2,081 results on '"MATIERE ORGANIQUE"'
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2. Effect of rural domestic sewage regeneration irrigation on paddy soil properties and water and nitrogen utilization in southern China.
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Xiao, Menghua, Li, Yuanyuan, Zheng, Shizong, Wang, Lei, Cai, Jiafang, and Wang, Wei
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WATER use ,SEWAGE ,NITROGEN in water ,SEWAGE irrigation ,IRRIGATION water ,WATER levels ,WATER efficiency ,INCEPTISOLS - Abstract
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- 2023
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3. Pour une gestion durable des sols en Afrique subsaharienne
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Dugué Patrick, Andrieu Nadine, and Bakker Teatske
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fertilité du sol ,matière organique ,engrais ,agroécologie ,afrique subsaharienne ,Agriculture (General) ,S1-972 ,Plant culture ,SB1-1110 - Abstract
La faible productivité de l’agriculture en Afrique subsaharienne est due en grande partie à la dégradation de la fertilité des sols. Les agricultures familiales, pilier de la sécurité alimentaire de cette grande région, doivent relever le défi de la restauration et du maintien de la capacité productive des terres. Les pratiques endogènes des producteurs telles que les associations céréales-légumineuses, les jachères pâturées, les parcs arborés... ne permettent plus d’entretenir la fertilité sur des surfaces cultivées qui s’agrandissent, surtout lorsque les sols sont carencés. Durant quatre décennies, les décideurs et acteurs du secteur agricole ont privilégié la vulgarisation des engrais de synthèse. Mais l’utilisation des engrais minéraux demeure faible et bien en deçà de la moyenne de la consommation mondiale (15 kg/ha contre 135 kg/ha). Après avoir longuement promu l’utilisation de fumure organique, la recherche invite désormais à diversifier les sources de biomasse fertilisante via l’agroforesterie, les associations avec les légumineuses, l’agriculture de conservation. D’autres techniques de conservation de l’eau et du sol ont également été mises en avant. C’est bien la combinaison de différentes pratiques qui est à construire avec les agriculteurs pour chaque situation de production, en fonction des ressources disponibles localement, d’un apport raisonné d’engrais de synthèse et d’amendement, des savoirs paysans et scientifiques. Pour cela, il est nécessaire (i) de modifier les postures des chercheurs et des décideurs vis-à-vis des ruraux et (ii) de réviser les politiques publiques toujours focalisées sur l’usage des engrais minéraux, afin de fournir des services d’appui-conseil plus diversifiés, performants et intégrant les besoins de transitions agroécologiques indispensables aujourd’hui dans un contexte de changement climatique.
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- 2024
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4. Assessing controls on organic matter enrichments in hemipelagic marls of the Aptian-Lower Albian Blue Marls of the Vocontian Basin (France): an unexpected variability observed from multiple “organic-rich” levels.
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Caillaud, Alexis, Quijada, Melesio, Hlohowskyj, Stephan R., Chappaz, Anthony, Bout-Roumazeilles, Viviane, Reynaud, Jean-Yves, Riboulleau, Armelle, Baudin, François, Adatte, Thierry, Ferry, Jean-Noël, and Tribovillard, Nicolas
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ORGANIC compounds ,SEDIMENTATION & deposition ,WATER ,BLACK shales ,SEA level - Abstract
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- 2022
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5. Impacts of oil palm cultivation on soil organic carbon stocks in Mexico: evidence from plantations in Tabasco State.
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Brindis-Santos, Alfredo Isaac, Palma-López, David Jesús, Mata-Zayas, Ena Edith, and Palma-Cancino, David Julián
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TILLAGE , *OIL palm , *ORGANIC farming , *CARBON in soils , *PLANTATIONS , *FOREST soils , *SOIL depth - Abstract
There is a need for more studies on the effects of oil palm plantations on soil organic carbon storage and on the environmental services provided by these agrosystems in Mexico. This study focused on estimating the soil organic carbon stocks in three areas within oil palm plantations (palm circle, under the frond and between palm rows), at three soil depths (20, 40 and 60 cm) and comparing the carbon storage between different land-uses: a 20-year-old pasture (GS20), a 20-year-old oil palm plantation (OP20), and a secondary forest (SF20). Our results suggest that oil palm plantations store soil organic carbon mainly under frond areas when sown in lixisols and luvisols, with lower carbon sequestration in the palm circle. Regarding the soil depth, the estimated carbon storage was 87 Mg C ha−1 and 67 Mg C ha−1 at depths of 20 and 60 cm, respectively. Regarding land-use comparison, results indicate an increase (not statistically significant) in carbon storage to 27% at 20 cm depth and 18% at 60 cm between pasture and palm plantation. The second-growth forest presented higher carbon storage compared to both other land uses. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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- 2021
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6. Qualitative evaluation of organic envelopes on subsurface drainage performance*.
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Khorramian, Navid, Naseri, Abdali, Nasab, Saeed Borumand, and Khoramian, Hamid
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SUBSURFACE drainage ,DRAINAGE ,HYDRAULIC fracturing ,DRAINAGE pipes ,RICE hulls ,LEAF fibers ,PETIOLES - Abstract
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- 2021
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7. STUDY OF THE QUALITY OF SOILS IN THE ANNABA REGION NORTH EAST ALGERIA.
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Ibtissem, SAMAI, Feriel, REMITA, Assia, BEKKOUCHE, and Fatiha, CHALANE
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SOIL quality , *RED soils , *ELECTRIC conductivity , *ORGANIC compounds , *INCEPTISOLS , *SOILS - Abstract
In this experimental study we are interested in identifying some physicochemical characteristics that determine the quality of the soils of the plain of Annaba willaya, North East Algeria. In order to know the physicochemical properties of the soils of the plain of Annaba, we have based on a systematic sampling plan. Analytically, the results show that the studied soils revealed a degree of acidity ranging from 7.30 to 7.80, with a clayey texture, the electrical conductivity is variable between 692 and 2042 µs/cm², and a relatively strong rate of limestone, also, the porosity values are very variable, and variable organic matter contents (1.27 to 5.68) %. From the analytical results, we were able to classify the soil of the plain of Annaba, willaya of Annaba, North East Algeria, in the system of classification of French soils CPCS (1967), and these are soils belonging to the class of Mediterranean red soils. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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- 2021
8. Effects of different amendments (organic matter and hydrogel) on the actual evapotranspiration and crop coefficient of turf grass under field conditions*.
- Author
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Bandenay, Gladys L., Renau‐Pruñonosa, Arianna, Morell, Ignacio, and Esteller, María V.
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EVAPOTRANSPIRATION ,ORGANIC compounds ,IRRIGATION scheduling ,WATER supply ,CROPS ,TURFGRASSES - Abstract
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- 2021
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9. IMPACT OF LONG‐TERM FRESHWATER IRRIGATION ON SOIL FERTILITY.
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Nikolskii, Yu.N., Aidarov, I.P., Landeros‐Sanchez, C., and Pchyolkin, V.V.
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SOIL fertility ,IRRIGATED soils ,IRRIGATION ,SOIL leaching ,IRRIGATION water - Abstract
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- 2019
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10. Projet « SEARSÉ ». Programme « Au fil de l’eau ». Rapport final
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Lemonnier, Hugues, Siano, Raffaele, Dupouy, Cécile, Mounier, Stéphane, Juillot, Farid, Le Gendre, Romain, Antypas, Florence, Lopez, Etienne, Meyneng, Mathisse, Plougoulen, Gwenola, Jamet, Léocadie, Ansquer, Dominique, Lemonnier, Hugues, Siano, Raffaele, Dupouy, Cécile, Mounier, Stéphane, Juillot, Farid, Le Gendre, Romain, Antypas, Florence, Lopez, Etienne, Meyneng, Mathisse, Plougoulen, Gwenola, Jamet, Léocadie, and Ansquer, Dominique
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1. Contexte La Nouvelle-Calédonie (NC) est reconnue comme l’un des hot spots de la biodiversité mondiale avec une des richesses endémiques les plus élevées. Ce territoire possède le plus grand complexe corallien au monde, et près de 75 % de la surface des récifs et lagons des territoires français. L’exceptionnel état de sa biodiversité marine lui a valu une inscription en 2008 au Patrimoine Mondial de l’Humanité d’une grande partie de ses lagons. La NC est par ailleurs le siège de mutations démographiques, économiques et sociétales rapides. Si l’industrie minière a depuis un siècle façonné significativement les paysages terrestres et littoraux, il existe une volonté forte de diversifier l’économie du pays, de développer le tourisme et des filières pour aller vers plus d’autonomie. Il en résulte des pressions anthropiques croissantes sur les environnements terrestres et lagonaires, auxquelles viennent s'ajouter les conséquences encore mal connues du réchauffement climatique. Le maintien de l’intégrité de ce bien représente un enjeu important en termes de gestion. L’évaluation de l’état écologique doit tenir compte des diverses pressions d’origine humaine, de leurs impacts et de la variabilité naturelle des écosystèmes pour être en mesure d’adopter des mesures de gestion permettant de limiter, voire supprimer, toute dégradation. Les eaux des rivières peuvent contribuer à la dégradation de l’environnement littoral par transfert des matières accumulées lors de leur parcours. En effet, à leur arrivée dans le lagon, elles peuvent contenir de nombreux contaminants et polluants et présenter une forte turbidité en lien avec les processus d’érosion. Elles peuvent être ainsi une cause de dégradation des écosystèmes côtiers déjà soumis à de nombreuses pressions. Plusieurs questions se posent donc : - Quelle est la qualité de l’eau aux embouchures et quel est l’impact des pressions humaines terrestres ? - Que deviennent les eaux de rivières après leur arrivée dans le lagon ? - Q
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- 2023
11. Biogéochimie des éléments traces dans les podzols : une étude comparative selon l’âge des forêts
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Caron, Simone and Courchesne, François
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Podzols ,Trace elements ,soil pH ,Biocycling ,pH du sol ,Régime de perturbation ,Matière organique ,Organic matter ,Éléments traces ,Disturbance regime ,Cyclage biologique - Abstract
Cette étude repose sur une analyse comparative des distributions d’éléments traces (ET) dans les podzols de deux forêts adjacentes qui se distinguent principalement par leur régime de perturbation. La forêt du site de l’Île a été protégée des perturbations majeures pendant plusieurs siècles, tandis que le site du Versant a subi un feu majeur il y a 100 ans. Bien qu’ils aient évolué à partir du même matériel parental et sous les mêmes conditions climatiques et topographiques, les sols de ces deux sites présentent des différences marquées au niveau de leur morphologie et de leurs propriétés chimiques. Notamment, le sol de l’Île, qui est dominée par des conifères, a un pH significativement plus faible dans l’entièreté du profil, un horizon B podzolique qui contient significativement plus d’oxydes de fer cristallin et des horizons organiques quatre fois plus épais en comparaison au sol du Versant, un peuplement de feuillus. L’objectif de ce projet de recherche était alors de démontrer comment les différentes conditions biogéochimiques affectent la rétention et la mobilisation des ET et plus spécifiquement, comment l’âge des forêts affecte le cycle des ET à travers son influence sur la pédogénèse. Dans chacun des deux sites, quatre pédons ont été creusés puis tous leurs horizons de sol ont été échantillonnés (total de 79 échantillons) afin de mesurer leurs concentrations extraites à l’acides et solubles dans l’eau en As, Cd, Cu, Pb, V et Zn. Les différences majeures entre les deux sites se trouvaient surtout dans les horizons organiques, où les concentrations totales de tous les ET étaient significativement plus élevées sur le Versant. Un cyclage biologique accru sur le Versant, par la présence de feuillus, dont Betula alleghaniensis, explique en partie les concentrations élevées dans la couche d’humus, particulièrement pour le Cd, le Cu et le Zn, dont les concentrations étaient jusqu’à 5 fois plus élevées dans l’horizon F du Versant. Cependant, le pourcentage d’ET en solution était significativement plus élevé sur l’Île pour tous les ET, à l’exception de l’As. Le très faible pH de l’Île a contribué à la mobilisation de ces ET. La rétention de Cd et de Zn était plus sensible à la variation de pH que les autres ET. Une quantité significative de Zn a été lessivée en dehors du profil de la forêt non-perturbée, car le stock total du profil de sol en Zn (mg/m2 par cm d’épaisseur) y est 4.5 fois plus faible que sur le Versant. Cette étude soulève l’impact direct et indirect de la dynamique de la végétation sur la pédogénèse et sur le cycle des ET dans les podzols., This study is based on a comparative analysis of the distribution of trace elements (ET) in the podzolic soils of two adjacent forested sites that distinguish themselves based on their disturbance regime. The Island site was sheltered from major disturbances for several centuries, whereas a stand-replacing wildfire burned the area 100 years ago on the Hillslope site. Even though the soils of both sites developed from the same parent material and under the same climatic and topographic conditions, they display major morphological and chemical differences. The Island is a coniferous stand that has a significantly lower soil pH through the entire profile, a podzolic B horizon that contains significantly more crystalline iron oxide and organic horizons that are four times thicker than at the Hillslope, a deciduous stand. The objective of this research is to demonstrate how different biogeochemical conditions affect the retention and mobilisation of TE and more specifically how stand age influences the cycling of TE in soils through its impact on pedogenesis. In each site, four soil profiles were dug and all their horizons were sampled (total of 79 samples) in order to measure their acid-extracted and water-soluble concentrations of As, Cd, Cu, Pb, V and Zn. Major differences between the two sites are mainly found in organic horizons, where acid-extracted TE concentrations were significantly greater on the Hillslope. The enhanced biocycling caused by deciduous trees including Betula alleghaniensis contributed to the high concentrations in the humus layer of the Hillslope, especially of Cd, Cu and Zn, which were 5 times higher in the F horizon compared to the Island. Also, a higher percentage of TE was soluble on the Island for all TE, except for As. The solubilisation of TE was associated to the low soil pH of the older stand. Cd and Zn retention were more sensible to pH variation than other TE. A significant quantity of Zn was leached outside of the soil profile on the Island since the summed Zn content of the entire profile (mg Zn /m2 surface /cm thickness) was 4.5 times lower than on the Hillslope. This study highlights the direct and indirect impacts of vegetation on soil genesis and TE cycling in podzols.
