doit permettre de donner des orientations et de prioriser des solutions.

International audience; Les procédés envisagés pour le captage du dioxyde de carbone dans les fumées post-combustion reposent généralement sur une absorption par des solutions aqueuses d'amines (Lecomte et al., 2010). Le mécanisme d'absorption combine une réaction acido-basique avec l'amine et une dissolution physique du CO2. La réversibilité de ces mécanismes doit permettre la régénération de la solution d'amine dans un procédé fonctionnant en cycles. Pour être intégrer sur site industriels, le coût des procédés de captage doivent être minimisé. Des recherches sont ainsi menées sur le choix des amines pour une minimisation de l'énergie requise dans les unités de régénération. Cette énergie sera reliée à l'enthalpie d'absorption de CO2. L'étude thermodynamique de l'absorption du dioxyde de carbone est basée sur des mesures expérimentales (Arcis et al., 2008,2009 et Rodier et al, 2010) et le développement de modèles théoriques (Vallée et al., 1999, Arcis et al., 2009, Kim et al., 2009). Elle permet la corrélation et la prévision des capacités d'absorption et des énergies mises en jeu en fonction de paramètres tels que le type d'amine, la température ou la pression en CO2. Les modèles thermodynamiques sont représentatifs des équilibres de phases dans un système {CO2-eau-amine}. Dans les modèles  la non-idéalité est prise en compte par le calcul des coefficients d'activité dans la phase liquide, et des coefficients de fugacité dans la phase gazeuse. Le développement de ces modèles rigoureux est complexe à cause du nombre réactions chimiques intervenant dans l'absorption et du nombre de composés présent dans le système à l'équilibre. L'étude porte sur la performance de la modélisation thermodynamique pour la prévision des équilibres de phases et des enthalpies d'absorption. La modélisation correcte de ces systèmes {CO2 - eau - amine) nécessite une importante base de données expérimentales incluant les constantes d'équilibre des réactions mises en jeu et des résultats de spéciation en solution.

This thesis was part of the ACACIA project on the Improvement of CO2 capture from industrial and anthropogenic fumes, supported by the AXELERA and funded by « FUI » et « THE GRAND LYON ». Our goal was to immobilize the carbonic anhydrase in inorganic gels, particularly silica, in order to preserve the structure of the enzyme, its functionality and protection of the physico-chemical environment. For this, simple preliminary tests have allowed us to develop a cell comprising a porous polymeric membrane impregnated with the aqueous enzyme solution or a silica gel itself impregnated with the enzyme solution. Important parameters were then studied on this cell, comprising the buffer: its nature, molarity and pH, the membrane pore size, and the enzyme concentration. It was found that a bicarbonate-based buffer displaced the deprotonation equilibrium of CO2(aq) to a higher pH, due the contribution of HCO3- balanced by cations such as Na+, and promotes a greater contribution to the CO2 diffusion across the membrane. We also observed that whatever the gas (100 % and / or 10 % CO2), the buffer and the type of membrane, a maximum permeance was observed for an enzyme concentration of 0.2 mg mL-1., Cette thèse s’est inscrite dans le cadre du projet ACACIA (Amélioration du CAptage du CO2 Industriel et Anthropique) soutenue par le pôle de compétitivité AXELERA et financé par « FUI » et « LE GRAND LYON ». Notre objectif était d’immobiliser l’anhydrase carbonique dans des gels inorganiques, en particulier la silice afin de préserver la structure de l’enzyme, sa fonctionnalité et de la protéger de l’environnement physico-chimique environnant. Pour cela, des essais préliminaires simples nous ont permis d’élaborer et de construire une cellule, comprenant membrane polymérique poreuse imprégnée de solution enzymatique aqueuse, ou de gel de silice lui-même imprégné de solution aqueuse d’enzyme. A partir de ce montage, nous avons étudié des paramètres importants de la membrane, comprenant un tampon, sa nature, molarité et son pH, ainsi que la taille des pores de la membrane et la concentration en enzyme. Il a été trouvé qu’un tampon à base de bicarbonate permet de déplacer l’équilibre de déprotonation du CO2(aq) vers un pH plus élevé, par l’apport des ions HCO3- équilibrés par des cations comme Na+, et favorise une contribution plus importante à la diffusion du CO2 à travers la membrane. Nous avons également observé que quelque soit le gaz de captage (100 % et / ou 10 % de CO2), le tampon et le type de membrane, une perméance maximum a été observée pour une concentration en enzyme de 0.2 mg mL-1.

