La recherche et les questions abordées dans cette thèse sont de type inverse : la reconstitution d'une source ponctuelle ou la complétion d'une donnée à la limite inconnue à l'extrémité du domaine dans les modèles paraboliques de transport de contaminants. La modélisation mathématique des problèmes de pollution des eaux fait intervenir deux traceurs, l'oxygène dissous (OD) et la demande biochimique en oxygène (DBO) qui est la quantité d'oxygène nécessaire à la biodégradation de la matière organique. En effet, au cours des procédés d'autoépuration, certaines bactéries aérobies jouent un rôle principal. Ces micro-organismes décomposent les matières organiques polluantes en utilisant l'oxygène dissous dans le milieu. Afin de compenser ces données manquantes, les champs, solutions du problème, sont observés directement ou indirectement. Les problèmes inverses qui en résultent sont quasi certainement mal-posés voire même sévèrement mal-posés pour la plupart. Dans cette thèse, nous proposons justement une analyse aussi poussée que possible sur la question de l'identifiabilité pour les deux problèmes inverses décrits ci-dessus. Nous avons démontré un résultat d'unicité pour des sources fixes dans le cas d'observations décalées. La réalité pour l'observation est nuancée et l'idéal n'est pas acquis ; des mesures directes sur la DBO sont difficiles à obtenir. En revanche collecter des données sur l'OD est possible en temps réel et avec un faible coût. La DBO est donc observée de façon indirecte, grâce au couplage dans le système de Streeter et Phelps, l'information passe de l'OD à la DBO. Pour ce problème aussi, nous avons produit un résultat d'unicité pour la reconstruction de la source ou puits ponctuel qui serait présent dans l'équation de transport sur l'OD. Nous avons ensuite examiné des questions annexes à l'identifiabilité telles que le degré d'instabilité des équations à résoudre. De ce type d'informations dépendent le comportement des méthodes numériques et des algorithmes de calcul à utiliser. / The research and the questions approached on this thesis are inverse type : the reconstruction of point-wise source or the data completion problem in parabolic models of transport of contaminants. The mathematical modelling of the problems of water pollution includes two tracers, the dissolved oxygen (DO) and the biochemical demand in oxygen (BDO) which is the quantity of oxygen necessary for the biodegradation of organic matter. Indeed, during the biodegradation process, aerobic bacteria play a leading part. These micro-organisms decompose polluting organic matters by using the dissolved oxygen in the middle. To compensate these missing data, fields, solutions of the problem, are observed directly or indirectly. The resulting inverse problems are ill-posed. Their mathematical study rises big complications and their numerical treatment isn't easy. We demonstrated a uniqueness result for fixed sources in the case of moved observations. The reality for the observation is qualified and the ideal is not acquired; direct measures on the BOD are difficult to obtain. On the Other hand to collect data on the DO is possible in real time With a moderate cost. The BOD is thus observed in indirect way, thanks to the coupling in the system of Streeter and Phelps, the information passes from the DO to the BOD. For this problem, we produced a uniqueness result for the reconstruction of source. Then, we examined the degree of instability of the equation to be solved. The behaviour of numerical methods depend on this type of information.