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- 2023
12. Characterizing mass–volume–density–porosity relationships in a sandy loam soil amended with compost.
- Author
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Reynolds, W.D., Nurse, R.E., Phillips, L.A., Drury, C.F., Yang, X.M., and Page, E.R.
- Subjects
SANDY loam soils ,HUMUS ,SOIL amendments ,COMPOSTING ,SOIL conditioners ,HISTOSOLS - Abstract
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- 2020
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13. Management sensitivity, repeatability, and consistency of interpretation of soil health indicators on organic farms in southwestern Ontario.
- Author
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Hargreaves, Sarah K., DeJong, Paul, Laing, Ken, McQuail, Tony, and Van Eerd, Laura L.
- Subjects
HEALTH status indicators ,ORGANIC farming ,FATTY acid analysis ,HUMUS ,ORGANIC farmers - Abstract
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- 2019
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14. Caractérisation des salines dans les Réserves totale et partielle de faune de Bontioli dans la région sud-ouest du Burkina Faso.
- Author
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Dibloni, Ollo Théophile, Ouoba, Daogo, Hien, Mipro, Kabré, André T., and KABRE, Gustave B.
- Abstract
The feeding of wildlife in protected areas of African semi-arid areas requires mineral supplementation. The chemical characterization of natural salt deposits in the Bontioli partial and total wildlife reserves aims to identify the groups of organic matter, mineral elements and trace elements characteristic of the natural salt deposits of these reserves. The study consisted of a census and collecting soil samples for laboratory analyses. The inventory identified twelve salt deposit sites distributed on both reserves. Three groups of chemical elements composed of organic matter (OM), total elements and trace elements were identified by soil sample analysis. The proportions of OM, (N)t and (C)t are respectively 5.28; 1.48 and 0.1%. Those of (Mg)t, (Ca)t, (Na)t, (Cl)s and (Cl)t are 957.53; 946.10; 230.07; 170 and 1241.22 mg / kg, respectively. Fe, Mn, Cu and Zn exist and are in the order of proportions of 14131.59; 198.44; 180 and 117.79 mg / kg, respectively. Knowledge of the chemical composition of natural salt deposits should guide the managers in the installation of artificial salt marshes within these wildlife reserves. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2019
15. FERTILISATION DES SOLS AVEC LA LITIERE FOLIAIRE EN ZONE SUBSAHELIENNE DU BURKINA FASO: DIVERSITE DES ESPECES, EFFETS SUR LES RENDEMENTS DU SORGHO.
- Author
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BAMBARA, D., COMPAORE, H., SOULAMA, S., SAMANDOULGOU, Y., and BILGO, A.
- Subjects
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PLANT species diversity , *FOREST litter , *SOIL fertility , *SOIL fertility management , *LOCAL knowledge , *AGROFORESTRY - Abstract
Organic matter sources management for soil fertility improvement has been the subject of many researches. Agroforestry is one of the topics addressed by these researches. In Burkina Faso's Northern Center, leaf litter of woody species is collected, piled, crumbled before spreading in fields. This practice is not well known in the rest of the country. The present study aims to provide information on the diversity of spontaneous plant species concerned, farmers' motivations of litter crumbling and to evaluate, empirically the effects of litter spreading on sorghum yields. A participatory study, using qualitative surveys and biometric field measurements, was conducted in five villages in the Northern Center of Burkina Faso. Because of their availability, accessibility, and agronomic performance, plants such as Vitellaria paradoxa, Anogeissus leiocarpa, Combretum micranthum, Lannea microcarpa and Diospyros mespiliformis were the species whose leaf litter was valued most. Measurements achieved in situ indicate that sorghum yields from fields that received Vitellaria leaf litter for the first time were lower than those in the control plots. On the other hand, fields that received this litter for three consecutive years were more productive. A scientific study on leaf litter chemical characteristics and their influence on soil fertility parameters should be considered in order to validate local knowledge and to improve knowledge about these practices. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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- 2019
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16. Comment le mode de gestion des déchets solides municipaux peut impacter négativement la qualité des eaux de surface ? Cas de la rivière Kara.
- Author
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Ségbéaya, Kwamivi N., Akpaki, Ogouvidé, Kolédzi, Komi E., and Baba, Gnon
- Abstract
The city of Kara does not have an adequate system of household waste management. Only 3% of households have access to a pre-collection service. This promotes the anarchic deposit of solid waste in the city. The streams and the Kara River thus receive more than 30% of the solid waste of the city whereas market gardening is intensely practiced on the edge of this river. The water polluted by the waste of the city is unfortunately used by the market gardeners to treat their cultures. The objective of this work is then to evaluate the real impact of the current household waste management model on the physico-chemical quality of the water of the Kara River. Four campaigns of characterization of the household waste are carried out and show a daily production of the order of 60 tons of which 40% of putrescibles and 35% of fine and superfine. The physicochemical analyzes have shown that they are essentially fresh waste rich in organic matter (21,5% DM) with a strong capacity of release of organic and mineral matter by leaching and leaching phenomenon (7,1 gC / KgMS in COD). The ratio calculated using the SUVA (Utra-violet Absorbance Specific) values is lower on the sediment samples taken from the areas most exposed to waste deposits. This shows an accumulation in sediments of hydrophobic organic substances. The spatial evolution of lead, copper, nickel and zinc contents in sediments revealed moderate levels of contamination in these traces metal elements. All the results of this study confirm that the current management of city waste has a negative impact on water quality and consequently on market garden produce. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2018
17. Impact de l'agriculture climato-intelligente sur les stocks de carbone organique du sol à Madagascar.
- Author
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Razafimbelo, Tantely Maminiaina, Andriamananjara, Andry, Rafolisy, Tovonarivo, Razakamanarivo, Herintsitohaina, Masse, Dominique, Blanchart, Eric, Falinirina, Marie-Virginie, Bernard, Laetitia, Ravonjiarison, Nasandratra, and Albrecht, Alain
- Abstract
Climate smart agriculture is presented as a solution to alleviate food insecurity, mitigate climate change and contribute to climate change adaptation. In Madagascar, different sustainable agricultural practices were implemented in the last 20 years by many non-governmental organizations in order to increase crop yields, maintain soil fertility and increase household income. These practices are conservation agriculture, agroforestry systems and the use of organic fertilizers as compost and manure. This study aimed to compare the soil organic carbon storage of some climate smart practices in the Malagasy context. The soil organic carbon stock of each practice, distributed in several sites among the island, was measured and compared with the traditional practices of each study site. For conservation agriculture, the differences in the soil organic carbon content varied from 0 to 1.82MgC.ha-1 year-1 when compared with traditional practices (tillage and crop residues exported). For agroforestry, a difference in the soil organic carbon content of 0.68MgCha-1 year-1 was found when comparing with the slash and burn practices in the East Coast of Madagascar but no significant soil organic carbon content was found in the Malagasy Highlands. The use of organic fertilizers such as manure, compost and urban organic waste led to an increase of soil organic carbon of 0.16, 0.81 et 0.42MgCha-1 year-1 respectively, but these increases were not significant due to the great variability of soil organic carbon values. Results confirm the capacity of some climate smart practices to store more carbon in the soil and hence to compensate for greenhouse gases emissions. However, the storage potentiality is quite different according to the practice and its spatial extent. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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- 2018
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18. Relationship between lichen species composition, secondary metabolites and soil pH, organic matter, and grain characteristics in Manitoba.
- Author
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Zraik, Mohanad, Booth, Tom, and Piercey-Normore, Michele D.
- Subjects
- *
COMPOSITION of lichens , *PLANT metabolites , *METABOLITE analysis , *SOIL composition , *SOIL quality , *EFFECT of soil moisture on plants - Abstract
Many lichen secondary metabolites have functions related to the environmental conditions of lichen habitats but few studies have compared soil characteristics with lichen species composition or their secondary products. The goal of this study was to investigate the relationship between soil characteristics with lichen species composition and secondary metabolites. Five locations were chosen in Manitoba, each with five sites (transects), and each transect with five quadrats (1 m × 1 m). All species were collected from each of the quadrats, presence of secondary metabolites was determined by thin layer chromatography, and soil characteristics were examined. The results revealed that rounded sand grains were significantly higher in southeastern Manitoba than in other locations, corresponding to a distinct species composition. Angular grains were significantly higher in northern locations, corresponding to a different group of species. Some of the significant relationships between soil characteristics and secondary metabolites include correlations of atranorin with pH, organic matter, and sand content; fumarprotocetraric acid with organic matter and sand content; and usnic acid with pH and organic matter. A better understanding of the role of lichens with respect to soil characteristics will be important for improving soil stabilization in land reclamation. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2018
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19. Towards a sustainable bioeconomy through industrial symbiosis: Current situation and perspectives
- Author
-
Bijon, Nicolas, Wassenaar, Tom, Junqua, Guillaume, Dechesne, Magali, Bijon, Nicolas, Wassenaar, Tom, Junqua, Guillaume, and Dechesne, Magali
- Abstract
The concepts of industrial symbiosis (IS) and bioeconomy (BE) both focus on ways to reduce dependence on non-renewable resources. However, these two frames of reference have rarely been considered as part of a joint strategy to achieve sustainability. Here, we describe how they inter-operate, in well documented IS case studies, to identify current synergy patterns of organic by-products, their limits, and promising pathways towards integrated initiatives that pursue the respective goals of each framework. We first evaluated the nature of synergies in current practices, and how they contribute to sustainability. Second, we focused on the role of agriculture in these symbioses, due to its fundamental role in circular bioeconomy. We used three main dimensions to analyze our case studies: IS emergence, governance of synergies, and actor serendipity. We identified three main patterns of organic matter use within IS, which we termed metabolic resources, metabolic biorefinery, and global biorefinery. Our observations suggest that synergies with agriculture are undervalued, by both internal and external practitioners. We conclude that while the combination of BE and IS can bolster sustainability, it requires a dedicated implementation strategy that has yet to be conceived.
- Published
- 2022
20. Effects of different amendments (organic matter and hydrogel) on the actual evapotranspiration and crop coefficient of turf grass under field conditions *
- Author
-
Arianna Renau-Pruñonosa, M. V. Esteller, Gladys L. Bandenay, and Ignacio Morell
- Subjects
Mediterranean climate ,chemistry.chemical_classification ,lysimètre ,coefficient d'agriculture (Kc) ,Soil Science ,évapotranspiration (ETa) ,Turf grass ,Crop coefficient ,crop coefficient (Kc) ,chemistry ,Agronomy ,evapotranspiration (ETa) ,matière organique ,climat méditerranéen ,Evapotranspiration ,Lysimeter ,Environmental science ,Organic matter ,hydrogel ,lysimeters ,Agronomy and Crop Science ,organic matter ,Field conditions - Abstract
The irrigation schedule in arid areas has to be efficient in order to reduce losses due to evaporation and deep infiltration. Irrigation optimization poses the need to establish with precision the value of actual evapotranspiration (ETa), and the crop coefficient (Kc). The water soil availability can be increased using hydrogel and organic matter amendments, and their effects could vary ETa and Kc. The aim of this study was to determine the ETa, and Kc of an experimental site with lysimeters on the Spanish Mediterranean coast cropped with a turf grass variety, Agrostis stolonifera ‐L‐93, under field conditions, and amended with hydrogel and organic matter. Reference evapotranspiration (ET0) was determined from meteorological data (FAO‐Penman‐Monteith equation). ETa was calculated from the water balance, and Kc was obtained by dividing ETa by ET0. Kc was calculated and compared on a yearly, monthly and daily basis. In summer, the differences between amendments become manifest:Unamended lysimeter (100% sand) had Kc values (0.92‐1.16), similar to organic matter amended lysimeter (0.99‐1.17). Maximum and minimum Kc values for the hydrogel amended lysimeters (1.04‐1.52) were higher than those from the other because of the ability of this compound to retain water, which facilitated evapotranspiration. Finally, hydrogel helped to maintain the turf grass quality.