Après la DCE et la LEMA, le Grenelle de l'environnement a désigné, en 2009, 500 captages d'eau potable pour accélérer la procédure de mise en place d'une aire d'alimentation de captages (AAC) et ainsi améliorer la qualité de l'eau. Ces captages ont été choisis suivant trois critères : le taux de pollution, le caractère stratégique et la volonté de reconquérir certains captages. Depuis, les acteurs locaux (Agences de l'eau, DREAL ; ARS, DDT, communes...) mettent en place une démarche pour délimiter les AAC et mettre en place des plans d'actions. Cependant, il y a très peu d'informations sur ces actions au niveau national, c'est pourquoi un questionnaire a été élaboré pour une meilleure connaissance des captages. Avec les données, des traitements statistiques ont été réalisés pour la création d'une typologie sur les caractéristiques et une analyse sur les démarches réalisées à l'heure actuelle. L'enquête effectuée auprès des acteurs concernés permet d'avoir une meilleure connaissance des AAC et montre l'hétérogénéité des rôles des acteurs locaux. L'analyse statistique a permis d'obtenir une typologie sur les caractéristiques. Elle nous révèle une grande diversité de captages qui peuvent être regroupé en quatre groupes. Ils se différencient surtout par le type de populations desservi par le captage. Ce critère révèle l'importance de la grandeur de ce dernier. La deuxième analyse se porte sur l'état d'avancement de la démarche. Elle révèle également quatre groupes suivant le taux de réalisation et montre aussi que la stratégie de l'agence de l'eau influe sur la démarche, After the DCE and LEMA, the "Grenelle Environment" indicated in 2009, 500 drinking water wells to accelerate the process of setting up a catchment area to improv the water quality. These catchments were selected according to three criteria : the level of pollution, the strategic nature and the desire to regain some catchments. Since, local actors (Water Agencies, DREAL, ARS, DDT, municipalities...) put in place a process to define the catchment areas and implement action plans. However, there is not much information of theses actions at the national level that is why a questionnaire was elaborated to obtain data. With them, statistical treatments were realized to create a topology of the characteristics and analysis of steps taken at this time. The survey of stakeholders allows having a better knowledge of the AAC and shows the diversity of roles of the local actors. Statistical analysis yielded a typology of the characteristics. It reveals wide variety of catchment that can be grouped into four groups. They expecially differ by the type of population served by the catchment. This criterion reveals the importance of the size of the catchment. The second analysis concerns the progress of the process. It also reveals four groups according to the rate of achievement and shows that the strategy of the water agency affects the process

L'action de recherche CAPRETAR (CAptage PREcoce ou TARdif: 2009-2010) a été réalisée dans le cadre du Contrat de Plan Etat Région - Poitou Charentes (CPER-PC 2007- 2013) développement durable des Pertuis Charentais. Cette action, s 'inscrit dans le cadre d 'un lien direct qui existerait entre la nature précoce/tardive d 'un captage naturel et la qualité des naissains de l'huître creuse C. gigas qui en sont issus (qualité génétique : « R » résistante ou « S » sensible et qualité génomique : taux des aneuploïdies et des dommages à l'ADN). L'objectif de cette action vise à estimer durant l 'année (2010) les performances relatives de survie de naissains issus d 'un captage précoce ou tardif réalisé l'année précédente (2009). Les résultats escomptés visent à répondre à diverses questions notamment celles concernant les différences, entre captage précoce et captage tardif.