L'assainissement non collectif concerne 12 à 15 millions de personnes en France. La filière classique de ce mode d’assainissement se compose généralement d'un prétraitement anaérobie par une fosse septique recevant l’ensemble des eaux usées domestiques suivi d’un système d’infiltration dans le sol ou d’un filtre à sable. Le filtre à sable vertical drainé met à profit le pourvoir épuratoire qui est principalement lié à la présence d’une biomasse sous forme d’un biofilm. Cette dynamique de la croissance de la biomasse ou du biofilm est soumise à l’impact de la nature de matériaux filtrants. L’écoulement insaturé dans ces systèmes conditionne également cette croissance du biofilm. Dans ce contexte, l'objectif du travail de la thèse est d’appréhender les mécanismes mis en jeu et particulièrement l’impact des matériaux dans le fonctionnement des filtres en comparant notamment deux types de matériaux: les sables de rivière et les agrégats concassés. Pour cela, une étude expérimental sur une unité pilote composé des réacteurs de filtration du diamètre de 30cm et différents épaisseurs de garnissage (15, 30 et 70cm) a été construite. Les réacteurs garnis de deux sables roulés et deux agrégats concassés, sont alimentés en effluent septique avec une charge volumique 12cm/jour par 10 bâchés par jour. Suite des matériaux, une étude de la performance épuratoire avec le suivi des composants biochimiques de la biomasse totale et de la matrice extracellulaire du biofilm est réalisée en comparant notamment les deux types de matériaux filtrants. / The onsite wastewater treatment systems concern 12 to 15 million of people in France. The treatment plant is generally composed by a septic tank as pretreatment, followed by soil infiltration field or sand filtration bed. The vertical drained sand filter provides the purification capacity thanks to the presence of a biomass in form of the biofilm. The dynamic of the biomass growth or the biofilm development is under the impact of filter materials’ nature. In this context, the objective of this work is to understand the mechanisms involved and especially the impact of medium in the functioning of the filtration reactor by comparing two types of packing materials: river sands and crushed aggregates. For this purpose, an experimental study is conducted with pilot unity composed by filtration reactors of 30cm of diameter and different packing thicknesses (15, 30 and 70cm). The reactors packed with two river sands and two crushed aggregates are fed with septic effluent with a volumic hydraulic charge of 12cm/day by 10 batches per day. Based on a characterization of materials, a study of purification performance with biochemical components monitoring of the total biomass and the extracellular matrix of the biofilm is realized by comparing two types of filter materials. The purification performance has presented similar efficiencies of particulates and organic matters removals by fine river sand and fine crushed aggregate. The nitrogen pollutants removals are more effective in the fine river sand which presents the finest granulometry with an alternative of aerobic and anoxic phases along the reactor depth and with a biomass more abundant. The distribution and the quality of the total biomass and the extracellular matrix differentiate between the river sand and the crushed aggregates. As the reference material, the fine river sand presented an earlier stabilization of total biomass growth with a less important production of extracellular exudates compared to the crushed aggregates. The origin of impacts brought by the crushed aggregates might be due to the higher fine particles content which created microenvironments poor in substrates or in oxygen and also due to a more heterogeneous mineralogy. The extracellular components of highest percentage in the biofilm of crushed aggregate are polysaccharides type substances.

Tandis que la Drôle de Guerre est l’occasion d’une première confrontation avec la réglementation et la réquisition, la signature de l’armistice marque pour les entreprises de la Gironde occupée le début d’un dialogue complexe et fécond avec le gouvernement de Vichy et les autorités allemandes. Celles-ci font face à une polycratie franco-allemande, imposant des nouveaux cadres, administratifs et territoriaux, à leur activité. L’entreprise devient un enjeu réel de pouvoir. Apparaissent à la fois des réels points de convergence (aryanisation des « entreprises juives », rémunérations du travail) et d’importantes surfaces de tension (contrôle du port, concentration de la production, départ d’ouvriers pour l’Allemagne). Par ailleurs, le régime de Vichy ne lésine pas sur les moyens, en vue de faire de l’entreprise une vitrine idéologique (Révolution nationale) : cérémonies collectives, structures d’entraide, corporatismes, associations politiques, mouvements collaborationnistes. Armé d’un redoutable arsenal législatif et répressif, il parvient – avec le soutien