Le paysage constitue à la fois un cadre de vie pour les populations humaines et un support du cycle de vie des espèces animales. Les modifications du paysage induites par les dynamiques d’occupation du sol se répercutent sur ces deux dimensions, l’une esthétique et l’autre écologique. Ces logiques étant généralement étudiées dans des champs disciplinaires différents, peu de recherches ont porté sur la manière dont elles s’articulent selon les modifications des structures paysagères.Ce travail cherche donc à modéliser de manière rétrospective la coévolution spatiale des fonctions esthétique et écologique du paysage à partir de métriques spatiales basées sur des données d’occupation du sol. Il se focalise sur les changements intervenus dans les franges urbaines de deux agglomérations françaises (Besançon et Paris) durant les 30 dernières années.La démarche adoptée a d’abord visé à modéliser, à partir des données d’occupation du sol, (1)les préférences paysagères d’un ensemble d’individus et (2) la connectivité écologique pour un ensemble d’espèces animales. En mobilisant de manière complémentaire des analyses statistiques multivariées et des analyses spatiales, le cœur du travail a ensuite consisté à étudier comment ces deux fonctions ont évolué de manière convergente ou divergente au cours du temps. Les résultats donnent de nouveaux éléments de compréhension des relations entre esthétique et écologie du paysage et amènent à s’interroger sur l’intérêt de la modélisation spatiale pour une gestion du paysage conciliant la préservation du cadre de vie des habitants et la conservation de la biodiversité. / Landscape is both a backdrop to the lives of human populations and a medium for the life cycle of animal species. Landscape changes induced by land-use and land-cover dynamics affect both these dimensions, the one aesthetic, and the other ecological. Because these rationales areusually studied within different disciplines, little research has been done into how the two clashor combine as and when landscape structures change. This work seeks therefore to model the spatial co-evolution of the aesthetic and ecological functions of landscape retrospectively usingspatial metrics based on land-cover data. It focuses on changes in the urban fringes of two French cities (Paris and Besançon) over the last 30 years. The approach attempts first to use land-cover data to model (1) the landscape preferences of a set of individuals and (2) the ecological connectivity of a set of animal species. Drawing on both multivariate statistical analysis and spatial analysis, the core of this work consists in investigating how the two functions have evolved in convergent or divergent ways over time. The results provide fresh insight into the relationship between landscape aesthetics and landscape ecology and raise questions about the value of spatial modelling for a landscape management approach that endeavours to reconcile the preservation of residents’ living environments and the conservationof biodiversity.

Les activités humaines, de loisir et professionnelles, vont en s’intensifiant sur les zones rocheuses intertidales. Le piétinement associé à ces activités, le remaniement des blocs pour rechercher des espèces consommables, ne sont pas sans incidence sur les biocénoses des milieux rocheux. Les conséquences de ces activités sur la structure et la dynamique des roches du médiolittoral et des champs de blocs de bas d’estran en particulier, nécessitent d'être caractérisées. A travers l’identification des espèces et descripteurs qui répondent le plus aux perturbations "piétinement des platiers rocheux" et "retournement des blocs par les pêcheurs à pied", des indicateurs écologiques simplifiés peuvent être dégagés et faciliter, à terme, le diagnostic de l’état de conservation de ces habitats. Les processus écologiques de dégradation et de déstructuration des biocénoses sous l'effet du piétinement passent par des interactions entre espèces très complexes. Les résultats d’expérimentations in situ soulignent des phénomènes de seuils très marqués, liés en particulier à la protection jouée par les algues brunes structurantes sur les autres espèces. L'étude du retournement des blocs par les pêcheurs à pied met en évidence une phase de mortalité presque totale des organismes fixés ou peu mobiles des blocs et une faible résilience de l’habitat. Le choix de stations de référence appropriées et l’utilisation des espèces et descripteurs les plus sensibles au retournement des blocs ont permis la création de deux indicateurs de perturbation. Déclinés à deux échelles spatiales différentes, ils sont applicables en routine par les scientifiques et les gestionnaires d’aires marines protégées. / Recreational and professional activities are intensifying on the rocky intertidal. The overturning