Ce mémoire vise à approfondir les connaissances paléogéographique, paléoécologique et paléoclimatique sur le secteur sud-ouest du Bassin de Foxe, à l'île de Southampton, à travers l'analyse d'indicateurs biologiques et géochimiques préservés dans les sédiments lacustres. Nos objectifs spécifiques sont de fournir des données sur la variabilité régionale du climat depuis la dernière déglaciation (7,7 14C ka BP et 6 14C ka BP) et de préciser la nature des paléoenvironnements qui se sont succédés dans la région. Des carottes longues et courtes de sédiments ont été prélevées au nord-est de l'île. Les sédiments échantillonnés ont fait l'objet d'analyses paléolimnologiques détaillées à l'aide des diatomées. Des datations au 210Pb et 14C ont été effectuées et des reconstitutions quantitatives de pH, de température de l'eau et de l'air ainsi que du carbone organique dissout ont été appliquées. Cette étude nous permettra d'évaluer les éventuels changements à venir dans l'Arctique canadien, car c'est souvent à travers une meilleure connaissance du passé que l'on peut mieux prédire le futur.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / Les procédés d'épuration par biofiltration sont très compacts et très performants pour assurer le traitement du carbone et de l'azote. Pour conserver de bonnes performances épuratoires, les biofiltres doivent être lavés régulièrement. Le déclenchement des lavages est dicté par la perte de charge à l'intérieur du biofiltre. Cette dernière augmente durant un cycle de filtration et lorsqu'elle dépasse un seuil fixé, un lavage est déclenché. Une bonne planification du lavage des biofiltres est essentielle pour réduire les risques de débordement d'eau usée lors de fortes précipitations, pour réduire le risque de colmatage et pour réduire les coûts d'opération. Les modèles de biofiltration actuels simulent avec précision et robustesse la qualité d'eau (Vigne 2007; Bernier 2014; Zhu 2020), mais simulent difficilement le comportement des pertes de charge sur plusieurs mois. Ce projet de recherche compare le comportement des pertes de charge simulées à partir de trois sous-modèles (Carman 1937; Ergun 1952; Bernier 2014) de perte de charge. Les modèles de perte de charge de Carman (1937) et d'Ergun (1952) sont considérés, dans le cadre de ce projet de recherche, comme des simplifications du modèle de Bernier (2014). Les deux sous-modèles simplifiés ont été intégrés au modèle de biofiltration de Bernier (2014). Ils ont été calibrés et validés en suivant le protocole de Vigne (2007) et de Rittmann et collab. (2018) avec des jeux de données de l'étage de post-dénitrification sur méthanol de Seine-Centre, une des stations d'épuration de l'agglomération parisienne. Les jeux de données regroupent des mesures horaires du débit, des NOx et des pressions ainsi que des mesures récoltées sur des échantillons composites journaliers (DCO, DBO₅ PO₄³⁻, MES et NH₄⁺). Mis à part pour la densité sèche du biofilm et pour la porosité du média, la calibration des trois modèles est identique. Le sous-modèle de perte de charge de Bernier (2014) est calibré avec une densité sèche de biofilm de 100 kg[indice MES]/m³ et avec une porosité du média de 0.34 alors que les sous-modèles d'Ergun (1952) et de Carman (1937) sont calibrés avec une densité sèche de biofilm de 47 kg[indice MES]/m³ et avec une porosité du média de 0.3. Malgré cette différence, les trois sous-modèles simulent précisément la perte de charge, avec une erreur moyenne de 0.1 mètre d'eau. Durant la validation, les trois sous-modèles calibrés simulent avec précision la perte de charge initiale, mais sous-estiment l'encrassement du biofiltre avec une erreur moyenne de 0.4 mètre d'eau. Les erreurs des simulations d'encrassement durant la validation du modèle peuvent être diminuées en modifiant uniquement la densité sèche du biofilm dans les trois sous-modèles (de 100 à 80 kg[indice MES]/m³ dans le modèle de Bernier (2014) et de 47 à 39 kg[indice MES]/m³ pour les autres). Une fois bien calibrés, les trois calculs offrent des précisions similaires, mais ils ont les mêmes problèmes de robustesse durant la validation. Même si les biofiltres dénitrifiants sont l'une des configurations les plus simples pour modéliser l'encrassement des biofiltres et même si Bernier (2014) a proposé un des modèles de biofiltration les plus performants, les modèles actuels ont un problème de robustesse. Les trois sous-modèles de perte de charge comparés simulent avec précision l'encrassement sur quelques semaines, mais ils ont tous besoin d'être recalibrés pour simuler l'encrassement sur plusieurs mois. La littérature disponible met l'accent sur l'équation de perte de charge pour améliorer les sous-modèles de perte de charge, mais cette recherche montre que le problème de robustesse est lié à l'hypothèse d'un biofilm avec une densité constante. La prochaine étape pour améliorer les modèles de perte de charge sera de modéliser comment la densité du biofilm change dans le temps et selon les conditions d'opérations. Un modèle de biofilm à densité variable pourrait être lié aux substances polymériques extracellulaires (EPS). Le Bihan et Lessard (2000) ont montré qu'une production excessive des EPS dans le biofilm induit un encrassement prématuré des biofiltres et Pechaud et collab. (2012) a corrélé la présence d'EPS avec les propriétés physiques du biofilm. / Biofilters are very compact processes and very efficient for carbon and nitrogen removal. To maintain their treatment capacity, biofilters needs to be regularly backwashed. Generally, theses backwashes are triggered when a maximum headloss through the filter is reached. A good planning of these backwash events is fundamental to avoid a bypass of untreated wastewater during storm events, to avoid permanent clogging of the filter and to minimise operational costs. Mathematical models are an essential tool to improve treatment process performance. Actual biofiltration models can simulate with reliability and robustness effluent water quality (Vigne 2007; Zhu 2020) but have difficulties to simulate headloss behaviour (Bernier, 2014). This paper explores possibilities to improve clogging predictions in biofiltration models by using data from a full-scale biofilter train operated by SIAAP in Paris region, France. The behaviour of three traditional headloss models were compared and analysed to evaluate the importance of different submodels: Carman (1937), Ergun (1952) and Bernier (2014). Datasets were collected at the denitrification biofiltration process from Seine-Centre, one of the Paris WWTPs. Flowrate, methanol injection rate, nitrate and pressure were measured on an hourly basis and composite samples were collected on a daily basis and analysed for COD, BOD₅, PO₄⁺, TSS and NH₄⁺ at both influent and effluent of the biofilter. The database gathers data from July to November 2020. The model used to simulate post-denitrification process proposed by Bernier (2014) is the more complex one, the two others being considered simplification of Bernier's. The three models were calibrated and validated following the biofilm model calibration guidelines of Vigne (2007) and Rittmann et collab. (2018). It is the first time that the most common headloss equations are compared and successively implemented in a biofiltration model. Except for the biofilm density and the initial media porosity, the models fit to the dataset are almost identical for each of the clogging sub-models. Bernier (2014) sub-model is calibrated with a biofilm density of 100kg[subscript TSS]/m³ and a media initial porosity of 0.34 whereas Ergun (1952) and Carman (1937) equation are calibrated with a biofilm density of 47 kg[subscript TSS]/m³ and a media initial porosity of 0.3. Despite this difference, they can precisely simulate the clogging with a mean error (ME) around 0.1 meter of water. Each sub-model can simulate precisely headloss when properly calibrate, but fails to simulate the reversible clogging process of validation datasets from different season. Each sub-model underestimates the clogging by an average of 0.4 meter of water. However, these validation problems can easily be fixed by reducing the biofilm density in the models (from 100 to 80 kg[subscript TSS]/m³ for the Bernier (2014) model and from 47 to 39 kg[subscript TSS]/m³ for the other models). Each clogging submodel has the same robustness problem: they can simulate clogging when properly calibrated, but fail to fit an independent dataset. The robustness problem appears to be related to the biofilm density. It is the only parameter that has to be changed to fit a different dataset. Even if post-denitrification biofilters are among the simplest configuration to model clogging and even if Bernier (2014) proposed one of the most comprehensive biofiltration model, the actual clogging sub-models still fails to simulate a validation dataset. This research project has not improved actual clogging sub-model, but it clearly points out what has to be done to improve them. The litterature focuses on the headloss equation itself to improve the model, but this research shows that actual robustness problems are probably caused by the assumption that biofilm density is constant. Past research on the modelling of biofilter clogging focused on the headloss equation itself. The study of three headloss submodels showed a similar model performance in terms of fit, while having the same robustness problem under validation. A model based on a biofilm with fixed density can properly simulate a month of operation but biofilm density seem to change over several months and it is thus important to consider whether the purpose of the model is to simulate biofilter operation for a longer period. At this moment, these sub-models seem unable to properly simulate a new dataset without changing the biofilm density. The next steps to improve headloss simulation will be to identify how biofilm density changes over time and what drives these changes. The answer could be related with Extracellular Polymeric Substance (EPS). Le Bihan et Lessard (2000) shows that excessive EPS production in the biofilm leads to premature clogging of biofilter and Pechaud et collab. (2012) correlates EPS with physical property of biofilm.