des Allemands – à en faire un lieu d’exclusion, d’où sont violemment extraits les éléments jugés indésirables, que ce soit pour leurs activités politiques (les communistes) ou pour leur appartenance religieuse abusivement qualifiée de « raciale » (les juifs). À l’inverse, la stratégie consistant à faire de chaque établissement un lieu d’intégration à ses idéaux, ne rencontre qu’un succès mitigé. L’attachement des acteurs de l’entreprise à la personne même du maréchal Pétain, réel au début de la période, s’estompe sous l’effet des épreuves et des sujétions dont sont victimes les Girondins. De ce point de vue, la politique sociale de l’État français (Charte du travail et comités sociaux) ne lui permet pas – sauf exception – de « ramener » patrons et ouvriers dans le giron vichyste. Dans un contexte de graves pénuries (matières premières, main-d’œuvre, moyens de transport), les entreprises girondines cherchent bien des alternatives à ce qu’on appelle communément la « collaboration économique » : utilisation de produits de remplacement, reconversion des activités, réadaptation de l’appareil productif, essor des pratiques illicites (marché noir). Mais rares sont les patrons à ne pas devoir se poser la question de l’opportunité de proposer une offre de services à l’occupant. Cette offre est largement répandue, mais variable selon les métiers, les branches et les temps de l’Occupation. Les occupants tirent ainsi profit des atouts du tissu économique local, puisqu’ils parviennent à intégrer à leur économie de guerre les industries anciennement mobilisées pour la Défense nationale et plus encore les richesses tirées du sol girondin : le bois, la résine, le vin. / While the Phoney War occasioned a first confrontation with regulations and requisition, the signing of the Armistice marked the start of a complex period for the enterprises in occupied Gironde, in that it prompted a fruitful dialogue with the Vichy government and the German authorities. These enterprises faced a French German polycracy, which imposed new administrative and territorial executives on their activities. Enterprise became a real power issue. There were points of convergence (the aryanisation of “Jewish enterprises”, the remuneration of work) as there were of conflict (the control of the port, the concentration of production, the workers' departure for Germany). Moreover, the Vichy regime did all it could to make enterprise an ideological showcase (“Révolution Nationale”): ceremonies, support groups, corporatism, political associations, collaborationist movements. Armed with a formidable legislative and repressive arsenal, it managed – with the support of the Germans – to create a place of exclusion, from which were violently removed, any elements that were judged undesirable either for their political activities (communists) or for their religious affiliation, abusively qualified as “racial” (Jews). On the contrary, the strategy which consisted in making each establishment a place of integration of its ideals, was not met with much success. The attachment that the actors of the enterprises had for Maréchal Pétain himself, which was very real in the beginning, soon faded with the trials and constraints that the people of Gironde had to suffer. From this point of view, the social policy of the French State (“Charte du Travail”) did not allow it – with some exceptions – to “bring” employers and workers back to the Vichy realm. In a context of severe shortage (primary goods, labour and means of transport), enterprises in Gironde looked for alternatives to what we commonly call the “economic collaboration”: use of products of replacement, reconversion of activities, readjustment of the productive machine, development of illicit practices (black market). Few entrepreneurs, however, missed the business opportunity that lay in offering their services to the occupying forces. These services were widespread, but varied according to jobs, fields of activity and times of the Occupation. In this way, the occupying forces benefited, from the strengths of the local economic fabric, since they managed to integrate into their war economy not only the industries that had earlier been mobilized for the “Défense Nationale” but also the natural resources of the land: wood, resin, wine.