of boulders and the trampling associated with human activities, have consequences on the structure and dynamic of rocky intertidal communities. Through the identification of species and descriptors that respond more to the disturbances “trampling of mediolittoral rock platforms” and “the overturning of low eulittoral boulders by hand-fishermen”, SMART indicators (Simple, Measurable, Achievable, Realistic, and Time limited indicator) can be created for the assessment of the conservation status of these habitats. The effects of trampling were tested with control approach. Experiments in situ underlined very complex interactions between species during the ecological processes of degradation of biocenoses. High thresholds of disturbance were also observed. They were particularly related to the protection played by structuring brown algae on other species. The study of boulder’s overturning highlighted a step of almost total mortality of fixed or low mobile organisms that live on upper or lower surfaces of boulders. Results also showed a low resilience of the habitat. The use of appropriate reference situations and of the most sensitive species to the boulder’s overturning, led to the creation of two ecological indicators. Declined to two different spatial scales, they may be applied routinely by scientists and managers of marine protected areas.

Le maintien ou l'amélioration de la biodiversité est un des objectifs importants de la gestion forestière durable. La flore du sous-bois, qui représente la partie la plus diversifiée de la flore dans les forêts tempérées, joue des rôles écologiques importants. Pourtant, elle pourrait être impactée par l'augmentation de la mécanisation de la gestion forestière. A l'échelle de la parcelle, nous avons étudié en forêt de Montargis les effets simples et combinés de caractéristiques du peuplement et de la surface en cloisonnement sur la diversité floristique du sous-bois (richesse et abondance). Les caractéristiques du peuplement (type de peuplement ou surface terrière des essences à étaient les meilleurs indicateurs de la diversité du sous-bois. La surface des cloisonnements avait un effet négligeable. A plus petite échelle – à l’intérieur du cloisonnement – nous avons étudié la réponse statistique de la diversité du sous-bois à la position dans ou hors du cloisonnement, à des facteurs micro-environnementaux (humidité du sol, compaction du sol, lumière) et aux caractéristiques du peuplement. A cette échelle, les meilleurs modèles incluaient pour les groupes écologiques la position par rapport au cloisonnement, l’humidité du sol et/ou la compaction du sol, selon le groupe écologique considéré. Au niveau espèce, la position par rapport au cloisonnement était le facteur dominant. Globalement, les cloisonnements avaient soit pas d’effet soit un impact positif sur la diversité floristique de sous-bois. Ces résultats ont dépendants du contexte écologique et historique de la forêt de Montargis. L’utilisation d’engins plus lourds ou des passages répétés sur une plus longue période pourraient changer ces conclusions. / Maintaining or improving biodiversity is an important goal of sustainable forest management.Ground flora, which is responsible for most floristic diversity in temperate forests, plays multiple important roles in biodiversity but may be impacted by the increasing mechanisation of forest practices. At stand scale, we investigated in Montargis forest the individual and combined effects of tree stand attributes and skid trail area on ground flora diversity. Tree stand attributes (stand type or basal area) were the best indicators of ground flora diversity, depending on the successional traits or light preference of the species group. The effects of skid trail area were negligible. At finer scale, we studied plant response to skid trail disturbance (represented by subplot on and off skid trails), micro-environmental factors (soil moisture, soil compaction, light) and stand attribute (stand type, basal area). The best models for ecological groups included subplot location, soil moisture or soil compaction, depending on which ecological groups (classified by life form, seed bank persistence, light and moisture requirements) the species belonged to. Stand type as a covariate played a significantly important role in fine-scale diversity pattern. Subplot location was the dominant factor at species level. In conclusion, skid trails had either no impact or a positive impact on ground flora diversity. These results are dependent on the context of Montargis forest (ecological and historical), especially that mechanized harvesting is relatively recent. The employment of heavier machines and increased number of passages is likely to happen. This might induce greater soil compaction and negative effects on plant.