- Published
- 2020
21. Detritivore conversion of litter into faeces accelerates organic matter turnover
- Author
-
Jean-François David, François-Xavier Joly, Sylvain Coq, Mathieu Coulis, Isabel Prater, Stephan Hättenschwiler, Jens-Arne Subke, and Carsten W. Mueller
- Subjects
0106 biological sciences ,Ecosystem ecology ,Gastropoda ,Medicine (miscellaneous) ,01 natural sciences ,Feces ,Soil ,Diplopoda ,Crustacea ,Fagus ,lcsh:QH301-705.5 ,reproductive and urinary physiology ,chemistry.chemical_classification ,Porcellio ,biology ,Litière végétale ,04 agricultural and veterinary sciences ,Carbon cycle ,Plant litter ,ddc ,Environmental chemistry ,General Agricultural and Biological Sciences ,Armadillidium ,Isopoda ,Bioconversion ,Biogeochemical cycle ,Soil biology ,010603 evolutionary biology ,Models, Biological ,General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology ,Article ,Animals ,Organic matter ,Matière organique ,Arthropods ,Detritivore ,P35 - Fertilité du sol ,P34 - Biologie du sol ,Feeding Behavior ,biology.organism_classification ,Plant Leaves ,chemistry ,lcsh:Biology (General) ,Fèces ,040103 agronomy & agriculture ,Litter ,0401 agriculture, forestry, and fisheries ,Cycle du carbone - Abstract
Litter-feeding soil animals are notoriously neglected in conceptual and mechanistic biogeochemical models. Yet, they may be a dominant factor in decomposition by converting large amounts of plant litter into faeces. Here, we assess how the chemical and physical changes occurring when litter is converted into faeces alter their fate during further decomposition with an experimental test including 36 combinations of phylogenetically distant detritivores and leaf litter of contrasting physicochemical characteristics. We show that, across litter and detritivore species, litter conversion into detritivore faeces enhanced organic matter lability and thereby accelerated carbon cycling. Notably, the positive conversion effect on faeces quality and decomposition increased with decreasing quality and decomposition of intact litter. This general pattern was consistent across detritivores as different as snails and woodlice, and reduced differences in quality and decomposition amongst litter species. Our data show that litter conversion into detritivore faeces has far-reaching consequences for the understanding and modelling of the terrestrial carbon cycle., By performing an ecologically relevant experiment with variety in litter composition and detritivore species, Joly et al. find that litter conversion into faeces has a profound effect on organic matter lability and decomposition. These findings have implications for biogeochemical models of carbon cycling.
- Published
- 2020
22. DETERMINISME DE LA STABILITE STRUCTURALE DES SOLS CULTIVES DE LA ZONE COTONNIERE OUEST DU BURKINA FASO.
- Author
-
OUATTARA, B., OUATTARA, K., COULIBALY, P. J. A., LOMPO, F., YAO-KOUAMÉ, A., and SÉDOGO, M. P.
- Abstract
A synchronic diagnosis analysis was conducted to evaluate cultivated soil structural status in the western cotton cultivating area of Burkina Faso. Soils from 101 plots were sampled from the surface layers (0-15 cm), based on a typology of major cropping systems (shifting, cyclic, continuous cultivation) and tillage intensity (occasional, biennial, annual ploughing). Laboratory analyses were performed on soil water stable aggregates, clay, polycations and organic components content. Soil organic components were significantly influenced by the cropping systems. Organic carbon extracted with hot water explained 35% (P<0.001) of the variability of soil structural stability, against 25% for the total carbon. Among the inorganic soil constituents, clay and iron oxyhydroxides in their amorphous form were controlling respectively 53 % (P<0.001) and 40 % (P<0.001) the soil aggregation variance under fields and fallow lands taken in account. The aggregative contribution of calcium was only 17% (P<0.01). However, the induced-effect of each of these inorganic components was more strengthened (70%, P<0.001) under natural fallow lands. Their aggregative action reached 80% (P<0.001) when associated with hot-water soluble carbon or soil microbial biomass carbon. The results highlighted the need to maintain a plant cover on the surface of tropical soils to consolidate their structural stability. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2017
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23. Prediction of total carbon, total nitrogen, and pH of organic materials using visible near-infrared reflectance spectroscopy.
- Author
-
St. Luce, Mervin, Ziadi, Noura, Gagnon, Bernard, and Lévesque, Vicky
- Subjects
ORGANIC compound content of soils ,NITROGEN in soils ,CARBON in soils ,MANURES ,NEAR infrared reflectance spectroscopy - Abstract
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- Published
- 2018
24. Carbon, nitrogen, and phosphorus release from peat and forest floor-based cover soils used during oil sands reclamation.
- Author
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Quideau, Sylvie A., Norris, Charlotte E., Rees, Frédéric, Dyck, Miles, Samadi, Najmeh, Oh, Se-Woung, and Lupwayi, Newton
- Subjects
OIL sands ,CARBON in soils ,NITROGEN in soils ,PHOSPHORUS in soils ,FOREST soils ,RECLAMATION of land - Abstract
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- Published
- 2017
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25. Quantifying and simulating carbon and nitrogen mineralization from diverse exogenous organic matters
- Author
-
Laurent Thuriès, Bernard Nicolardot, Sabine Houot, Florent Levavasseur, Bruno Mary, Gwenaëlle Lashermes, Thierry Morvan, Virginie Parnaudeau, Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fractionnement des AgroRessources et Environnement (FARE), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Transfrontalière BioEcoAgro - UMR 1158 (BioEcoAgro), Université d'Artois (UA)-Université de Liège-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-JUNIA (JUNIA), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL), Sol Agro et hydrosystème Spatialisation (SAS), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Agroécologie [Dijon], Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Recyclage et risque (UPR Recyclage et risque), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Transfrontalière BioEcoAgro (Transfrontalière BioEcoAgro), Université d'Artois (UA)-Université de Liège-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), AGROCAMPUS OUEST, and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
- Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences ,Model parameters ,01 natural sciences ,Soil ,Fertilizer ,Incubation ,organic matter ,chemistry.chemical_classification ,N mineralization ,04 agricultural and veterinary sciences ,Compost ,Pollution ,Environmental chemistry ,Minéralisation du carbone ,Organic amendment ,P33 - Chimie et physique du sol ,Boue résiduaire ,Soil Science ,chemistry.chemical_element ,[SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study ,Matière organique du sol ,Digesta ,Organic matter ,Matière organique ,Nitrogen cycle ,0105 earth and related environmental sciences ,Decomposition ,Amendement du sol ,Mineralization (soil science) ,Fumier ,Amendement organique ,chemistry ,040103 agronomy & agriculture ,0401 agriculture, forestry, and fisheries ,Agronomy and Crop Science ,Carbon ,Model ,F04 - Fertilisation ,Minéralisation de l'azote - Abstract
International audience; The potential contributions of exogenous organic matters (EOMs) to soil organic C and mineral N supply depend on their C and N mineralization, which can be assessed in laboratory incubations. Such incubations are essential to calibrate decomposition models, because not all EOMs can be tested in the field. However, EOM incubations are resource-intensive. Therefore, easily measurable EOM characteristics that can be useful to predict EOM behaviour are needed. We quantified C and N mineralization during the incubation of 663 EOMs from five groups (animal manures, composts, sewage sludges, digestates and others). This represents one of the largest and diversified set of EOM incubations. The C and N mineralization varied widely between and within EOM subgroups. We simulated C and N mineralization with a simple generic decomposition model. Three calibration methods were compared. Individual EOM calibration of the model yielded good model performances, while the use of a unique parameter set per EOM subgroup decreased the model performance, and the use of two EOM characteristics to estimate model parameters gave an intermediate model performance (average RMSE-C values of 32, 99 and 65 mg C g(-1) added C and average RMSE-N values of 50, 126 and 110 mg N g(-1) added N, respectively). Because of the EOM variability, individual EOM calibration based on incubation remains the recommended method for predicting most accurately the C and N mineralization of EOMs. However, the two alternative calibration methods are sufficient for the simulation of EOMs without incubation data to obtain reasonable model performances.
- Published
- 2022
26. Irradiation de surfaces cométaires, application à l’origine de la matière organique des micrométéorites ultra-carbonées
- Author
-
Rojas Arispe, Julien and STAR, ABES
- Subjects
Protoplanetary disk ,[PHYS.ASTR.EP] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Earth and Planetary Astrophysics [astro-ph.EP] ,Disque protoplanétaire ,Mass spectrometry ,Micrométéorites ,Comets ,Organic matter ,Irradiation ,Matière organique ,Comètes ,Spectrométrie de masse ,Micrometeorites - Abstract
Micrometeorites are submillimeter extraterrestrial particles that represent the major source of interplanetary material accreted by the Earth each year. The analysis of micrometeorites allows to study the diversity of small bodies of the solar system (asteroids and comets). This thesis is about the study of micrometeorites from the Concordia collection, developed over the last 20 years thanks to a program carried out at the Dome C station (Antarctica). The first part of the work presented concerns a quantitative study of the flow of interplanetary matter arriving on Earth. The study based on more than 2000 micrometeorites from the Concordia collection shows that the flux of micrometeorites is ~10 μg/m²/year, which corresponds to a global annual flux of 5200 ± 1500 tons on our planet. The obtained results allow to better constrain the mass distributions of the particles in the size range below 300 μm and their comparison with the theoretical predictions indicate that the majority of the particles have most probably a cometary origin. The second part of the presented work concerns the study of a rare type of micrometeorites, rich in organic matter: the Ultra-Carbonaceous Antarctic MicroMeteorites (UCAMM). Isotopic analysis of UCAMMs by nanoscale secondary ion mass spectrometry (NanoSIMS) reveals isotopic heterogeneities in H, N and C of the organic matter of UCAMMs at the scale of several microns. The third part presents experiments of ice irradiations by heavy ions, carried out with the IGLIAS device during three experimental sessions at the Large Heavy Ion National Accelerator (GANIL). These experiments have simulated the interaction of the Galactic cosmic rays on mixtures of nitrogen- and carbon-rich ices at low temperature (10K). A solid organic residue is obtained after sublimation of the volatile species at the end of the irradiation of the ice film. The results obtained show that isotopic heterogeneities present in initially adjacent layers of irradiated ice can be transmitted to the organic residue produced. NanoSIMS ion imaging analysis of the organic residue shows the formation of isotopic heterogeneities in the organic residue, which are comparable to those observed in UCAMMs. These isotopic heterogeneities depend on the chemical nature of the irradiated ice mixture. All the results obtained on UCAMMs and the irradiation experiments carried out at GANIL are put in perspective and compared to data on other interplanetary materials of asteroidal and cometary origin. The work carried out confirms that these exceptional interplanetary particles most probably come from the surface of icy bodies, rich in nitrogen, having evolved in the outer regions of the solar system. They confirm that the isotopic signatures in light elements (H, N and C) of UCAMMs can, in part, be inherited from gaseous parent reservoirs present in the protoplanetary disk. Finally, I will present possible future studies on UCAMMs to better constrain the surface composition of icy bodies present at large heliocentric distances., Les micrométéorites sont des particules extraterrestres submillimétriques qui représentent la majeure source de matière interplanétaire accrétée par la Terre chaque année. L’analyse des micrométéorites permet d’étudier la diversité des petits corps du système solaire (astéroïdes et comètes). Cette thèse porte sur l’étude de micrométéorites provenant de la collection Concordia, constituée depuis 20 ans grâce à un programme réalisé auprès de la station de Dôme C (Antarctique). La première partie du travail présenté porte sur une étude quantitative sur le flux de matière interplanétaire arrivant sur Terre. L’étude basée sur plus de 2000 micrométéorites de la collection Concordia montre que le flux de micrométéorites est de ~10 μg/m²/an, qui correspond à un flux global annuel de 5200 ± 1500 tonnes sur l’ensemble de notre planète. Les résultats obtenus permettent de mieux contraindre les distributions en masse des particules dans le domaine en taille inférieure à 300 μm et leur comparaison avec les prévisions théoriques indiquent que la majorité des particules ont très probablement une origine cométaire. La seconde partie du travail présenté porte sur l’étude d’un type rare de micrométéorites, riches en matière organique : les micrométéorites antarctiques ultra-carbonées (UCAMM - Ultra-Carbonaceous Antarctic MicroMeteorites). L’analyse isotopique par spectrométrie de masse des ions secondaires à résolution nanométrique (NanoSIMS) révèle des hétérogénéités isotopiques en H, N et C de la matière organique des UCAMMs à l’échelle de plusieurs microns. La troisième partie présente des expériences d’irradiations de glaces par des ions lourds, menées à l’aide du dispositif IGLIAS durant trois sessions expérimentales auprès du Grand Accélérateur National d’Ions Lourds (GANIL). Ces expériences ont permis de simuler l’interaction du rayonnement cosmique Galactique sur des mélanges de glaces azotées et carbonées à basse température (10K). Un résidu organique solide est obtenu après sublimation des espèces volatiles à la fin de l’irradiation du film de glace. Les résultats obtenus montrent qu’il est possible de transmettre au résidu organique produit des hétérogénéités isotopiques présentes dans des couches initialement adjacentes de glaces irradiées. L’analyse par imagerie ionique NanoSIMS des résidus organiques montre la formation d’hétérogénéités isotopiques dans le résidu organique, qui sont comparables à celles observées dans les UCAMMs. Ces hétérogénéités isotopiques dépendent de la nature chimique du mélange de glaces irradiées. L’ensemble des résultats obtenus sur les UCAMMs et les expériences d’irradiation menées à GANIL sont mis en perspective et comparés aux données sur d’autres matériaux interplanétaires d’origine astéroïdale et cométaire. Les travaux menés confirment que ces particules interplanétaires exceptionnelles proviennent très probablement de la surface de corps glacés, riches en azote, ayant évolués dans les zones externes du système solaire. Ils confirment que les signatures isotopiques en éléments légers (H, N et C) des UCAMMs peuvent, en partie, être héritées de réservoirs parents gazeux présents dans le disque protoplanétaire. Je présenterai enfin de futures études possibles sur les UCAMMs permettant de mieux contraindre la composition de la surface des corps glacés présents à de grandes distances héliocentriques.