Face au contexte de contamination générale des grandes masses d'eau par les produits phytosanitaires et de la dégradation toujours croissante de leur qualité en France, et dans un contexte régional de pollution de la nappe du fossé rhénan et de l'identification de la zone du piémont alsacien comme une source non négligeable de contamination, des bassins versant observatoires ont été mis en place pour suivre le transfert de pesticides dans ces zones identifiées comme sensibles. C'est à travers l'évolution des concentrations à l'exutoire des bassins que l'état de la contamination est défini et sert de base à la mise en place et à l'évaluation d'actions visant à réduire les transferts de produits phytosanitaires. Mais la stratégie d'observation de cette évolution conditionne la représentation que l'on se fait du problème et par là influence l'efficacité des actions mises en oeuvre. Or, dans un contexte semi-opérationnel, la contrainte économique liée au coût de l'analyse des pesticides est une contrainte majeure qui occulte la prise en compte de l'objectif dans la définition de stratégies de mesure : le faible nombre d'analyses est souvent recherché avant tout, au détriment de la représentativité des mesures. Nous proposons donc, à la lumière des connaissances actuelles sur les processus dominants dans le transfert des pesticides à l'exutoire de sous-bassins agricoles et en se plaçant dans un cadre semi-opérationnel, de répondre à la question suivante : peut-on définir des stratégies de mesure des concentrations en produits phytosanitaires à l'exutoire d'un bassin permettant une représentation non biaisée de la pollution des eaux à moindre frais, c'est-à-dire avec un minimum d'analyses ? Nous utilisons les informations fournies par deux modèles de transfert, adaptés aux données disponibles sur le terrain pour leur paramétrisation, ainsi que l'analyse des incertitudes de modélisation, pour définir deux stratégies d'échantillonnage, adaptées respectivement à une approche globale et distribuée du système, qui permettent de reproduire un chemogramme de référence à l'exutoire du bassin à partir du petit nombre de mesures de concentrations proposé par nos stratégies, en supposant les modèles parfaits. Dans l'état actuel, la méthode n'est pas directement applicable à des cas réels avec les versions de modèles utilisées, conformes à nos exigences scientifiques et à nos contraintes socio-économiques. Ces stratégies à visée opérationnelle doivent donc être utilisées avec des modèles plus performants comme interpolateurs des concentrations mesurées, nécessitant par ailleurs des efforts de paramétrisation non supérieurs aux coûts (argent, temps) consentis pour le suivi des transferts lui-même dans un cadre semiopérationnel. Actuellement ces modèles n'existent pas et la levée de ce verrou constitue une des perspectives, majeure, pour l'aboutissement de la construction de stratégies opérationnelles, que cette étude a fortement contribué à préparer.