Les dernières décennies représentent un tournant majeur concernant les invasions biologiques avec une augmentation sans précédent de leur rythme et de leur ampleur, en lien direct avec les activités humaines, en particulier la mondialisation. Certains invasifs se propagent à une vitesse très rapide dans leur nouveau milieu. L’invasion européenne de la punaise Leptoglossus occidentalis, illustre parfaitement ce phénomène et offre un modèle d’étude particulièrement intéressant. Cette thèse a pour but de tester des hypothèses permettant d’expliquer la rapidité de cette invasion. Pour répondre à cet objectif, nous avons choisi d’utiliser une approche pluridisciplinaire combinant des études de génétique des populations (natives et introduites) à des études de biologie et d’écologie des populations invasives. Grâce à l’utilisation de marqueurs moléculaires et de méthodes Bayésiennes (ABC), nous démontrons que l’invasion en Europe suit un scénario " tête de pont ", au sens où la population invasive de l’Est de l’Amérique du Nord a servi de source pour l’invasion européenne. Nos résultats confirment les soupçons d’introductions multiples dans des zones géographiquement déconnectées. En outre, l’étude de génétique des populations, associée aux mesures expérimentales des capacités de vol, indique que les capacités intrinsèques de dispersion de cette espèce sont particulièrement élevées. Les conditions rencontrées en Europe par les populations introduites ne sont pas un frein à l’invasion. L’espèce s’accommode parfaitement des nouvelles essences de conifères rencontrées sur le continent. La polyphagie observée dans la zone native est confirmée dans la zone d’introduction européenne, constituant un atout pour l’établissement des populations. De plus, cette étude révèle les risques écologiques que cette espèce représente pour la flore native européenne. Les dégâts occasionnés semblent s’additionner à ceux des ravageurs natifs, diminuant ainsi le potentiel de régénération naturelle. L’ensemble de ces résultats constitue une contribution à la connaissance des mécanismes sous-tendant les invasions biologiques, notamment sur la rapidité de propagation de certains invasifs, et met l’accent sur des phénomènes sous-estimés il y a encore peu de temps comme le scénario d’invasion " tête de pont ". / During the last decades, biological invasions were observed to increase exponentially, at an unprecedented rate and magnitude, in direct relation with the human activities, especially globalization. In this context, some invasive species spread very quickly in the area of introduction. The European invasion of Leptoglossus occidentalis is a good example of this phenomenon. This study aimed at testing some hypotheses to explain the rapidity of this invasion. To reach this goal, we used a multidisciplinary approach combining population genetics (analyzing samples from native and invaded areas) with a study of biological and ecological characteristics of the invasive populations. Through the use of molecular markers and Bayesian methods (ABC), we confirmed previous suspicions and demonstrated that the European invasion proceeded from multiple introductions in distant geographic areas. Our results also indicated that a primarily invaded area of Eastern North America acted as a bridgehead for the invasion in Europe. Moreover, population genetics, combined with an experimental measurement of the bug flight capabilities using flight mills, revealed that the intrinsic capacities of dispersion of this species are particularly high. The environmental conditions of the newly invaded areas in Europe did not constitute a barrier to the invasion of L. occidentalis. Its high degree of polyphagy was confirmed on European conifers, quite all species being susceptible to be exploited, thus favoring population establishment. . Furthermore, this study highlights the ecological threat represented by this insect which can affect the native flora in Europe. Actually, bug damage which can be important, seems to be additive to those of native insects exploiting cone and seed resources, thus decreasing the potential of natural regeneration. This work contributes to improve knowledge on biological invasions, especially to understand the reasons underlying the rapid spread observed in some invasive species, and highlights phenomenon underestimated until recently such as the Bridgehead scenario.