- Published
- 2022
27. Dans le sol, les vivants prennent la main. Entretien réalisé et annoté par Bernard Paillard
- Author
-
Selosse, Marc-André
- Subjects
servicio del ecosistema ,suelo ,bacterias ,hongos ,fauna del suelo ,plantas ,materia orgánica ,reciclaje ,ecosystem service ,soil ,bacteria ,fungi ,soil fauna ,plants ,organic matter ,recycling ,sol ,bactéries ,champignons ,pédofaune ,plantes ,matière organique ,recyclage ,service écosystémique - Abstract
In the soil, the living take over. Interview conducted and edited by Bernard Paillard For biologists, the soil terminates where the rock prevails, in a layer where life thrives. Bacteria, fungi, and, to a lesser extent, the small soil fauna (pedofauna) play a considerable role. They take control of the physico-chemical processes they accelerate : by decomposing rocks, they produce soils, shape, organize and stabilize them. They even preside over their evolution. They elaborate the nourishing components of the plants, nitrogen, phosphate, etc. Decomposing these organic materials, they recycle them, making them assimilable once more. Our societies are accountable for pass soils in good condition on to future generations. It is crucial to become aware that humans are absolutely incapable of producing what has resulted from interactions and interdependencies between living beings over millennia., Dans le sol, les vivants prennent la main. Entretien réalisé et annoté par Bernard Paillard Pour le biologiste, le sol s’arrête là où commence la roche, dans une couche où l’on trouve en abondance de la vie. Les bactéries, les champignons et, dans une moindre mesure, la petite faune terricole (pédofaune) y jouent un rôle considérable. Ils prennent la main sur les processus physico-chimiques qu’ils accélèrent : décomposant les roches, ils produisent les sols, les façonnent, les organisent et les stabilisent. Ils président même à leurs évolutions. Ils élaborent les composants nourriciers des plantes, azote, phosphate, etc. Décomposant ces matières organiques, ils les recyclent, les rendant de nouveau assimilables. Nos sociétés ont la responsabilité de transmettre en bon état leurs sols aux générations futures. Elles doivent prendre conscience que les humains sont incapables de produire ce qui résulte d’interactions et d’interdépendances entre vivants durant des millénaires., En el suelo, los hacen todo el trabajo. Entrevista realizada y anotada por Bernard Paillard Para el biólogo, el suelo termina donde comienza la roca, en una capa donde hay abundancia de vida. Las bacterias, los hongos y, en menor medida, la pequeña fauna del suelo (pedofauna) desempeñan un papel considerable. Se hacen cargo de los procesos físico-químicos y los aceleran : al descomponer las rocas, producen suelos, los modelan, organizan y estabilizan. Incluso gobiernan su evolución. Elaboran los nutrientes de las plantas, nitrógeno, fosfato, etc. Descomponiendo estos materiales orgánicos, los reciclan, haciéndolos asimilables de nuevo. Nuestras sociedades son responsables de transmitir sus suelos en buen estado a las generaciones futuras. Deben ser conscientes de que los humanos son incapaces de producir algo que resulta de milenios de interacción e interdependencia entre los seres vivos., Selosse Marc-André. Dans le sol, les vivants prennent la main. Entretien réalisé et annoté par Bernard Paillard. In: Communications, 110, 2022. Vivantes interactions. pp. 41-55.
- Published
- 2022
28. Comportement et devenir environnemental des nanoplastiques : quels processus physico-chimiques ?
- Author
-
Pradel, Alice, Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes, Julien Gigault, and STAR, ABES
- Subjects
Transfer ,Colloïde ,Contamination ,Transfert ,Organic Matter ,[SDU.STU] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences ,Colloid ,Transport ,[SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences ,Matière organique - Abstract
Plastics are the third most-produced material on Earth and a significant proportion (>25%) ends up in the environment. To elucidate the risks that this contamination can cause, it is necessary to track the sources, transport pathways, and sinks of plastic debris in the environment. This has proven difficult since plastic degrades into particles that are too small to sample and quantify. In particular, nanoplastics (, Résumé : Les plastiques sont le troisième matériau le plus produit sur Terre et une importante fraction (>25%) se retrouve dans l'environnement. Pour évaluer les risques liés aux débris plastiques, il est nécessaire de comprendre les sources, et les mécanismes de transport et d’accumulation des débris plastiques dans l'environnement. Ceci s'avère difficile car le plastique se dégrade en particules qui sont trop petites pour être échantillonnées et quantifiées. En particulier, les nanoplastiques (< 1 μm), qui sont des particules colloïdales, pourraient constituer une fraction importante du budget global de débris plastiques. L’objectif de ce travail est d’examiner les possibles lieux d’accumulation des nanoplastiques en étudiant des processus physicochimiques lors d’expérimentations. Une attention particulière a été accordée à la pertinence environnementale des modèles de nanoplastiques utilisés. D'abord, l'agrégation des nanoplastiques est étudiée car c’est un processus clé dans le transport des colloïdes. Ensuite, ce travail se focalise sur le transfert des nanoplastiques à travers deux interfaces environnementales. Celles-ci présentent des gradients physico-chimiques soupçonnés de contrôler le devenir des nanoplastiques : les milieux poreux (qui représentent des sols, sédiments et aquifères) et l'interface entre l'eau salée et la glace (qui représente l’interface eau de mer/banquise). Cette étude montre que les différents comportements des nanoplastiques modèles sont principalement attribuables à leurs tailles, formes et propriétés de surface qui influencent leurs comportements hydrodynamiques et leurs énergies d’interaction.
- Published
- 2021
29. Quantification des éléments légers (C, N, O) par EDS en microscopie électronique à transmission : composition de la matière organique et teneur en l'eau des phases altérées
- Author
-
Le Guillou, Corentin, Morgano, Maxime, Leroux, Hugues, Marinova, Maya, de La Peña, Francisco, Blanchenet, Anne-Marie, Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 (UMET), Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut des Molécules et de la Matière Condensée de Lille (IMMCL), Université de Lille, Sciences et Technologies-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and SGF, CNRS, Laboratoire de Géologie de Lyon ou l’étude de la Terre, des planètes et de l’environnement
- Subjects
microscopie électronique à transmission ,[SDU]Sciences of the Universe [physics] ,matière organique ,eau ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,EDS - Abstract
International audience
- Published
- 2021
30. Développement méthodologique pour l'analyse de la matière organique dans les carbonates secondaires. Cas d'étude en milieu urbain (Paris, Lyon)
- Author
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Garagnon, Julia, Perrette, Yves, Naffrechoux, Emmanuel, Pons-Branchu, Edwige, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Environnements, Dynamiques et Territoires de Montagne (EDYTEM), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and SGF, CNRS, Laboratoire de Géologie de Lyon ou l’étude de la Terre, des planètes et de l’environnement
- Subjects
urbanisation ,[SDU]Sciences of the Universe [physics] ,matière organique ,chimie organique ,spéléothèmes ,pollution ,HAP ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,fluorescence UV - Abstract
International audience
- Published
- 2021
31. Une innovation agroécologique : la séquestration des pesticides
- Author
-
T. WOIGNIER, L. RANGON, P. FERNANDES, A. SOLER, F. CLOSTRE, and M. LESUEUR-JANNOYER
- Subjects
pesticide ,décontamination ,sol ,pratique agroécologique ,matière organique ,amendement du sol ,Environmental technology. Sanitary engineering ,TD1-1066 ,Environmental sciences ,GE1-350 - Abstract
Dans le cas de certains pesticides, les méthodes de décontamination connues ne sont pas toujours réalisables techniquement (phyto ou bio remédiation) ou envisageables financièrement et écologiquement (excavation, décontamination chimique). Nous proposons une alternative à la dépollution complète: la séquestration du pesticide dans les sols avec pour objectif de limiter le transfert du contaminant vers les écosystèmes. L'incorporation de matière organique dans les sols permet d'accroitre la séquestration de la chlordécone, un insecticide organochloré particulièrement persistant. Ainsi bien que contaminé, le sol ne restituera que plus faiblement le polluant dans l'environnement. Ce mode de gestion agro écologique permet de proposer une méthode peu coûteuse et facile à mettre en œuvre car maîtrisée par les agriculteurs, dans l'attente de procédés de dépollution efficaces et durables.
- Published
- 2015
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32. Diagnostic de l'état agropédologique des sols acides de la province de Kinshasa en république démocratique du Congo (RDC).
- Author
-
Mulaji, Crispin, Disa-Disa, Pascal, Kibal, Irène, and Culot, Marc
- Abstract
This study is a part of the research methods for sustainable management of sandy soils of the province of Kinshasa (DRC).The intended aim is to characterize the soil sites with high agricultural activity in Kinshasa and to identify the main constraints to productivity. The diagnosis revealed that soils of three sites investigated studied are sandy and characterized by low retention capacity in the field (< 45 %) present an acid reaction (pH <5.5), have very low TOC contents (≤ 1 %), N tot (≤ 0.1 %), P ass (< 20 mg.kg −1 ), inexchangeable bases and are saturated to more than 60 % Al. Microbiological characteristics are weak in terms of microbial carbon, basal and induced respiration, and enzymatic activities. These characteristics are influenced by the organic matter and are the limitations on the productivity of these soils. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2016
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33. Diagnostic de contamination des agrosystèmes périurbains de Dakar par les éléments traces métalliques.