Le cadre global des persécutions juives en France, les mécanismes de la Shoah sont largement connus. Sur 330 000 Juifs qui vivaient France en 1940, 80 000 ont été victimes des persécutions d’État et des déportations. En deçà de cette histoire nationale, André Kaspi s’étonne en 1991 que des centres aussi importants que Lyon, Toulouse, Grenoble n’aient pas fait l’objet d’étude attentive et scientifique (Les Juifs pendant l’Occupation, Édition du Seuil, 1991, 150 p.). Les travaux locaux ont comblé ce manque depuis. Mais le déroulement sur le terrain au quotidien, au « ras des individus », mérite encore de faire l’objet de nouvelles investigations, sans perdre de vue la diversité des situations que l’on soit de part et d’autre de la ligne de démarcation. Lyon, en zone libre jusqu’en novembre 1942, n’est pas à considérer comme Paris occupée dès juin 1940. Dans cette étude nous n’avons eu de cesse de nous interroger sur ce qui fait les spécificités de Lyon. Globalement le sort des Juifs dans la capitale des Gaules a été proche de leurs coreligionnaires de la zone sud. Toutefois, écrire l’histoire des Juifs à Lyon de l’avant-guerre à la Libération, revient à s’intéresser à des itinéraires de vie et de survie dans une ville dont certaines caractéristiques lui sont propres. L’histoire des Juifs à Lyon de l’avant-guerre à la Libération, en plus de parler de la Shoah dans la cité rhodanienne, cherche à raconter les ondes de choc d’une Europe en guerre sur les individus pour comprendre ce qui leur arrive. C’est en étant plus attentifs au tissu de la vie quotidienne, dans sa diversité individuelle que nous nous proposons dans cette étude de restituer la dimension humaine d’un monde qui a été au bord du gouffre. / The global framework of the Jew's persecutions in France as well as the mechanisms of the Shoah are widely known. 80 000 Jews out of the 330 000 who were living in France in 1940 have been the victims of state persecutions and deportations. On this side of this national history, Andre Kaspi was surprised in 1991 at seeing that cities as populated as Lyon, Toulouse or Grenoble had not been given an active and scientific consideration (Les Juifs pendant l'Occupation, Édition du seuil, 1991, 150 p.). Local research have since then enabled to address this lack. However, the daily course of operations, as close as possible to each individual, still deserves to be submitted to new investigations, without losing sight of the diversity of situations on both sides of the line of demarcation. The city of Lyon, which was within the unoccupied zone until November 1942, is not to be compared with the city of Paris which had been occupied from June 1940.In this essay, we kept wondering about the causes related to the specificities of the city of Lyon. On the whole, the fate of the Jews in the capital of the Gauls was almost the same as for their co-religionists in the south zone. Nevertheless, writing about the history of the Jews in Lyon from the pre-war years to the Liberation comes down to taking an interest in different journeys though life and survival within a city which has its own features.Besides tackling the Shoah in the Rhone city of Lyon, the history of the Jews in Lyon from the pre-war years to the Liberation, also aims at telling about the shock waves experienced by individuals in a Europe in war and perceiving what was happening to them. By paying more attention to the fabric of daily life seen in its individual diversity, we thereby intend to reconstruct the human dimension of a world which was once on the brink of the abyss.

Une action au niveau des sédiments du lac Saint-Augustin est essentielle pour contrôler le principal apport interne en phosphore qui accélère l’eutrophisation du lac. Plusieurs scénarios combinant dragage hydraulique, dragage mécanique, inactivation du phosphore à l’alun et recouvrement actif des sédiments ont été élaborés sur les zones les plus fortement contaminées du lac. L’utilisation de méthodes multicritères d’aide à la décision permet de hiérarchiser les scores de performances de ces scénarios sur la base de critères technique, économique, environnemental et social. L’inactivation du phosphore par l’alun suivie de la mise en place d’un matériau de recouvrement actif de pierre calcaire sur l’ensemble des zones fortement contaminées de même que le dragage hydraulique de ces zones avec polymérisation et filtration des boues pompées à travers un sac filtrant sont les deux scénarios les plus performants. Les scénarios de dragage mécanique des sédiments contaminés arrivent bons derniers et derrière l’option statu quo. / Remediation actions scoped on the contaminated sediments of Lake Saint-Augustin are essential to control the main internal phosphorus intake that accelerates the eutrophication of the lake. Several restoration scenarios combining hydraulic and mechanical dredging, phosphorus inactivation with alum treatment and active capping using limestone are developed on the most heavily contaminated areas of the lake. The use of multicriteria methods for decision support helps to assess the best restoration scenario on the basis of technical, economic, environmental and social criteria. The inactivation of phosphorus by alum followed by the application of a limestone cap on the most heavily contaminated areas of the lake as well as the hydraulic dredging of these areas with polymerisation and filtration of pumped sediments through a filter bag appear to be the two most efficient scenarios to implement at Lake Saint-Augustin on a large scale. Mechanical dredging scenarios come last, even behind the do-nothing option.