Lorsque deux espèces exploitent la même niche écologique, elles entrent en compétition pour l'accès aux ressources. Or, un accès limité aux ressources réduit la fitness des individus. La compétition interspécifique va donc agir comme une pression de sélection qui peut mener à des modifications physiologiques ou comportementales pour partager les ressources, car si elles ne sont pas partagées la compétition entraînera le déplacement ou la disparition d'une des deux espèces. Aleochara bilineata et A. bipustulata sont deux coléoptères staphylins parasitoïdes qui s'attaquent à la mouche du chou Delia radicum. Elles ont des paramètres biologiques différents, notamment au niveau des traits d'histoire de vie (qui semblent avantager A. bipustulata) et du spectre d'hôtes (plus généraliste chez A. bipustulata). Ces deux espèces partagent cependant la même stratégie d'exploitation des hôtes et présentent l'originalité que la femelle pond ses œufs à proximité des hôtes et non à l'intérieur, ce qui les distingue des hyménoptères parasitoïdes qui font l'objet de nombreuses études. La larve Aleochara de premier stade est donc mobile et doit trouver et sélectionner elle même un hôte pour s'y développer. Il y a ainsi des possibilités d'adaptations comportementales à la compétition à la fois pour les adultes et les larves de premier stade. Dans ce projet de thèse, nous avons donc choisi d'explorer la niche écologique de ces deux espèces de façon originale en étudiant les modifications comportementales induites par la présence de compétiteurs à la fois chez les femelles adultes et les larves de premier stade. Nous avons également identifié les communautés bactériennes associées aux deux espèces en compétition mais aussi à leur hôte D. radicum et à un autre compétiteur parasitoïde, l'hyménoptère Trybliographa rapae, dans le but d'étudier ultérieurement les impacts des différents partenaires bactériens sur la niche écologique des deux espèces de coléoptères en compétition. Nos résultats montrent que les femelles de l'espèce spécialiste A. bilineata adaptent leurs comportements aux compétiteurs qu'elles rencontrent et sélectionnent les sites de ponte présentant les meilleures chances de succès parasitaire pour leurs larves. Par ailleurs, les larves de premier stade de l'espèce spécialiste dominent largement la compétition larvaire lorsqu'elles sont en compétition avec les larves de l'espèce généraliste. Enfin, les communautés bactériennes des deux espèces de coléoptères sont plus proches entre elles qu'avec les autres membres du réseau trophique étudiés mais comportent des différences à explorer. Ces résultats sont discutés dans le cadre de l'adaptation des choix comportementaux des individus d'une espèce spécialiste à la présence de compétiteurs généralistes et de la coexistence de ces deux espèces dans le milieu naturel. / When two species live in the same ecological niche, they compete for resources. Since a limited access to resources reduces fitness, interspecific competition represents a selection pressure that can lead to physiological or behavioral changes to share resources, because not sharing them will cause the displacement or disappearance of the weaker competitor. Aleochara bilineata and Aleochara bipustulata are two coleopteran parasitoids and attack the same host, the cabbage root fly Delia radicum. These two species have different biological parameters, particularly in their life history traits (which seem to favor A. bipustulata) and host spectrum (A. bipustulata is more generalist). These two species share the same strategy to exploit their host (idiobiont ectoparasitoid). Unlike parasitoid wasps (the object of most studies on parasitoids) coleopteran parasitoid females do not lay their eggs directly inside the host but in locations likely to harbour hosts. Aleochara first instars are mobile and need to find and select a host where they will develop. There is thus the possibility of behavioral adaptations to competition for both for adults and first instars. In this project, we have chosen to explore the ecological niche of these two species in an original way by studying behavioral changes induced by the presence of competitors both in adult females and first instars. We also studied bacterial communities associated to the two competing species but also those of their host D. radicum and of another competitor, the parasitoid wasp Trybliographa rapae, in order to later study the impacts of different bacterial partners in the ecological niche of the two beetle species in competition. Our results show that females of the specialist A. bilineata adapt their behavior to the competitors they face and select oviposition sites with the best probability of parasitism success. Moreover, first instars of A. bilineata dominate the larval competition when competing with larvae of the generalist A. bipustulata. Finally, bacterial communities of the two rove beetles are closer to each other than other members of the food web studied and their differences should be investigated. These results are discussed in the context of behavioral adaptation of specialists to the presence of generalist competitors and the coexistence of these two species in the field.