- Author
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Hodomihou, Nounagnon Richard, Feder, Frédéric, Masse, Dominique, Agbossou, Kossi Euloge, Amadji, Guillaume Lucien, Ndour-Badiane, Yacine, and Doelsch, Emmanuel
- Subjects
AGRICULTURE ,ORGANIC compounds ,SOIL pollution ,TRACE elements ,SANDY soil testing - Abstract
Copyright of Biotechnologie, Agronomie, Societe et Environnement is the property of Les Presses Agronomiques de Gembloux and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
- Published
- 2016
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34. Plan de communication permettant d'augmenter le taux de participation à la collecte de matières organiques au niveau municipal
- Author
-
Dubois, Gabriel, Fréchette, Yves, Dubois, Gabriel, and Fréchette, Yves
- Abstract
Plusieurs municipalités québécoises n’ont pas encore implanté de collecte de matières organiques, bien qu’il y ait des avantages environnementaux à le faire. Il est pourtant primordial de transformer les déchets organiques en compost afin d’en réduire les quantités envoyées à l’enfouissement, puisqu’ils contribuent aux gaz à effet de serre. Le frein principal empêchant les Villes et les MRC d’aller de l’avant est le fait que les citoyens ont plusieurs blocages quant à la collecte de matières organiques. Le but de cet essai est ainsi d’élaborer des lignes directrices d’un plan de communication permettant d’augmenter l’acceptabilité sociale des citoyens face à la collecte de matières organiques, pour les Villes et les MRC n’ayant pas encore instauré ce service, et par le fait même, d’augmenter leur taux de participation. Afin d’y arriver, les différents freins psychologiques observés chez l’être humain lors de changement de comportement sont énoncés. De plus les freins techniques spécifiques au fonctionnement de la collecte sont expliqués. Il semble que la présence d’insectes, les odeurs nauséabondes et la complexité d’un bac supplémentaire à domicile soient les principaux freins à la participation. D’autre part, une étude de cas réalisée auprès de municipalités québécoises ayant déjà implanté une collecte de matières organiques a permis de déceler les meilleurs outils à utiliser pour augmenter les taux de participation. Entre autres, les incitatifs financiers, les projets pilote en amont et la règlementation sont toutes de bonnes options. Au niveau de l’acceptabilité sociale, il existe de nombreuses techniques employant la psychologie de l’engagement afin de contrer certains freins au changement de comportement. Les nudges verts sont aussi utiles pour faire adopter un nouveau comportement sans brimer la liberté de choix de l’individu. La préparation et la communication multicanale en amont s’avèrent être des éléments essentiels afin d’atteindre l’acceptabilité social
- Published
- 2021
35. Molecular characterization of complex organic samples by mass spectrometry and liquid chromatography
- Author
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Wolters, Cédric, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Grenoble Alpes [2020-....], Véronique Vuitton, François-Régis Orthous-Daunay, STAR, ABES, and Université Grenoble Alpes
- Subjects
[SDU.ASTR.IM] Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM] ,Mass spectrometry ,[CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry ,Chimie analytique ,Liquid chromatography ,Organic matter ,Matière organique ,Chromatographie en phase liquide ,Spectrométrie de masse ,Analytical chemistry ,[SDU.ASTR.IM]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM] - Abstract
How to analyse a complex organic sample? This general question seems simple at first glance but requires a closer look at the notion of complexity to be able to understand and justify the means used to characterise it. In planetology, and more widely in astrophysics, all the observations and observables indicate that the matter that makes up extraterrestrial objects is composed of a mixture of various molecules, and this mixture is more or less diverse and dense depending on the object. Observations and models are routinely done to try to understand these objects and to constrain their evolutionary processes, or to try to investigate their origin.Characterising the molecular complexity of such objects requires state-of-the-art instruments, which are difficult to adapt to space industry constraints in order to be placed on a probe, and this requires that the object under study can be sampled. However, most objects of interest cannot be reached in a reasonable time. Therefore, another way to study these objects is needed: laboratory astrophysics. Many experiments attempt to simulate the objects and environments in which they evolve and analyse the evolution of matter subjected to these constraints. Part of the challenges of these experiments lies in the chemical characterisation of the samples, and more particularly in their molecular characterisation.As part of this thesis, we proposed to use high-resolution mass spectrometry (HRMS) and high-performance liquid chromatography (HPLC) to characterise complex organic samples. To do so, the entire analytical chain was studied, from the data acquisition to its use. Thus, we proposed an optimisation of the data acquisition in Orbitrap, as well as the systematic processing of the data resulting from the analysis done by ESI-HRMS as well as for the analysis done by LDI-ICR. Chromatography coupled with mass spectrometry is a powerful tool for accessing the molecular structure of samples and requires developing methods that are suited to the samples analysed. Therefore we offered two HPLC methods for sample analysis, which have been developed and validated for the analysis of complex samples. However, no currently available commercial software allowed for the unsupervised analysis of such samples. Software to allow the processing of this data has now been developed and allows the molecular diversity of samples to be revealed without supervision. The identification of the detected molecules is not an easy process since it then requires having all the possible isomers for each molecule detected as standards for reference. To reduce the number of possibilities, a tool for predicting retention times was proposed. This was based on knowledge of the physico-chemical properties of known compounds to predict their theoretical retention time on the methods used.Lastly, this work presents the application of all the developments carried out during these three years on a set of samples of synthetic atmospheric aerosol analogues modelling exoplanets of the super-Earth and mini-Neptunes type. From the analysis of their soluble matter to the comparison between soluble, insoluble, and total phase, analysis by mass spectrometry indicates a great diversity and important differences between samples. This indicates processes of formation and evolution related to the composition of the reactive mixture. Finally, chromatographic analysis of one of these samples indicates multiple isomers, some of which may be labelled as biological molecules, potentially involved in the process of the origin of life., Comment analyser un échantillon organique complexe ? Cette question générale semble simple de prime abord, mais requiert de s’intéresser de plus près à la notion de complexité afin de pouvoir comprendre et justifier les moyens utilisés pour la caractériser. En planétologie, et plus largement en astrophysique, l’ensemble des observations et observables indiquent que la matière qui compose les objets extraterrestres est composée d’un mélange de diverses molécules, et ce mélange est plus ou moins divers en fonction de l’objet. Observations et modélisations sont effectuées couramment pour tenter de comprendre ces objets et de contraindre leurs processus évolutifs.Caractériser la complexité moléculaire de tels objets nécessite des instruments de pointe, qui sont difficilement adaptables aux contraintes spatiales pour être placés sur une sonde, et cela requiert que l’objet étudié puisse être échantillonné. Or, la très grande majorité des objets d’intérêt ne peuvent pas être atteints dans un temps raisonnable. Dès lors, il faut un autre moyen d’étudier ces objets : c’est l’astrophysique de laboratoire. De nombreuses expériences tentent de simuler les objets et environnements dans lequel ils évoluent, et analysent l’évolution de la matière soumise à ces contraintes. Une partie des défis de ces expériences réside dans la caractérisation chimique des échantillons, et plus particulièrement dans leur caractérisation moléculaire.Dans le cadre de cette thèse, nous proposons d’utiliser la spectrométrie de masse haute résolution (HRMS) et la chromatographie en phase liquide haute performance (HPLC) pour caractériser des échantillons organiques complexes. Pour se faire, l’ensemble de la chaine analytique a été étudiée, depuis l’acquisition des données jusqu’à leur exploitation. Ainsi, nous proposons une optimisation de l’acquisition des données en Orbitrap, ainsi que des systématiques de traitement des données issues des analyses effectuées ESI-HRMS ainsi que pour des analyses effectuées en LDI-ICR. La chromatographie couplée à la spectrométrie de masse est un outil puissant pour accéder à la structure moléculaire des échantillons, et nécessite de développer des méthodes qui soient adaptés aux échantillons analysés. Nous proposons ainsi deux méthodes HPLC pour l’analyse des échantillons, qui ont été développées et validées pour l’analyse d’échantillons complexes. Cependant, aucun logiciel commercial ne permet l’analyse non supervisée de tels échantillons : un logiciel qui permette le traitement de ces données a ainsi été développé et permet de révéler la diversité moléculaire des échantillons sans supervision. Mais l’identification des molécules ainsi détectées n’est pas un processus aisé puisqu’il nécessite alors de posséder l’ensemble des isomères possibles pour chaque molécule détectée. Pour réduire cet espace des possibles, un outil de prédiction des temps de rétention est proposé qui se base sur la connaissance des propriétés physico-chimiques de composés connus afin de prédire, pour ces mêmes composés, leur temps de rétention théorique sur les méthodes utilisées.Ce travail présente dans une dernière partie l’application de l’ensemble des développements effectués au cours de ces trois années sur un jeu d’échantillons d’analogue d’aérosols atmosphériques de synthèse modélisant des exoplanètes de type super-Terres et mini-Neptunes. Depuis l’analyse de leur matière soluble, jusqu’à la comparaison entre phase soluble, insoluble et totale, l’analyse par spectrométrie de masse indique une grande diversité et des différences importantes entre échantillons, indiquant des processus de formation et d’évolution directement liés à la composition du mélange réactif. Enfin, l’analyse par chromatographie d’un de ces échantillons indique de multiples isomères, dont certains pouvant être annotés comme étant des molécules biologiques, potentiellement impliquées dans le processus de l’origine de la vie.
- Published
- 2021
36. Le sol milieu vivant, un territoire qui reste à découvrir et à valoriser
- Author
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Cleyet-Marel Jean-Claude and Hinsinger Philippe
- Subjects
azote ,fixation de l’azote ,sol ,qualité biologique des sols ,matière organique ,rhizosphère ,Oils, fats, and waxes ,TP670-699 - Abstract
Le sol, théâtre de nombreuses transformations initiées par des organismes vivants, voit son fonctionnement perturbé par les pratiques de l’agriculture intensive. C’est le cas notamment du cycle de l’azote qui est fortement modifié par les apports massifs de fertilisants azotés de synthèse et ceci au détriment de la fixation biologique dont le potentiel est de moins en moins valorisé. Globalement, l’utilisation de fertilisants chimiques et de pesticides a conduit à minimiser et à négliger le potentiel biologique des sols. L’évaluation de la qualité des sols devra désormais intégrer la composante biotique et les mesures biologiques devront passer dans la pratique courante pour compléter les analyses physico-chimiques traditionnelles. Une meilleure valorisation du potentiel naturel des sols passera très certainement par une meilleure maîtrise des interactions dans la rhizosphère, lieu privilégié de rencontre entre la plante et les micro-organismes du sol.
- Published
- 2000
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37. THE FIDDLER CRAB, UCA BENGALI CRANE, 1975: POPULATION BIOLOGY AND BURROW CHARACTERISTICS ON A RIVERBANK IN SOUTHERN THAILAND.
- Author
-
WAZED TINA, FAHMIDA, JAROENSUTASINEE, MULLICA, SUTTHAKIET, ONPRANG, and JAROENSUTASINEE, KRISANADEJ
- Subjects
- *
FIDDLER crab behavior , *POPULATION biology , *CRUSTACEAN sex ratio , *ORGANIC compounds , *RIPARIAN areas - Abstract
We studied the population structure of Uca bengali Crane, 1975 (crab density, sex ratio, and body size (i.e., carapace length and width, major claw length and width)), along with burrow characteristics (diameter, length, depth, and volume) as well as sediment characteristics (percent moisture content and organic matter) along a bank gradient at three distances (2, 4 and 6 m) from the edge of a tidal river. The results showed no differences in crab density, sex ratio, and body size among the three distances. The percent moisture content at 2 m distance was higher than at 4 and 6 m, and the percentage organic matter at 2 m distance was higher than at 6 m distance. Burrows were shorter in length, shallower in depth, and smaller in volume at 2 m distance, but these measures increased with increasing distance from the river edge. Both males and females made three distinct burrow shapes: I, J and U; the J-shaped burrows were the most numerous at all distances. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2015
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38. Alteration of fossil-bearing shale (Autun, France; Permian), part II: Monitoring artificial and natural ageing by combined use of S and Ca K-edge XANES analysis, Rock-Eval pyrolysis and FTIR analysis.
- Author
-
Odin, Giliane P., Vanmeert, Frederik, Farges, François, Gand, Georges, Janssens, Koen, Romero-Sarmiento, Maria-Fernanda, Steyer, Jean Sébastien, Vantelon, Delphine, and Rouchon, Véronique
- Subjects
- *
PERMIAN Period , *SHALE , *X-ray absorption near edge structure , *PYROLYSIS , *FOURIER transform infrared spectroscopy , *GEOLOGICAL specimens - Abstract
Fossil-bearing shale specimens that include sulfides in their compositions are chemically reactive and sometimes also mechanically fragile. This decay is often related to iron sulfate efflorescence resulting from the oxidation of sulfide compounds. The processes underlying these degradations are poorly known, thus impeding the elaboration of curative or preventive treatments. The present contribution aims to identify the origin of museum specimen alterations. It focuses on the Flouest collection housed at the Muséum National d’Histoire Naturelle (MNHN, Paris, France) and originating from the Autun Basin (Saône-et-Loire, France, Permian). To evaluate the alteration of MNHN specimens, it appeared necessary to compare their composition with that of unaltered shale so as to identify chemical changes occurring during ageing. Therefore, new material was collected in the Autun Basin, among others on the locality of Muse that corresponds to the same lithostratigraphic unit as that of the MNHN specimens. This material was, if necessary, artificially aged. The first part of this work, presented elsewhere, deals with the use of X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy for characterizing iron reactivity and speciation. It leads to the conclusion that the reactivity of iron in the shale matrix was limited and could not account for the large efflorescence of iron (II) sulfate occurring nearby the fossil. The second part presented here focuses on the use of S K-edge X-ray Absorption Near Edge Structure (XANES) spectroscopy for characterizing sulfur speciation and reactivity. Measurements were performed on the shale matrix and on thin layers of maceral found in the proximity of damaged areas. As sulfur may be found in association with calcium or organic matter, complementary techniques were implemented, such as FTIR spectroscopy, Rock-Eval pyrolysis (characterization of organic matter content) and Ca K-edge XANES (analysis of calcium speciation) spectroscopy. It was shown that sulfur is mainly related to thioether, sulfoxide, iron sulfide, and sulfates whereas calcium is mainly bound to carboxylate, carbonate and/or sulfate groups. FTIR analysis of the macerals confirmed the presence of vitrinite on damaged MNHN specimens. The low oxygen content of new shale samples determined by Rock-Eval pyrolysis indicates that the organic matter is well preserved, despite the fact that samples come from outcrop surface. In the newly collected material, sulfur is mainly related to organic sulfides (thioether) with a minor occurrence of iron sulfide. In the shale fraction of damaged MNHN specimens, sulfur is mostly oxidized into a mixture of iron and calcium sulfate. However, in the vitrinite layers of the same specimens, a large proportion of sulfur corresponds to organic sulfides. Also the oxidation of sulfur does not occur homogeneously but preferentially in the shale fraction, probably because this latter is porous whereas vitrinite is not. Artificial ageing of new shale material showed that the oxidation of organic sulfides could be reproduced at 90 °C, 80% of relative humidity. However, the obtained efflorescence almost exclusively corresponds to calcium sulfate whereas iron (II) sulfates are mostly observed on MNHN specimens. The new material collected on site is probably to be questioned, and future studies will have to select new samples with fossil remains. This will be the object of the third part of this work. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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- 2015
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39. Potentiel d’élimination des déchets végétaux (feuilles de Mangifera Indica et de Manihot Utilissima) par méthanisation à Kinshasa (République Démocratique du Congo).
- Author
-
NGOMA, PHILIPPE MAMBANZULUA, HILIGSMANN, SERGE, ZOLA, ERIC SUMBU, ONGENA, MARC, and THONART, PHILIPPE
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- 2015
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40. Caractérisation des sédiments des fonds de bassin des différentes fermes aquacoles de Nouvelle- Calédonie : Compilation des fiches techniques publiées de 1998 à 2000
- Author
-
Lemonnier, Hugues and Lemonnier, Hugues
- Abstract
En 1996, le vieillissement des fonds de bassins aquacoles de crevettes était présenté comme hypothèse explicative de la dégradation des rendements de production sur certains sites d’élevage. Un travail conséquent avait été réalisé à l’époque dont l'objectif était, à partir d'un inventaire des différents sédiments des fermes aquacoles du Territoire, de mettre en évidence une éventuelle évolution de ce sédiment au fil des cycles d'élevage et son influence sur la productivité. L’objet de ce document est de numériser et de compiler les différentes fiches techniques diffusées à l’époque sous forme papier aux aquaculteurs de la filière crevette de Nouvelle-Calédonie.