Le bassin de Cariaco représente un emplacement idéal pour l’étude de la préservation de la matière organique (MO) en particulier la sulfuration naturelle, car il a présenté des conditions euxiniques récurrentes au cours de son histoire. Pour contraindre les processus de préservation de la MO, nous avons étudié les sédiments varvés du bassin de Cariaco sur une période de 130 ka. Nous avons mis au point un protocole basé sur des hydrolyses séquentielles permettant d’isoler des kérogènes libres d'artefacts. Ce protocole a permis de libérer d’importantes quantités de carbohydrates représentant jusqu'à 3% du carbone organique total. Ces carbohydrates d’origine algo-bactérienne présentent une diminution en profondeur lié à des processus de dégradation in situ et/ou à l’incorporation dans la matrice macromoléculaire. L’étude des marqueurs moléculaires présents dans les extraits organiques corrobore l’origine principalement autochtone de la MO. Cependant la contribution des végétaux terrestres a été mise en évidence dans les échantillons correspondant aux périodes glaciaires. Le processus de sulfuration naturelle a un rôle important dans la préservation de la MO à Cariaco. La sulfuration intramoléculaire est indiquée par la présence des thiophènes et thiolanes à l’état libre. La désulfuration au nickel de Raney et la pyrolyse des kérogènes révèlent également une sulfuration intermoléculaire. La sulfuration ne présente pas une tendance générale à l’augmentation dans l’intervalle étudié. Le processus se révèle sensible aux variations climatiques, et facteurs tels que les conditions redox du milieu et la disponibilité et réactivité des précurseurs moléculaires. / The Cariaco basin provide an ideal location to study the organic matter (OM) preservation processes in particular the natural sulfurization, since it has presented recurrent euxinic conditions along its history. To better understand the OM preservation processes, we have studied the varved sediments of Cariaco in a time interval of 130 ky. In this study, we have employed an artifact free method based on stepwise hydrolysis for the isolation of kerogen. This method permitted to obtain important amounts of monomeric carbohydrates, accounting for up to 3% of the total organic carbon. Those algal/bacterial-derived carbohydrates present a decrease with depth related to in situ degradation and/or incorporation to the macromolecular matrix. The investigation of the organic extracted biomarkers corroborate the authochtonous origin of the OM. Nevertheless, an important contribution of terrestrial OM was observed in the samples from glacials periods. The natural sulfurization process have an important role in the preservation of OM in Cariaco basin. The intramolecular sulfurization was revealed by the presence of free alkylthiophenes and thiolanes. Raney nickel desulfurization and kerogen pyrolysis also revealed intermolecular sulfurization. The natural sulfurization does not present a global increase in the time interval studied. This process respond to variations in climatic conditions, redox conditions in the water column and sediments and also to the reactivity and availability of the molecular precursors.

Cette recherche de géographie rurale est consacrée à l'étude des paysages et des pratiques des agriculteurs en prenant pour champ géographique d'étude le bassin versant du Madon. Comprendre les élaborations actuelles des paysages en relation avec des stratégies agricoles plurifonctionnelles conciliables avec les nouvelles attentes qualitatives des territoires sont désormais au coeur de problématiques multiples et variées. Après avoir établi une cartographie précise, permettant de formuler l'identité paysagère des communes en caractérisant des paysages agricoles d'égale apparence, les règles liant les unités de paysages aux activités des agriculteurs sont fournies. Les unités paysagères décrites permettent de dresser des constats et des interrogations à propos des impacts des pratiques agricoles sur les paysages et la qualité de l'eau. Désormais, le défi de l'agriculture est de concilier la taille critique de la concurrence avec une ambition durable de l'agriculture. / This research about rural geography is to describe lanscape units of the watershed of the Madon located on the left bank of the Moselle river. To provide an understanding of the link between these lanscape units and the country population (mainly agricultors) activities. The first part of this research will present the tools and the methods used. It is mainly based on the description of the landscape of the watershed of the madon. From this description is drawn a lanscape map, allowing to differentiate precise lanscape typologies and identities for each village based on their landscape features. The second part of this research focus on explaining the historical and technical reasons which led to the differentiation of landscapes, showing the rules linking human activity and landscape and demonstrating the importance of agricultural activities in shaping landscapes. The third part will focus on the impact of agricultural practices on landscape and on water quality. Finally, I explained the future challenges of agriculture, teared between conflicting priorities

