Comprendre le devenir du carbone organique stable du sol (COS) dans un environnement globalement plus chaud est un défi majeur pour prévoir sur le long terme la concentration en CO2 atmosphérique. Pour cela il apparaît nécessaire de mieux comprendre ce qu'est ce COS stable à l'échelle pluri-décennale et comment sa cinétique de minéralisation est modulée par la température. C'est avec cette ambition que cette thèse se propose (1) d'étudier la sensibilité à la température de la minéralisation du COS stable; (2) d'étudier la réponse à la température de la communauté microbienne qui minéralise le COS et (3) d'établir un lien entre âge et décomposabilité du COSLes échantillons issus de 4 essais de jachère nue ont été utilisés dans cette thèse. Des échantillons prélevés en début de chacun de ces essais et après plusieurs décennies de jachère nue ont été incubés à différentes températures pendant 427 jours. La respiration de ces échantillons a été suivie régulièrement. En fin d'incubation, la structure des communautés microbiennes a été déterminée par pyroséquençage. D'autre part, une datation du COS contenu dans les échantillons de la chrono-séquence de l'essai de jachère nue de Versailles a été réalisée.Les résultats obtenus mettent en évidence une relation générale entre vitesse de décomposition du carbone et sensibilité à la température. Ces travaux ont également mis en lumière une plus grande diversité et une plus grande sensibilité à la température des communautés microbiennes associées au carbone stable. Enfin, cette thèse met en lumière les difficultés rencontrées lors de l'utilisation de la technique de datation de la matière organique du sol par le 14C. / To understand the fate of stable soil organic carbon (SOC) in a warmer world is a major challenge to be able to predict future atmospheric CO2 concentrations. To do so, it is of prime importance to understand what the stable SOC is exactly and how its mineralization rate is modulated by temperature. This thesis proposed to study (1) the temperature sensitivity of stable SOC mineralization; (2) the response of soil microbial communities to temperature and (3) to establish a link between SOC decomposability and its age. Soil samples from four long term bare fallow experiments were used for work. We incubated soils sampled at the beggining of each experiment and after several decades of bare fallow at different temperatures for 427 days and we regularly monitored soil respiration. At the end of the incubation, soil microbial communities were assessed using pyrosequencing techniques. Finally, we determined the age of soil organic carbon by radiocarbon dating in soil samples from the chrono-sequence located at Versailles, France. The results obtained brought evidence for a general relationship between the mineralization rate of soil organic carbon and its temperature sensitivity. We also found that microbial communities linked to stable organic carbon are more diverse but also more sensitive to a temperature increase. Some bacterial phyla were particularly impacted by the temperature increase and the organic resource rarefaction. Finally, this thesis highlighted the difficulties met with the radiocarbon dating technique.

Les principaux gisements d’uranium connus du Niger (Arlit, Akouta et Imouraren) sont tous localisés dans le bassin de Tim Mersoï, à l’Est de la faille d’Arlit. Les gisements d’Arlit et d’Akouta sont encaissés dans des formations Carbonifères et présentent une minéralisation à uranium essentiellement réduite, alors que le gisement d’Imouraren est contenu dans une formation d’âge Jurassique sous forme de minéralisation uranifère majoritairement oxydée avec quelques poches de minéralisation réduite. La découverte de nouvelles concentrations d’uranium à l’Ouest de la faille d’Arlit et les différences entre les gisements dans le Carbonifère et le Jurassique, ont encouragé une réévaluation des modèles métallogéniques antérieurs. L’objectif est de déterminer si les différentes minéralisations uranifères ont été formées durant un même évènement diagénétique/hydrothermal en lien avec un épisode géotectonique majeur, ou si celles-ci sont polyphasées dans le temps, afin de proposer un modèle métallogénique global. Une approche multi-technique regroupant une étude détaillée de la diagenèse, des fluides, de la minéralisation, de la géochronologie et de la géothermométrie, a été appliquée afin de retracer l’histoire d’enfouissement du bassin et d’appréhender les conditions de dépôt de l’uranium. Deux phases principales de minéralisation uranifère se distinguent: (i) un épisode diagénétique/hydrothermal principal entre 100 et 135 Ma au cours duquel les minéraux primaires d’uranium et de cuivre précipitent en milieu réduit dans des conditions proches de l’enfouissement maximal (P : 80-120 bars, T : 115-150 °C), en relation avec les périodes de rift atlantique au Crétacé. (ii) une série de remaniement des minéraux primaires en milieu oxydant pour former des minéraux