- Published
- 2020
41. Detritivore conversion of litter into faeces accelerates organic matter turnover
- Author
-
Joly, François-Xavier, Coq, Sylvain, Coulis, Mathieu, David, Jean-François, Hättenschwiler, Stephan, Mueller, Carsten W., Prater, Isabel, Subke, Jens-Arne, Joly, François-Xavier, Coq, Sylvain, Coulis, Mathieu, David, Jean-François, Hättenschwiler, Stephan, Mueller, Carsten W., Prater, Isabel, and Subke, Jens-Arne
- Abstract
Litter-feeding soil animals are notoriously neglected in conceptual and mechanistic biogeochemical models. Yet, they may be a dominant factor in decomposition by converting large amounts of plant litter into faeces. Here, we assess how the chemical and physical changes occurring when litter is converted into faeces alter their fate during further decomposition with an experimental test including 36 combinations of phylogenetically distant detritivores and leaf litter of contrasting physicochemical characteristics. We show that, across litter and detritivore species, litter conversion into detritivore faeces enhanced organic matter lability and thereby accelerated carbon cycling. Notably, the positive conversion effect on faeces quality and decomposition increased with decreasing quality and decomposition of intact litter. This general pattern was consistent across detritivores as different as snails and woodlice, and reduced differences in quality and decomposition amongst litter species. Our data show that litter conversion into detritivore faeces has far-reaching consequences for the understanding and modelling of the terrestrial carbon cycle.
- Published
- 2020
42. Dataset of organic sample near infrared spectra acquired on different spectrometers
- Author
-
Chauvergne, Céline, Bonnal, Laurent, Bastianelli, Denis, Carrere, Hélène, Griveau, Yves, Jacquemot, Marie-Pierre, Reymond, Matthieu, Méchin, Valérie, Rossard, Virginie, Latrille, Eric, Chauvergne, Céline, Bonnal, Laurent, Bastianelli, Denis, Carrere, Hélène, Griveau, Yves, Jacquemot, Marie-Pierre, Reymond, Matthieu, Méchin, Valérie, Rossard, Virginie, and Latrille, Eric
- Abstract
This dataset presents 127 raw near infrared spectra of different organic samples acquired on three different spectrometers in three different labs. An example of data processing is shown to create six spectra transfer models between the three spectrometers (two by two). In order to build and validate these transfer models, the dataset was split into two sets of spectra: a first set was used to compute six spectra transfer models thanks to the Piecewise Direct standardisation function (PDS). A second set of spectra, independent of the first one was used to validate transfer models. Spectrum treatments and models were created on ChemFlow (https://vm-chemflow-francegrille.eu/), a free online chemometric software that includes all the necessary functions.
- Published
- 2020
43. Produit permettant d'étudier l'évolution des matières organiques dans et sur les sol
- Author
-
Dignac, Marie-France, Derrien, Delphine, Boly, Vincent, Dignac, Marie-France, Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de recherche Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers (BEF), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ecole Nationale Supérieure en Génie des Systèmes et de l'Innovation (ENSGSI), and Université de Lorraine (UL)
- Subjects
[SDE] Environmental Sciences ,sol ,matière organique ,[SDE]Environmental Sciences ,évolution - Published
- 2021
44. Interactions matière organiquecontaminants inorganiques dans des dépôts de solutions de traitement des eaux fondées sur la nature. Approche combinée ultrafiltration-modélisation
- Author
-
Banc, Camille and STAR, ABES
- Subjects
Surface layer ,Speciation ,Wastewater treatment ,Environment ,Wastewater ,Eaux usées ,Sludge ,Risks assessment ,Environnement ,Evaluation du risque ,Metal pollutants ,Polluants métalliques ,Nutriment ,Boue ,Couche de surface ,Traitement des eaux usées ,Organic matter ,Matière organique ,Spéciation du soufre ,[SDE.IE] Environmental Sciences/Environmental Engineering ,Filtration ,Nutrient - Abstract
In water treatment systems described as "nature-based solutions" the retention of suspended solids can lead to the formation of a surface deposit layer. Both from the point of view of its capacity to interact with the pollutants during its presence on the treatment unit, and during its reuse, notably in land application after curing, pollutants speciation within the deposits and their prossess of remobilization are questioned. The objectives of this work was to better describe the organo-mineral assemblage of these deposits and to provide a better understanding of the influence of colloidal phases on the remobilization of major and trace elements in order to be able to provide predictive models on the remobilization of pollutants from deposits subjected to pH variations. A vertical flow constructed wetland sludge deposit was subjected to different pH conditions and the colloidal phases were studied. Remobilization of organic colloidal phases was found to be particularly sensitive to pH changes. In the acidic pH range, small organic molecules (< 3 kDa) are predominantly remobilized from the deposits. For near-neutral and alkaline pH, large organic colloids (>30 kDa) prevail in solution. This release of organic matter seems to favor the remobilization of iron and aluminum oxides within organo-mineral colloids. The nature and quantity of the remobilized colloidal phases have a large influence on the release of major and trace elements from the constructed wetland’s sludge deposits. However, the affinity of the elements for these colloidal phases is also controlled by the chemical class of the element considered, its oxidation state and the pH of the solution. The use of these experimental data allowed the development and calibration of a multi-surface geochemical model able to reproduce the release and speciation of a wide range of elements (Fe, Al, P, Ca, Mg, Cu, Cd, Cr, Zn, Pb, As) retained within a reed filter sludge. Due to the high concentration of organic matter measured in the sludge and their importance in the release and speciation of elements, the modeling of metal complexation on organic matter by WHAM-ModelVII has been the subject of numerous experiments. The modeling tests combined with the ultrafiltration results allowed to obtain a ratio of active organic matter allowing to improve the prediction of the elemental concentrations. In order to evaluate the robustness of the methodology used on this first sludge, the modeling strategy was applied to other samples. The multisurface models developed in this thesis have all shown their efficiency in calculating the release of many elements whatever the pH conditions and despite very variable initial constitutions. The information provided by this thesis have been fundamental in understanding the risks associated with the emission of trace metals in particular. In time these models could therefore be part of the decision supporting tools available to managers of these solid deposits., Dans les systèmes de traitement des eaux qualifiés de « solutions fondées sur la nature » la rétention des particules en suspensions peut conduire à la formation d’une couche de dépôts de surface. Tant du point de vue de sa capacité à interagir avec les polluants lors de sa présence sur l’unité de traitement, que lors de sa réutilisation notamment en épandage après curage, la spéciation des éléments au sein de ces dépôts et les mécanismes de remobilisation des polluants interrogent. Ce travail avait pour objectifs de mieux décrire l’assemblage organo-minéral de ces matrices et de fournir une meilleure compréhension de l’influence des phases colloïdales sur la remobilisation d’éléments majeurs et traces afin de pouvoir fournir des modèles de prédictions sur la remobilisation de polluants des dépôts soumis à des variations de pH. Un dépôt de surface de filtre planté de roseaux à écoulement vertical a été soumis à différentes conditions de pH et les phases colloïdales ont été étudiées. La remobilisation de phases colloïdales organiques s’est montrée particulièrement sensible aux variations de pH. Dans la gamme de pH acide, de petites molécules organiques (< 3 kDa) sont majoritairement remobilisées des dépôts. Pour des pH proches de la neutralité et alcalins, les gros colloïdes organiques (> 30 kDa) prévalent en solutions. Ce relargage de matière organique semble favoriser la remobilisation d’oxydes de fer et d’aluminium au sein de colloïdes organo-minéraux. La nature et la quantité des phases colloïdales remobilisées exercent une large influence sur le relargage d’éléments majeurs et traces depuis les dépôts de filtre planté de roseaux. Cependant, l’affinité des éléments pour ces phases colloïdales est aussi contrôlée par la classe chimique de l’élément considéré, son état d’oxydation ainsi que le pH de la solution. L’utilisation de ces données expérimentales a permis le développement et la calibration d’un modèle géochimique multi-surfacique capable de reproduire la spéciation d’une large gamme d’éléments (Fe, Al, P, Ca, Mg, Cu, Cd, Cr, Zn, Pb, As) contenue au sein d’une boue de filtre planté et ainsi de reproduire le relargage de ces éléments. De par la concentration importante en matière organique mesurée dans la boue et leur importance dans le relargage et la spéciation des éléments, la modélisation de la complexation des métaux sur la matière organique par WHAM-ModelVII a fait l’objet d’un développement particulier. Afin d’évaluer la robustesse de la méthodologie employée sur cette première boue, la stratégie de modélisation a été appliquée à d’autres échantillons. Les modèles multisurfaciques développés dans cette thèse ont tous montré leur efficacité à calculer le relargage de nombreux éléments quel que soit les conditions de pH et malgré des concentrations initiales en élément majeurs et traces très variables.
- Published
- 2021
45. Evaluation du stock de carbone dans les forêts Libanaises. Exemple des forêts du Nahr Beyrouth
- Author
-
Zoghaib, Ralph and STAR, ABES
- Subjects
Nhar Beirut ,Carbone ,Herbacée ,Sol ,[SHS.GEO] Humanities and Social Sciences/Geography ,Organice matter ,Watershed ,Carbon ,Litière ,Trees ,Arbres ,Soil ,Herbaceous ,Bassin versant ,Nhar Beyrouth ,Litter ,Biomasse ,Matière organique ,Arbustes ,Biomass ,Shrubs ,Stock - Abstract
Carbon is an essential component of plant biomass and soil organic matter which constitute the most important terrestrial sinks. It is generated in the soil generally by the decomposition of plants debris. The decomposition process is influenced by several biotic and abiotic factors. The aim of this study is to see the relationship between the 5 forest carbon sinks: soil, litter, herbaceous vegetation, trees and shrubs and the influence of the following factors (sand, silt, clay, density of fine particles and content of N, P, K, Ca, Mg, Fe, Na, Ec, CEC, pH, soil depth, slope, exposure, precipitation and altitude). The study was carried out on 50 sample plots in Nahr Beirut watershed. Data collection involves measuring trees and shrubs and sampling herbaceous vegetation, litter and soil from each plot. After fieldwork and data analysis in the laboratory, the results show on average that the MO% is 4.9%, the soil organic carbon is 54 tC ha-1, litter carbon is 5.9 tC ha-1, herbaceous carbon is 1.6 tC ha-1, trees and shrubs carbon is 85.1 tC ha-1. The results show a positive correlation between the MO% on one hand and the clay percentage (0.74), the silt percentage (0.49), the exchangeable Ca (0.820) on the other hand, and a negative correlation between the MO% on one hand and the percentage of sand (-0.78) and the mass of soil in t ha-1 (-0.62) in other hand. This thesis allowed to establish an allometric equation which estimates percentage of SOM by integrating the variables of the sand %, clay % and exchangeable Ca (ppm). (R2 = 0.678) estimates 68% of MO with an error of 1.326. We have spatialized the carbon stock of trees in forests of the watershed which is 859 000 tonnes, 436 000 tonnes in the pinewood stratum and 423 000 tonnes in the other types of forests stratum., Le carbone est un composant essentiel de la biomasse végétale et de la matière organique du sol qui constitue les plus importants puits terrestres. Il résulte dans le sol principalement par la décomposition des débris de végétaux. Ce processus de décomposition est influencé par plusieurs facteurs biotiques et abiotiques. L’objectif de cette étude est d’analyser les relations entre les 5 stocks de carbone forestiers : le sol, la litière, la végétation herbacée, les arbres et les arbustes et l’influence de la localisation et des caractéristiques des stations et des sols. L'étude a porté sur 50 placettes d’échantillonnage dans le bassin versant de Nahr Beyrouth dans lesquelles les arbres et arbustes ont fait l’objet de mesures systématiques et où la végétation herbacée, la litière et le sol de chaque placette ont été systématiquement échantillonné. Les résultats des mesures sur le terrain puis des analyses de laboratoire montrent que le taux moyen de MO est de 4,9%, alors que l’importance des différents compartiments de stockage par ordre croissant est la suivante : la végétation herbacée (1,6 tC ha-1) la litière (5,9 tC ha-1), le sol (54 tC ha-1) puis les arbres et arbustes (85,1 tC ha-1). Afin d’expliquer les variations en MO des différentes placettes, les analyses statistiques montrent une corrélation positive entre la MO% d’une part et le taux d’argile (0,74), le taux de limon (0,49), la teneur en Ca échangeable (0,820) d’une autre part. Inversement, nous observons une corrélation négative entre la MO% d’une part et le taux de sable (-0,78) et la masse du sol en t ha-1 (-0,62) d’une autre part. Finalement, notre recherche propose d’établir une équation allométrique qui estime les taux de MO% en intégrant les variables de la litière, l’altitude, la pente, les précipitations moyennes, le taux de sables, de limon et d'argile, la masse du sol et la conductibilité. Cette équation présente une bonne corrélation entre les différents facteurs (R2 = 0,678) et estime 68% de MO avec une erreur de 1,326. Enfin, nous avons spatialisé le stock de carbone des arbres dans les forêts du BV qui est de 859 000 tonnes, 436 000 tonnes dans les formations à pins pignons et de 423 000 tonnes dans les autres types de forêts.