L’eutrophisation et la contamination des sédiments (ex : métaux, nutriments, etc.) sont des problèmes majeurs pour la protection des écosystèmes aquatiques et la protection des ressources d’eau douce. Le lac Saint-Augustin (Québec, Canada) est aux prises avec ces deux problèmes. Depuis 2001, plusieurs épisodes de fleurs d’eau de cyanobactéries sont rapportés durant la saison estivale (P > 70 µg/L). Galvez et collaborateurs ont proposé une méthode de restauration pour ce lac consistant : (I) à réduire la teneur en phosphore de l’eau du lac par coagulation/floculation avec du sulfate d’aluminium et (II) à effectuer un recouvrement actif de roche calcaire et de sable afin d’isoler le floc d’Al, le P et les autres contaminants (ex., métaux) et permettre la recolonisation par le benthos. L’objectif des présents travaux était d’évaluer l’écocompatibilité de cette méthode. Deux approches écotoxicologiques ont été employées : (I) essais de toxicité monospécifiques (croissance de l’algue Pseudokirchneriella subcapitata et de la lentille d’eau Lemna minor; survie et reproduction de la daphnie Daphnia magna et de l’amphipode Hyalella azteca, survie, croissance et émergence de l’invertébré Chironomus riparius ainsi que survie des larves de tête-de-boule Pimephales promelas et des alevins de truites arc-en-ciel Oncorhynchus mykiss) et (II) essai en microcosmes de 2 litres tel qu’adapté par Triffault-Bouchet. La toxicité de l’aluminium et l’impact de la roche calcaire ont été étudiés séparément : d’abord avec eau et sédiments artificiels et ensuite avec eau et sédiments du lac Saint-Augustin. Les résultats démontrent que les algues et les daphnies sont affectées par l’application d’alun. Aucun effet n’a été observé chez les autres organismes. Ceux-ci ont eu la capacité de recoloniser les milieux traités avec l’alun ou avec la technique complète. Ces résultats tendent à démontrer que la méthode de restauration est prometteuse. L’écocompatibilité de la technique ne pourra cependant être démontrée que par des essais in situ et après un suivi étroit du phytoplancton et du zooplancton dans le lac. Toutefois, dans le cadre des présents travaux, l’efficacité des traitements (en terme de déphosphatation) n’a pas permis d’atteindre le critère de qualité du MDDEP (20 µg/L). Ces paramètres devront être étroitement suivis lors des essais in situ. Mots clés : Eutrophisation, sédiments contaminés, restauration de lac, aluminium, recouvrement actif, évaluation écotoxicologique, bioessais monospécifique, microcosmes. / Eutrophication and contaminated sediments (e.g.: nutrients, metals, etc.) are preoccupying issues in aquatic ecosystems and water resource protection. Saint-Augustin Lake (Quebec, Canada) is affected by both problems in addition to the presence of de-icing salts. This small shallow lake has low renewal time and receives an intensive phosphorus transfer from bottom sediments to the water column. Since 2001, the lake presents cyanobacteria blooms every summer (P > 70 μg/L). Galvez and collaborators has proposed a remediation method for this lake that consists of (i) the precipitation of phosphorus present in the water column by the addition of alum, in association with the deposition of (ii) an active capping layer (limestone + sand) to isolated P, Al and other contaminants (e.g., metals) within bottom sediments and allow recolonisation by benthos. The objective of this study is to assess the ecotoxicological impact of that remediation method. Two ecotoxicological approaches are used to assess the impact of this method: (I) single-species bioassays (algae Pseudokirchneriella subcapitata and duckweed Lemna minor growth; daphnid Daphnia magna and amphipod Hyalella azteca survival and reproduction, invertebrate Chironomes riparius survival, growth and emergence, fathead minnow P. promelas and rainbow trouts O. mykiss survival) and (II) a 2-L microcosm as adapted by Triffault-Bouchet. Alum toxicity and limestone impact were studied separately in laboratory: first with artificial water and sediments and then using actual lake overlying water and sediments. The results show that algae and daphnids are sensitive to alum treatment. No significant effects were observed on the other organisms. These organisms had the ability to recolonize the treated media either with alum treatment or with complete treatment. These results suggest that the restoration method is promising. The environmental compatibility of the technique, would be demonstrated after testing in situ with a close monitoring of phytoplankton and zooplankton in the lake. However, the results of this study showed that the treatments dephosphatation efficacity was not enought to reach the MDDEP quality criteria (20 µg/L). Also, the concentration of residual aluminum after treatments was still over the MDDEP quality criteria after treatments. Keywords : Eutrophication, contaminated sédiments, lake restauration, aluminum, active capping, écotoxicological évaluation, monospécific bioessais, microcosms.