L’intégration culture – élevage à l’échelle territoire représente une voie pour améliorer le fonctionnement métabolique et les services écosystémiques fournis par les systèmes agricoles, malgré les contraintes de spécialisation des exploitations. Cette thèse propose une méthodologie de conception de systèmes culture – élevage au niveau du territoire, dans une démarche participative structurée en trois grandes étapes : diagnostic des enjeux, conception d’options techniques et organisationnelles, évaluation multicritère. Chaque étape est outillée par un cadre conceptuel et une grille d’évaluation multicritère adaptée aux dispositifs de terrain menés sur le bassin versant de l’Aveyron. Les scénarios construits présentent deux modèles de l’intégration culture – élevage : une « filière territorialisée » pour la production de luzerne dans les systèmes de culture de l’aval du bassin à destination des élevages de l’amont, un « collectif d’agriculteurs bio » échangeant directement de la luzerne, des méteils et du fumier dans des groupes locaux. Chaque scénario présente des performances de durabilité améliorées et pourraient être complémentaires pour le changement de pratiques sur le territoire. La méthodologie développée permet la conception multi-niveaux et multi-domaines de scénarios d’intégration, et pourrait être renforcée par une évaluation quantitative des bénéfices attendus et des coûts de coordination entre acteurs. / Crop-livestock integration at territory level may be a pathway to impove metabolic functions and delivery of ecosystem services in agricultural systems, overcoming the constraints of farm specialization. This thesis builds on a methodology of participatory design of integrated crop-livestock systems at territory level in three steps: diagnosis of issues, design of technical and organizational options for change, multicriteria assessment. Each step is supported with a conceptual framework and a multicriteria grid adapted to the case study in Aveyron river basin. The designed scenarios show two approaches of crop –livestock integration: the introduction of alfalfa in downstream cropping systems sold to upstream livestock systems through a local supply chain and the direct exchanges of alfalfa, cereal-legume mixtures and animal manure in local groups of organic farmers. Both scenario present improved sustainability performances and could be complementary to initiate more sustainable practices in local farming systems. The methodology allows designing multi-level and multi-domain scenarios of crop-livestock integration. It could be improved with models for quantitative assessment of benefits and coordination costs among stakeholders.

Les atteintes à l'environnement ont toujours été prises en compte sous le prisme des préjudices anthropocentriques, c'est-à-dire ceux qui affectent l'homme et ses biens. De nos jours sous l'impulsion d'une éthique écologique, défendue par les tenants de la conception écocentrique qui prônent la responsabilité de l'Homme envers les biens environnementaux, une grande partie de la doctrine considère les atteintes à l'environnement comme un préjudice écologique pur. Cette notion de préjudice écologique pur peut se définir comme la conséquence dommageable d'une atteinte au patrimoine commun environnemental, d'un certain seuil de gravité et découlant d'un fait imputable à l'homme. La spécificité des caractères du préjudice écologique pur fait que sa reconnaissance et sa réparation sont difficilement appréhendées par le droit civil de la responsabilité environnementale. La réparation du préjudice écologique pur est prise en compte, au niveau européen, par la directive du 21 avril 2004, qui a crée un mécanisme novateur de responsabilité environnementale, transposée en France par la loi du 1er août 2008 qui instaure une police administrative de la prévention et de la réparation des dommages à l'environnement. Cependant, le juge judiciaire sensible aux atteintes écologiques, tente toujours de réparer le préjudice écologique pur sur le fondement du droit commun de la responsabilité civile, dont les règles sont inadaptées à la spécificité de ce préjudice. La prise en compte de l'environnement comme patrimoine commun de l'humanité, l'apport du droit subjectif et fondamental à l'environnement, l'adaptation du régime de la responsabilité civile par la mise en place d'une action environnementale de groupe et l'instauration des dommages-intérêts punitifs, permettent de surpasser les exigences d'un préjudice personnel, certain et direct et de mieux réparer le préjudice écologique pur, par le droit