- Published
- 2021
46. Poussières cométaires et origine de la matière dans le disque protoplanétaire
- Author
-
Guérin, Baptiste and STAR, ABES
- Subjects
Protoplanetary disk ,Cometary dust ,Disque protoplanétaire ,Micrométéorites ,[SDU.ASTR.EP] Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Earth and Planetary Astrophysics [astro-ph.EP] ,Organic matter ,Matière organique ,Micrometeorites ,Poussieres cométaires - Abstract
The objective of this thesis is the analysis of extraterrestrial dust collected in Antarctica: chondritic Antarctic micrometeorites (AMMs) and ultracarbonaceous micrometeorites (UCAMMs). Models predict that 80% of the dust that falls to Earth is of cometary origin. AMMs share many characteristics with the cometary dust reported by the Stardust space mission, and the characteristics of UCAMMs suggest formation at very low temperatures, far from the early sun. Micrometeorites therefore offer an opportunity to understand the mechanisms of cometary dust formation. UCAMMs are mostly composed of an organic matrix containing small mineralogical assemblages. The large amount of organic matter (OM) present in UCAMMs allows its analysis without using the classical extraction methods used to extract insoluble organic matter (IOM) from meteorites. Analyses of the AMMs by Raman and infrared microspectroscopy indicate a polyaromatic OM with a high degree of disorder, with characteristics close to those of the cometary grains reported by the Stardust mission. The variability of the OM spectral parameters is however more important for hydrated chondritic AMMs than for those without phyllosilicates. The mid- and far-infrared spectra show that the non-hydrated AMMs contain pyroxene and olivine silicates and that the aqueous phases of the hydrated AMMs are mainly phyllosilicates. Infrared and Raman analyses of the UCAMMs show a relatively large amount of nitrogen in the organic matter, and the occasional presence of nitrile groups. Spatially resolved X-ray transmission microscopy (STXM-XANES) analyses of the OM show the presence of 3 organic phases of distinct compositions within the UCAMM OM. The nitrogen present in the UCAMMs is carried by only one of these three phases, which has N/C atomic ratios up to 0.2. The inorganic phases contained in the UCAMMs were analysed by transmission electron microscopy. They exist as isolated phases, or as small mineral assemblages in the organic matrix, or as aggregates of different minerals, often cemented by a silicon-rich matrix. A mineral with a texture similar to that of a phyllosilicate was observed in one of the UCAMMs analysed. The similarity between the organic matter of UCAMMs and that of cometary particles suggests that these objects were formed in the outer regions of the protoplanetary disk. The joint presence of high-temperature-forming minerals and hydrated minerals within this organic matter implies a transport mechanism from the inner to the outer regions of the protoplanetary disk. The observation of a potential phyllosilicate in UCAMMs also raises the question of the possibility of aqueous alteration directly on cometary surfaces. However, the presence of hydrated phases within cometary material could also result from the accretion of already altered grains on a previous parent body. Micrometeorites in general thus offer a unique tool for the study of the asteroid-comet continuum highlighted since the return of the Stardust mission samples, and for a better understanding of the relationships between the different objects of the young solar system and the space weathering mechanisms they have undergone., L’objectif de cette thèse est l'analyse de poussières extraterrestres collectées en Antarctique : les micrométéorites antarctiques chondritiques (AMMs) et les micrométéorites ultracarbonées (UCAMMs). Les modèles prédisent que 80% de la poussière qui tombe sur Terre est d'origine cométaire. Les AMMs partagent de nombreuses caractéristiques avec les poussières cométaires rapportées par la mission spatiale Stardust, et les caractéristiques des UCAMMs suggèrent une formation à très basse température, loin du soleil primitif. Les micrométéorites offrent donc une opportunité de comprendre les mécanismes de formation des poussières cométaires. Les UCAMMs sont majoritairement constituées d'une matrice organique contenant de petits assemblages minéralogiques. La grande quantité de matière organique (MO) présente dans les UCAMMs permet son analyse sans faire usage des méthodes d'extraction classiques utilisées pour extraire la matière organique insoluble (IOM) des météorites. L'analyse des AMMs par microspectroscopie Raman et infrarouge indique une MO polyaromatique présentant un fort degré de désordre, avec des caractéristiques proches de celles des grains cométaires rapportés par la mission Stardust. La variabilité des paramètres spectraux de la MO est cependant plus importante pour les AMMs chondritiques hydratées que dans celles ne contenant pas de phyllosilicates. Les spectres dans l'infrarouge moyen et lointain montrent que les AMMs non hydratées contiennent des silicates de type pyroxènes et olivines et que les phases aqueuses des AMMs hydratées sont principalement des phyllosilicates. Les analyses infrarouge et Raman sur les UCAMMs montrent une quantité relativement importante d'azote dans la matière organique, et la présence ponctuelle de groupements nitriles. Des analyses de la MO résolue spatialement par microscopie X en transmission (STXM-XANES) montrent la présence de 3 phases organiques de compositions distinctes au sein de la MO des UCAMMs. L'azote présent dans les UCAMMs n'est porté que par une de ces trois phases, qui présente des rapports atomiques N/C allant jusqu'à 0,2. Les phases inorganiques contenues dans les UCAMMs ont été analysées par microscopie électronique en transmission. Elles existent comme phases isolées, ou sous forme de petits assemblages minéraux dans la matrice organique, ou comme d’agrégats de différents minéraux, souvent cimenté par une matrice riche en silicium. Un minéral présentant une texture similaire à celle d'un phyllosilicate a été observé dans une des UCAMM analysées. La similarité entre la matière organique des UCAMMs et celle des particules cométaires suggère une formation de ces objets dans les régions externes du disque protoplanétaire. La présence conjointe de minéraux se formant à haute température et de minéraux hydratés au sein de cette matière organique implique un mécanisme de transport des régions internes vers les régions externes du disque protoplanétaire. L'observation d'un phyllosilicate potentiel dans les UCAMMs soulève aussi la question de la possibilité d'altération aqueuse directement sur les surfaces cométaires. Cependant, la présence de phase hydratées au sein de matériel cométaire pourrait également résulter de l'accrétion de grains déjà altérés sur un précédent corps parent. Les micrométéorites en général offrent donc un outil unique pour l'étude du continuum astéroïde-comète mis en évidence depuis le retour des échantillons de la mission Stardust, et pour mieux comprendre les relations entre les différents objets du système solaire jeune ainsi que les mécanismes d'altération qu'ils ont subis.
- Published
- 2021
47. Le cycle du mercure dans les sédiments de la rivière Saint-Maurice impacté par des perturbations du paysage : hydroélectricité, feu de forêt et coupes forestières
- Author
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Millera Ferriz, Lise, Amyot, Marc, and Walsh, David
- Subjects
River ,Paysage ,hgcA ,Mercure ,Rivière ,Méthylmercure ,Matière organique ,Methylmercury ,Landscape ,Organic matter ,Mercury ,Barrages au fil de l'eau ,Run-of-river dam - Abstract
Les barrages au fil de l’eau devraient tripler dans la prochaine décennie en réponse à la transition mondiale vers les énergies renouvelables. Or, contrairement aux barrages à réservoir dont les impacts sur le cycle du mercure (Hg) sont bien connus, très peu d’études ont évalué l’impact des barrages au fil de l’eau sur la mobilisation et la transformation du Hg en méthylmercure (MeHg), une neurotoxine bioaccumulable et bioamplifiable le long de la chaîne trophique. Malgré la surface limitée d’inondations créée par ces petits ouvrages comparés aux barrages avec réservoirs, les retenues d’eau créées en amont pourraient tout de même contribuer à créer des conditions propices à la méthylation du Hg. Cette étude a été conduite sur la rivière St.Maurice (QC, Canada) présente dans un paysage soumis à la construction récente de deux barrages au fil de l’eau et de milieux humides artificiels et à la présence concomitante de perturbations du paysage: un feu de forêt et de la coupe de bois. Les résultats montrent une augmentation du pourcentage de méthylmercure (%MeHg) de 2 à 3 fois dans les zones inondées comparées aux sites références ou en aval des barrages. De plus, une augmentation des concentrations en mercure total (THg) et en matière organique (MO) est observée dans ces mêmes zones inondées soumises aux perturbations du paysage. Cela suggère que les feux de forêt et la coupe de bois auraient contribué au transfert de MO lié au Hg en provenance du bassin versant vers la rivière, comme indiqué par la corrélation positive entre le ratio C/N et le % MeHg. L’accumulation de MO et Hg dans les retenues d’eau créées par les barrages au fil de l’eau seraient alors des lieux propices à la stimulation de la communauté procaryotique méthylatrice dont le gène marqueur hgcA a été détecté à tous les sites avec une composition très diverse, dominée par les méthanogènes, les sulfato-réducteurs et les fermenteurs dans ce système. A la lumière de ces résultats, nous proposons que les futures études concernant les barrages au fil de l’eau intègrent le paysage dans son ensemble et établissent un suivi des concentrations de Hg avant, pendant et après la construction., Run-of-river dams (RoRs) are expected to triple in the next decade in response to the global transition to renewable energy. However, unlike reservoir dams whose impacts on the mercury (Hg) cycle are well known, very few studies have evaluated the impact of RoRs on the mobilization and transformation of Hg into methylmercury (MeHg), a bioaccumulative and bioamplifiable neurotoxin along the trophic chain. Despite the limited area of flooding created by these small structures compared to reservoir dams, the pondages created upstream could still contribute to creating conditions conducive to the methylation of Hg. This study was carried out on the St. Maurice River (QC, Canada) located in a riverscape recently influenced by to the recent construction of two RoRs and artificial wetlands and to the concomitant presence of disturbances in the landscape. The results show an increase in the percentage of methylmercury (% MeHg) from 2 to 3 times in the flooded areas compared to the reference sites or downstream sites. In addition, an increase in total mercury (THg) and organic matter (MO) concentrations are observed in these same flooded areas subject to landscape disturbances: forest fire and logging. It suggests that forest fires and logging are contributing to the transfer of MO bound to Hg from the watershed to the river, as indicated by the positive correlation between the C / N ratio and % MeHg. The accumulation of MO and Hg in the pondages are likely favorable to the stimulation of the prokaryotic methylating community whose hgcA marker gene was detected at all sites with a very diverse composition, dominated by methanogens, sulfate-reducers and fermenters in this system. In the light of these results, we suggest that future studies on RoRs integrate the landscape as a whole and establish a monitoring of Hg concentrations before, during and after construction.