secondaires d’uranium, de vanadium et de cuivre en conditions supergènes liée à l’exhumation des séries depuis 50 Ma, lors des grandes phases d’oxydation connues en Afrique de l’Ouest. / The main U-deposits of Niger (Arlit, Akouta, and Imouraren) are all located in the Tim Mersoï Basin, east of the Arlit Fault. The deposits of Arlit and Akouta are hosted in Carboniferous formations and have a substantially reduced uranium mineralization, while the Imouraren deposit is contained in a Jurassic formation in the form of predominantly oxidized uranium mineralization with some pockets of reduced mineralization. New ore bodies discoveries west of the Arlit Fault in the regions of Arlit and Akouta and the differences between the U-deposits in the Carboniferous and Jurassic, have encouraged a reevaluation of the previous metallogenic models. The objective is to determine whether the uranium mineralizations of Tim Mersoï Basin were formed during the same diagenetic/hydrothermal event in relation with a major geotectonic event, or if they are polyphase over time, in order to propose a general metallogenic model. A multi-technique approach involving a detailed study of diagenesis, fluid circulations, mineralization, geochronology and geothermometry was applied to trace the burial history of the basin and constrain the P-T conditions of uranium deposition. Two main phases of uranium mineralization are distinguished: (i) A diagenetic/hydrothermal episode between 100 and 135 Ma in which primary uranium and copper minerals precipitate in reduced environment under conditions close to maximum burial (P : 80-120 bars, T : 115-150 °C), in relation with Atlantic rift periods during Cretaceous. (ii) A serie of remobilizations of primary uranium minerals in oxidizing environment to form secondary uranium, vanadium and copper minerals under supergene conditions related to uplift since 50 Ma, during the major events of oxidation in western Africa.

Les différentes lithologies sédimentaires du Groupe Belqa présentent un enrichissement en P et en toute une série d'éléments sensibles aux conditions redox. Il est montré que l'enrichissement en U, Cu, Co, Mo, V résulte d'un dépôt syn-sédimentaire sous conditions suboxiques. Par contre, les éléments Cr, Ni, Cd, Zn sont beaucoup plus enrichis et requierent un flux exogénique de métal probablement relié à l'altération de roches ultrabasiques obductées à la même période au nord de cette région, lors de la collision de la plaque arabo-africaine avec la plaque eurasienne. Les phosphates représentent le principal hôte de l'uranium et des terres rares. L'analyse des apatites par ablation laser ICP-MS a permis de montrer leur évolution, depuis le stade sédimentaire-diagénétique, puis pyrométamorphique, jusqu'à l'altération supergène. La libération de l'uranium de la structure de l'apatite lors du pyrométamorphisme et de l'altération supergène permet sa mise à disposition pour la formation de minéralisations. Le pyrométamorphisme, dû à une combustion des niveaux riches en matière organique, est responsable de la déstabilisation des apatites, et de la formation de roches de compositions semblables à des ciments clinker/Portland. L'uranium a également été libéré de la structure de l'apatite par altération supergène. L'altération météorique et les fluides évaporitiques ont permis le lessivage et le transport des éléments (U, V) des roches carbonatées métamorphiques, et des carbonates puis a conduit au dépôt des vanadates d'uranyles dans les carbonates pulvérulents ayant subi une dissolution importante / The different lithologies of the Belqa Group present an enrichment in P and various redox sensitive elements. The U, Cu, Co, Mo, V enrichment results from synsedimentary deposition in suboxic conditions. However, the higher Cr, Ni, Cd, Zn enrichment requires an exogenic metal flux probably related to the terrestrial leaching of ultrabasic rocks obducted during the collision between African-Arabian and Eurasian plates to the north of the study region, at the same time. Phosphates are the main host lithology for uranium and rare earth elements. The analysis of the apatites by laser ablation ICP-MS shows their evolution along the sedimentary-diagenetic and pyrometamorphic stages, up to the supergene weathering. The uranium liberation from the apatite structure during the pyrometamorphism and surficial weathering led to its availability as supergene ore mineralization. Pyrometamorphism resulted from the combustion of organic-rich layers and caused the destabilization of the apatites, and the formation of rocks which have compositions similar to clinker/Portland cements. Uranium has been also released from the structure of the apatite by supergene alteration. Meteoric weathering and the evaporitic groundwater resulted in the leaching and the transport of the elements (U, V) from the metamorphic carbonated hills, and from the surrounding permeable limestone which has undergone dissolution in the near surface zone