commun de la responsabilité civile. / Environmental damage has always been taken into account from the perspective of anthropocentric damage, that is, damage that affects humans and goods. Today, driven by the ecological ethics defended by the advocates for an ecocentric design for Man's responsibility to environmental goods, most of the doctrine considers environmental damage as purely ecological damage. This concept of purely ecological damage can be defined as the wrongful consequence of damage to a common environmental heritage, a certain threshold of severity and deriving from an act attributable to man. The specificity of the nature of purely ecological damage means that its recognition and compensation are understood with difficulty in environmental responsibility law. Compensation for purely ecological damage is taken into account, at the European level, by the directive of 21 April 2004, which set up an innovative mechanism for environmental responsibility, transposed into France by the law of 01 August 2008, creating an administrative policy for the prevention of, and compensation for, damage to the environment. However, a judge sensitive to ecological damage always tries to compensate for the purely ecological damage on the common law principle of civil responsibility, the rules of which are ill-adapted to the specificity of this type of damage. Taking the environment into account as humanity's common heritage, the input of subjective and fundamental law on the environment, adapting the civil responsibility regime through implementation of a group environmental action and establishing punitive damage compensation all make it possible to go beyond the requirements of certain, direct and personal damages, and to better repair purely ecological damage through common law in civil responsibility.

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Aujourd'hui, les problèmes environnementaux sont plus graves que jamais. Des mesures urgentes devraient être prises dans tous les domaines de l'activité humaine, y compris la construction. L'un des principaux contributeurs à l'impact négatif de cette industrie sur l'environnement est la fabrication du ciment Portland ordinaire (OPC) nécessaire à la production de béton et d’autres matériaux cimentaire. Malgré son importance, il présente un inconvénient important: sa production est accompagnée par de grandes quantités de gaz à effet de serre. Ils représentent 5 à 8% des émissions mondiales totales de CO2. Des matériaux cimentaires plus écologiques sont maintenant nécessaires.Des réductions significatives de l’impact sur l’environnement ne peuvent être obtenues que par l’utilisation de liants de nouvelle génération dont la fabrication ne nécessite pas beaucoup de processus et de traitements supplémentaires. L'une d'elles consiste à utiliser des déchets industriels comme liants (différentes laitiers, cendres volantes, cendres de biomasse, etc.). De cette manière, il y a non seulement une réduction de l'impact de processus tels que l'extraction minière ou la calcination, mais également le recyclage des déchets (un principe de l'économie circulaire).Une possibilité consiste à utiliser du laitier de haut fourneau (GGBS) comme base pour ce ciment de nouvelle génération. En raison de sa réactivité relativement faible avec l'eau, des suppléments (également appelés activateurs) doivent être utilisés pour favoriser le processus d'hydratation. Le carbonate de sodium (Na2CO3) est l’un des activateurs les plus prometteurs et en même temps les moins étudiés. Un tel ciment alkali-activé présente des propriétés mécaniques et de durabilité élevées, ainsi qu'une empreinte CO2 très faible. Parmi les principaux problèmes qui entravent son utilisation à l'échelle industrielle, on peut mentionner une évolution de la résistance lente à jeune âge et de rhéologie médiocre.L'objectif de la présente thèse est de développer une nouvelle conception du liant à base de laitier activé par Na2CO3, qui répondrait à toutes les exigences modernes du secteur de la construction, en particulier les propriétés rhéologiques et le développement de la résistance à jeune âge. Ce liant doit toujours répondre à au moins trois critères principaux: faible impact environnemental, faibles risques de danger dans les applications sur le terrain et être économiquement compétitif à l'échelle industrielle.Dans le présent travail, l’influence de différents paramètres tels que le rapport eau/liant, la concentration de Na2CO3, la finesse du laitier et les conditions de durcissement sur les propriétés du mélange à jeune âge et