- Published
- 2020
48. Dynamique de la matière organique au sein dans les estuaires picards : caractérisation des faciès biosédimentaires et quantification des processus de minéralisation benthique
- Author
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Voltz, Baptiste, Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187 (LOG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Université du Littoral Côte d'Opale, Lionel Denis, and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
- Subjects
Bilan de matière ,Biosedimentary facies ,Mass balance OM budget ,[SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences ,Organic matter ,Matière organique ,Faciès biosédimentaire ,Minéralisation benthique ,[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology ,Estuaries ,Estuaire ,Benthic mineralization - Abstract
Estuaries ensure a high production and transfer a large amount of organic matter (OM) from continent to ocean. To understand OM exchanges at the continent-ocean interface along the eastern English Channel coast, it is primordial to establish a mass balance OM budget in the three main estuaries : the Canche, the Authie and the Somme estuaries. In this frame, the sedimentary OM distribution and origin were studied by coupling a sedimentological description of surficial sediments and an elemental and isotopic characterization of the sedimentary OM. Such approach was carried out from near from subtidal to supratidal stages, along transects transversal to the main river channel, resulting in a sampling of 36, 37 and 39 stations respectively from the Canche, the Authie and the Somme estuaries. Based on this mapping approach, a representative transect was selected in the Canche and the Authie estuaries in order to quantify the sedimentary OM benthic mineralization along the tidal gradient and finally to establish an OM mineralization budget at the estuarine scale. Based on the sedimentological and biological characterization of sediments, the estuarine landscape was described according to four biosedimentary facies : sand flats, mud flats, low and high marshes. This study evidenced that the distribution of OM at the estuary scale is mainly controlled by the distribution of these biosedimentary facies. Indeed, sand flats are subject to intense hydrodynamic conditions in which sedimentary OM deposition is limited. On the other hand, OM is preferentially deposited in fine-grained sediments such as mud flats and salt marshes. Both of these sedimentary environments are subjected to lower hydrodynamic conditions, especially salt marshes, where vegetation enhances deposition and limits the resuspension of sedimentary OM. Indeed, the high quantities of sedimentary OM measured in salt marshes mainly originate from C3 halophytes dominating high marsh areas. Nevertheless, our study also evidenced that the deposition of sedimentary OM along the tidal gradient depends on the contribution of particulate OM from fluvial and marine/estuarine phytoplankton communities. Moreover, this study has demonstrated that various evolutions of the geomorphological features, with a mature salt marsh present in the Cancheestuary, a seaward prograding salt marsh on the north shore of the Authie estuary, a salt marsh retreat on the north shore of the Somme estuary resulting from an advanced sand infilling. The OM benthic mineralization campaigns demonstrated that during immersion and emersion periods, mud flats and salt marshes are the main contributors to total OM mineralization along the tidal gradient in contrast to sand flats. The spatial variation mainly depended on the sedimentological characteristics of each of biosedimentary facies but also on biological factors such as benthic macrofauna, microphytobenthos and root system of halophytes. The OM mineralization budget at the estuarine scale showed a significant contribution of sand flats in the Authie estuary given their wide distribution. This thesis contributes to a better definition of the role of "Picard" estuaries in the OM cycling and allows a first step towards the quantification of a mass balance OM budget in the three main estuaries of the eastern English Channel coast.; Les estuaires assurent une production élevée et le transfert d'une grande quantité de matière organique (MO) du continent vers l'océan. Une étape importante pour comprendre les échanges de MO à l'interface continent - océan, le long de la côte française de la Manche Orientale, est d'établir un bilan de MO dans les trois plus grands estuaires : la Canche, l'Authie et de la Somme. Dans ce but, il a été réalisé une description sédimentologique et biologique du sédiment de surface et une caractérisation élémentaire et isotopique distinguant l'origine de la MO sédimentaire. La caractérisation du sédiment de surface a été réalisée, de l'étage proche subtidal à supratidal, le long de transects transversaux au fleuve, constituant un réseau de 36, 37 et 39 stations respectivement pour l'estuaire de la Canche, de l'Authie et de la Somme. A partir de cette approche cartographique, un transect représentatif dans l'estuaire de la Canche et de l'Authie a été sélectionné, dans le but de quantifier la minéralisation benthique de la MO sédimentaire, le long du gradient tidal et finalement d'établir un bilan de la dégradation de la MO à l'échelle de l'estuaire. A partir de la caractérisation sédimentologique et biologique du sédiment de surface, le paysage estuarien a été défini selon quatre faciès biosédimentaires : les bancs et plateformes sableuses, les vasières, le bas et le haut des prés salés. Il a été démontré que la répartition de la MO à l'échelle de l'estuaire est contrôlée par la distribution de ces différents faciès biosédimentaires. En effet, les sédiments sableux sont soumis à des contraintes hydrodynamiques importantes dans lequel le dépôt de la MO est limité. En revanche, la MO se dépose préférentiellement dans les lieux où les sédiments fins s'accumulent tels que les vasières et les prés salés. Ces deux environnements sédimentaires sont soumis à des contraintes hydrodynamiques plus faibles, plus particulièrement les prés salés, où la végétation favorise le dépôt et limite la remise en suspension de la MO sédimentaire. En effet, les fortes quantités de MO sédimentaire mesurées dans les prés salés sont issues de la contribution des halophytes en C3 dominant le haut des prés salés. Néanmoins, notre étude montre que la MO déposée le long du gradient tidal est aussi dépendant de l'apport de MO particulaire provenant des communautés phytoplanctoniques fluviatiles et marines/estuariennes. De plus, cette étude a mis en évidence des différences géomorphologique avec un état de maturité des prés salés avancée dans l'estuaire de la Canche, une progradation du pré salé en rive dans l'estuaire de l'Authie et une régression du pré salé, en rive nord dans l'estuaire de la Somme, issu d'un comblement avancé. A l'immersion et à l'émersion, les vasières et les prés salés ont une contribution plus importante que les sédiments perméables à la minéralisation benthique. Paradoxalement, le bilan de la minéralisation benthique, relève une contribution non négligeable des sédiments perméables dans l'estuaire de l'Authie, étant donné leur vaste répartition à l'échelle de l'estuaire. Il a été démontré que la variation spatiale de la minéralisation benthique repose sur les caractéristiques sédimentologiques des faciès biosédimentaires mais aussi sur les facteurs biologiques tels que la macrofaune benthique, le microphytobenthos et le système racinaire des halophytes. Cette thèse contribue à une meilleure définition du rôle des estuaires picards dans le cycle de la MO et permet un premier pas vers la quantification d'un bilan de MO dans les trois principaux estuaires de la Manche Orientale.
- Published
- 2020
49. Caractérisation et stabilité de la matière organique des sédiments des grandes retenues
- Author
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Bascle, Sylvain, PEIRENE (PEIRENE), Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM), Université de Limoges, Michel Baudu, and Isabelle Bourven
- Subjects
Sédiment de retenue ,Demande en oxygène ,Lacustrine sediment ,Méthanisation ,Oxygen demand ,Extraction séquentielle ,Sequential extraction ,[SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences ,Organic matter ,Matière organique ,Organo-mineral interaction ,Methanization ,Interaction organo-minérale - Abstract
Hydroelectric dams induce sediment accumulation which represents an important stock of organic matter (OM) leading to management difficulties. Their elimination often carried out by flushing, temporarily depletes the biotope downstream of oxygen. This sediment is not stable, and can generate greenhouse gas emissions, especially under anaerobic conditions in situ. The OM mineralization from organo-mineral matrices is controlled by its biodegradability or bioaccessibility. For soil matrices, recent works established that OM mineralization mainly depends on its interaction with the organo-mineral matrix according to the “soil continuum model”. We therefore studied the mechanisms involved in the OM stability of dam sediments. We applied a sequential extraction method, which separates OM based on its strength interaction with the matrix. The biochemical nature and the potential for mineralization of each OM group showed that i) the carbon OM consists mainly of phenol, carbohydrate, and protein, in comparable proportions between the groups, ii) the mineralizable character of OM is related to its degree of attachment to the matrix. These results show the impact of organo-mineral interactions on the evolution of OM in sediments. Then, we tackled the OM evolution for two modes of sediment management. i) In anaerobic conditions, we looked for estimation tools of the methane potential of the sediment by comparing them to the production of biogas after 20 days of ex situ incubation. Two indices were retained, monitoring of the F420 cofactor (involved in methanogenesis pathway) at 7 days ex situ, and monitoring of the "density" parameter measured by an echosounder in situ. ii) In aerobic condition we developed an incubation method to separate the chemical and the biological oxygen demand. Chemical demand is strong and rapid, biological demand is slow and represents only 11 to 22% of the total oxygen demand of the sediment. These data could be of interest when cleaning the reservoirs.; Les retenues hydroélectriques induisent une accumulation sédimentaire, constituant une réserve importante de matière organique (MO), qui peut être à l’origine de difficultés de gestion. Leur élimination est bien souvent réalisée par des chasses, qui appauvrissent temporairement en oxygène le biotope en aval du barrage. Le sédiment accumulé n’est pas une matrice stable, et peut être à l’origine d’émissions de gaz à effet de serre, en particulier dans des conditions anaérobies in situ. La minéralisation de la MO dans les matrices organo-minérales, est contrôlée par son caractère biodégradable et/ou bioaccessible. Pour une matrice de type « sol », il a été récemment établi que la minéralisation de la MO dépendait surtout de son interaction avec la matrice organo-minérale, selon le « soil continuum model ». Nous avons donc approché les mécanismes, impliqués dans la stabilité de la MO des sédiments de retenue, selon cette théorie. Nous avons appliqué une méthode d’extraction séquentielle, qui sépare la MO en fonction de la force des interactions avec la matrice. La nature biochimique et le potentiel de dégradation de chaque groupe de MO a montré que i) la MO carbonée est principalement constituée de phénols, carbohydrates, et protéines, en proportions comparables entre les groupes, ii) le caractère minéralisable de la MO est lié à son degré de liberté vis-à-vis de la matrice. Ces résultats montrent l’impact des interactions organo-minérales sur l’évolution de la MO dans les sédiments de barrage. L’’évolution de la MO a été approchée pour deux modes de gestion du sédiment. En condition anaérobie, nous avons cherché des outils permettant d’estimer le potentiel méthane du sédiment en les comparant à la production de biogaz après 20 jours d’incubation ex situ. Deux indices ont été retenus, le suivi du cofacteur F420 (impliqué dans la voie métabolique de la méthanogenèse) à 7 jours ex situ, et le suivi du paramètre « densité » mesuré par un échosondeur in situ. En condition aérobie, une méthode d’incubation sur deux sédiments permettant de séparer respectivement, la demande chimique, et biologique, en oxygène a été développée. Une demande chimique importante et rapide est suivie d’une demande biologique lente et qui ne représente en 20 jours que 11 à 22% de la demande totale en oxygène du sédiment. Ces données pourraient être d’intérêt lors des curages des retenues.
- Published
- 2020
50. Effect of the incorporation of river sediments on the physico-chemical, mechanical and durability properties of concretes
- Author
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BEDDAA, Hamza, Département Matériaux et Structures (MAST), Université Gustave Eiffel, Université Paris-Est, Jean-Michel Torrenti, and STAR, ABES
- Subjects
Coquillages ,[MATH] Mathematics [math] ,Cement paste ,Shells ,Sediments ,Sédiments ,Pâte de ciment ,Béton ,Organic matter ,Matière organique ,Micromécanique ,[MATH]Mathematics [math] ,Micromechanic ,Concrete - Abstract
Dredged sediments, considered as waste, seem to be a promising alternative to conventional materials. Dredging operations, carried out by the Territorial Directorate of the Seine Basin (DTBS), generate an annual volume of sediments of about 150,000 m3. In this thesis, we are first interested in the potential of valorization of these sediments as an alternative to aggregates or cement (as an addition). To this end, a study of the variability of the Ile-de-France deposit and its effect on the properties of concrete is carried out. The compilation of the deposit properties shows that 30 % of the dredged volume could be considered as a stable and clean source of aggregates, while non-inert sediments represent only 6 %. The experimental study shows that the substitution of 30 % by volume of aggregates or the substitution of 10 % by volume of cement respectively by coarse or fine sediments affects only slightly the hydration kinetics, the compressive strength and the shrinkage. Next, we investigated the effect of the organic matter of sediments on the rheological, physico-chemical (hydration and shrinkage) and mechanical properties of a cement paste. The results obtained show that humic substances, organic matter present in the sediments, have an effect similar to that of calcium lignosulfonates, a plasticizer, both on the hydration kinetics and on the rheology of the cement paste. The last part of the thesis deals with the effect of the incorporation of shells on the mechanical and durability properties of concrete. This part is divided into two parts; an experimental part and a numerical part. The first one aims at evaluating the effect of the incorporation of shells, as gravels, on the macroscopic properties of concretes (mechanical properties and durability properties). The experimental results show that there is no effect of the incorporation of shells on the slump, shrinkage and durability properties (porosity, diffusion of chlorine ions and carbonation) of concrete for substitutions lower than 20 %. On the other hand, the mechanical properties decrease with the increase in the substitution rate; for a volume substitution of 20 %, the compressive strength and elastic modulus decrease respectively by 20 % and 17 %. The numerical part aims at building a coherent numerical tool to predict the mechanical and diffusion properties of a concrete according to its composition and the physical and geometrical parameters of the microstructure. By microscopic observations (SEM) and by modeling shells as inclusions embedded in a cementitious matrix, we show that the adhesion between the shell and the matrix is weak and must be taken into account to estimate the properties of shell-based concretes, Les sédiments de dragage, classés aujourd'hui comme déchets, semblent être une alternative prometteuse aux matériaux conventionnels. Les opérations de dragage, réalisées par la Direction Territoriale du Bassin de la Seine (DTBS), génèrent un volume annuel des sédiments d’environ 150 000 m3. Dans cette thèse, nous nous intéressons tout d'abord au potentiel de valorisation de ces sédiments en tant qu'alternative aux granulats ou au ciment (comme addition). Pour ce faire, une étude de variabilité du gisement francilien et de son effet sur les propriétés du béton est réalisée. La compilation des propriétés du gisement montre que 30 % du volume dragué pourrait être considéré comme une source stable et propre de granulats, alors que les sédiments non inertes ne représentent que 6 %. L'étude expérimentale montre que la substitution de 30 % en volume des granulats ou la substitution de 10 % en volume de ciment respectivement par des sédiments grossiers ou par des sédiments fins affecte que légèrement la cinétique d'hydratation, la résistance à la compression et le retrait. Ensuite, nous avons approfondi l’effet de la matière organique des sédiments sur les propriétés rhéologiques, physico-chimiques (hydratation et retrait) et mécaniques d’une pâte de ciment. Les résultats obtenus montent que les substances humiques, matières organiques présentes dans les sédiments, ont un effet analogue à celui des lignosulfonates de calcium, un plastifiant, tant sur la cinétique d'hydratation que sur la rhéologie de la pâte cimentaire. La dernière partie de la thèse traite de l’effet de l’incorporation des coquillages sur les propriétés mécaniques et de durabilité du béton. Cette partie est scindée en deux volets ; un volet expérimental et un volet numérique. Le premier a comme objectif d’évaluer l’effet de l’incorporation des coquillages, comme graviers, sur les propriétés macroscopiques des bétons (propriétés mécaniques et propriétés de durabilité). Les résultats expérimentaux montrent qu'il n'y a aucun effet de l'incorporation des coquillages sur l'affaissement, le retrait et les propriétés de durabilité (la porosité, la diffusion des ions chlore et la carbonatation) du béton pour des substitutions inférieures à 20 %. En revanche, les propriétés mécaniques diminuent avec l'augmentation du taux de substitution; pour une substitution volumique de 20 %, la résistance à la compression et le module élastique diminuent respectivement de 20 % et 17 %. Le volet numérique a pour objectif de construire un outil numérique cohérent permettant de prédire les propriétés mécaniques et de diffusion d'un béton en fonction de sa composition et des paramètres physiques et géométriques de la microstructure. Par des observations microscopiques (MEB) et en modélisant les coquillages comme des inclusions plongées dans une matrice cimentaire, nous montrons que l'adhésion entre le coquillage et la matrice est limitée, et doit être prise en compte pour estimer les propriétés des bétons à base de coquillages
- Published
- 2020
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