Capture and geological storage of CO2 are a main option to limit GHEG emissions ofindustrial poles and power plants. The captured gases are not constituted by pure CO2 butcontain a fraction (until 10%) of other gases: Ar, N2, O2, SOx and NOx. Most of thesegases are highly reactive and could have a strong influence on physical and chemicalconditions of the milieu and on the environment if contamination of neighbour aquifersoccurs by leakages. Several laboratory experiments investigated the reactivity ofcarbonated reservoir and cap rocks from the Aquitaine Basin as well as the reactivity ofsynthetic mineralogical blends in geologically relevant P-T conditions. The rocks,associated to brine, were altered in presence of various gaseous components at 100 bar and150°C during one month: pure CO2, pure SO2, pure NO and a CO2 mixture containingfractions of Ar, N2, SO2 and O2. Each experiment was compared with a blank in which theinitial gas was replaced with pure N2. Pure CO2 show a limited reactivity on the rocks. NOand SO2 show a intrinsic reactivity by disproportionations in aqueous or vapour phasesimplying a high alteration of rocks by coupled acid – base and oxidation mechanisms. Thegas mixture show also a double reactivity: SO2 is oxidized in sulphuric acid dissolvingcarbonates and clay minerals and O2 oxidizes all reduced mineralogical phases. Thesegases even in limited fractions control the reactivity of rocks. Their presence could changethe behaviour of the rock toward gas and induce positive as well as negativetransformations. Their implication must be checked for each geological storage as afunction of gas composition, mineralogy and petrophysical properties of rock., La capture et le stockage géologique du CO2 constituent une option importante delimitation des émissions de gaz à effet de serre au niveau des pôles industriels et descentrales de production d’énergie. Les gaz capturés à l’issu de ces chaînes de production nesont pas constitués de CO2 pur mais contiennent une fraction (jusqu’à 10 %) de gazannexes qui sont essentiellement Ar, N2, O2, SOx et NOx. Ces gaz étant pour la plupart trèsréactifs il est essentiel de connaitre leur impact sur les conditions physico-chimiques duréservoir géologique d’accueil, ainsi que sur l’environnement dans le cas d’une decontamination des aquifères voisins du stockage. Des expérimentations en laboratoire ontsimulé le vieillissement de roches de réservoir et couverture en provenance d’un réservoircarbonaté du Bassin aquitain et d’assemblages minéralogiques synthétiques dans desconditions de séquestration géologique. Les roches associées à une saumure sont altéréesau contact de divers composés gazeux à 100 bar et 150°C sur une durée d’un mois : CO2pur, SO2 pur, NO pur et un mélange contenant majoritairement du CO2 et des fractions deAr, N2, SO2, O2. Chaque expérience est comparée à une expérience témoin où le composégazeux est remplacé par de l’azote. Le CO2 ne montre qu’une réactivité limitée sur lesminéraux des roches. Le NO et le SO2 montrent une réactivité intrinsèque passant par desdismutations en phase aqueuse ou vapeur induisant une forte altération de la roche par uneattaque acide couplée à une oxydation poussée des minéraux constitutifs des roches. Lemélange de gaz montre de la même façon une réactivité double : le SO2 s’oxyde en acidesulfurique s’attaquant aux carbonates et minéraux argileux et l’O2 oxyde tous les minérauxpossédant du fer ou du soufre réduit. Les gaz annexes contrôlent donc la réactivité desroches en grande profondeur. Leur présence pourrait complètement changer lecomportement des roches (porosité, rhéologie) lors du stockage. Leur implication devraêtre anticipée dans chaque cas concret de stockage en fonction de la composition du gazd’injection, de la minéralogie et des propriétés pétrophysiques des roches.