à long terme a été étudiée. Sur la base des résultats du processus d’hydratation, les additifs à base de phosphonate qui permettent de contrôler efficacement la rhéologie de tels liants ont été testé avec succès. Ils permettent non seulement de contrôler le temps de prise, mais fournissent également un effet plastifiant.En ce qui concerne l’amélioration des propriétés de résistance au jeune âge, différentes méthodes ont été utilisées. L’utilisation d’un traitement thermique ou d’une augmentation de la finesse du GGBS s’est avérée efficace. L’exploration des causes d’une longue période d’induction a montré que l’accélération pouvait également être obtenue par l’ajout d’une source de calcium à cinétique de dissolution contrôlée. En conséquence, le liant est devenu plus réactif et plus robuste à certains facteurs (concentration d’activateur, rapport eau/liant, conditions de durcissement, etc.). Pour compenser l'empreinte carbone supplémentaire de la source de calcium ajoutée, le liant a été dilué avec succès par le calcaire sans aucune dégradation des propriétés à un certain pourcentage de dilution. / Today, environmental problems are more acute than ever. Urgent measures should be taken in all spheres of human activity including construction and civil engineering. One of the major contributors of negative environmental impacts from this industry is the manufacturing of ordinary Portland cement (OPC) required for concrete and other cementitious materials production. Although its importance to economical development, it has a significant drawback - its production is accompanied by the emission of large quantities of greenhouse gases. They account for 5-8% of total world CO2 emissions. More environmentally friendly cementitious materials are now required.Significant reductions of the environmental impact can be achieved only through the use of new-generation binders whose manufacture does not require a lot of additional processes and treatments. One route is through the use of industrial wastes as binders (different slags, fly ash, biomass bottom ash, etc.). In this way there is not only a reduction in the impact of processes such as mining or calcination, but also the recycling of waste materials (circular economy principle).One possibility is to use ground granulated blast furnace slag (GGBS) as the basis for such a new generation cement. Due to its rather low reactivity with water, additional supplements (also called activators) should be used to promote the hydration process. One of the most promising, and at the same time least studied, activators is sodium carbonate (Na2CO3). Such alkali-activated cements present high mechanical and durability properties, as well as a very low CO2 footprint. Among the main problems hindering its industrial scale adoption are their poor rheology and too slow strength gain within the first days of hardening.The objective of the present thesis is to develop a new binder based on Na2CO3 activated GGBS that would meet all the modern requirements of the construction industry, in particular regarding the rheological properties and early age strength development. In addition this binder should always respond to at least three main criteria: low environmental impact, low health and safety concerns in field applications, and be economically competitive at industrial scale.In the present work, the influence of different parameters like water/binder ratio, Na2CO3 concentration, slag fineness and curing conditions on both early age and long term properties of the mixture were studied. Based on the results of the hydration process analysis, phosphonate based additives that allow for the effective control of the rheology of such binders were successfully tested. They not only allow control over the setting time, but also provide a plasticizing effect.Regarding the improvement of early age strength properties, various methods have been used. The use of heat treatment or an increase of GGBS fineness turned out to be efficient. Exploring the causes of the long induction period has shown that acceleration can also be achieved by the addition of a calcium source with controlled dissolution kinetics. As a result, the binder became more reactive and robust against certain factors (activator concentration, Water/Binder ratio, curing conditions, etc.). To compensate for the additional carbon footprint from the added calcium source, the binder was successfully diluted by limestone without any degradation of the properties below some dilution percentages.

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