Le Bassin d’Arcachon est une lagune très riche écologiquement et suscite un attrait touristique et ostréicole important. Cette pression anthropique a soulevé ces dernières années des questions sociétales quant à sa qualité environnementale. Ainsi, ancrés dans des projets soutenus par les acteurs locaux (Région Aquitaine, Syndicat Intercommunal du Bassin d’Arcachon, Conseil général de la Gironde), ces travaux de thèse ont permis de dresser un bilan de la qualité de ce système et de ses bassins versants relativement à l’introduction des hydrocarbures aromatiques polycycliques (substances prioritaires selon la directive cadre sur l’eau, UE, 2000). Ces polluants organiques sont présents dans les différents compartiments environnementaux suivis (sédiments, colonne d’eau) de la lagune, en concentrations élevées pour quelques sites et pouvant induire des effets toxiques chez le biota aquatique. Ils sont généralement présents dans les eaux et sédiments des tributaires à un niveau bruit de fond, mais des concentrations importantes ont été observées pour un ruisseau, ainsi que lors d’un évènement de tempête. Ils sont principalement issus des processus de combustion incomplète de matières organiques (gaz d’échappement, chauffage, feux de forêt) ; des apports terrigènes et diagénétiques de pérylène ont également pu être mis en évidence. Les transferts des HAP vers le biota benthique (huître), et leur bioaccumulation sont effectifs malgré des capacités de dépuration importante relativement à d’autres classes de composés organiques hydrophobes. Comme alerté par le réseau national d’observation coordonné par IFREMER, les teneurs dans les organismes augmentent depuis une dizaine d’année, et s’approchent aujourd’hui de la valeur guide AFSSA pour la consommation humaine. Outre l’aspect de qualité environnementale, ces résultats peuvent apporter des informations quant aux problématiques nationales actuelles de surveillance chimique des productions conchylicoles (DGAL, 2008 ; AFSSA, 2008). / Abstract

Le Mésozoïque du Subandin de Bolivie est localisé à l'Est de la Cordillère des Andes. Il est constitué de séries continentales décrites sous forme de formations locales qui ne sont pas corrélées entre elles. Dans ce travail, on montre que ce Mésozoïque caractérise deux bassins différents formés en contexte de rifting. L'évolution du bassin de Villamontes, situé dans le Subandin Sud, débute au Trias moyen/supérieur et se déroule durant le Jurassique. Le bassin de Santa Cruz qui se localise dans le Subandin Nord se développe durant le Crétacé. La séquence mésozoïque basale du Subandin est restreinte au bassin de Villamontes, où les sédiments rouges de la formation Ipaguazu constituent la base des dépôts synrift, surmontée par les coulées de basaltes tholéiitiques de la Formation Entre Rios, d'âge Toarcien (181,5 ± 0,90 Ma par méthode Ar/Ar). Les formations sus-jacentes (Tapecua et Castellon), caractérisent un faciès synrift contemporain d'une subsidence thermique. La géométrie des différents contacts souligne l'asymétrie du bassin. Les formations Ichoa et Beu constituent les dépôts prerift du Subandin Nord, sur lesquels se mettent en place les séquences synrift des formations Yantata et Eslabon qui caractérisent une migration des processus d'extension en direction du Nord. A l'emplacement du depocentre de Santa Cruz, les dépôts synrift sont constitués par la séquence basale de la formation Cajones ; sa partie supérieure et son équivalent Nord, la formation Flora, caractérisent l'étape finale de la subsidence thermique. Dans la région du Boomerang, ces formations sont affectées par une importante érosion, connue sous le terme de 'discordance pretertiaire'.

ENGLISH This work deals with the timing in the processes of weathering, mobilisation, transport and deposition of the kaolinitic sediments, as deduced from several case studies located in Belgium. We focus on the mechanisms of the saprolitisation on the sedimentary host-rocks of the Haute-Lesse (Ardenne) area. The neoformed kaolinite is the result of a polyphased saprolitisation, which was effective at least twice, namely during the Early Cretaceous, and the Early Miocene. The various dating methods we used, such as K-Ar, Ar-Ar, Pb-Pb geochronology, paleomagnetism and isotopic geochemistry give consistent though variable results. When dating saprolites, careful must therefore be paid to the detailed mineralogical and geochemical context of the dated samples, as well to their precise nature and position in the studied profile. Our results allow us to integrate the Haute-Lesse saprolite within the global context of paleoweatherings in Northwestern Europe. Four major saprolitisation periods are identified: Late Permian/Triassic, Early Cretaceous, Paleocene/Eocene interval and Early Miocene. The saprolitisation was probably episodic and restricted to relative short time periods or events. In our opinion, it was mostly controlled by eustatic sea level changes that was favoured in some periods by large-scale lithospheric deformations. In this context, the climate does not seem to have played a major role. The kaolinitic wealden facies of the Mons Basin are precisely dated by the study of the pollen of angiospermian affinity, and of the dinoflagellate kysts. The wealden facies are diachronic: they date from the Middle Barremian to Earliest Aptian in the Western part of the basin and Late Albian sensu stricto in the Eastern part. Moreover, these facies, usually considered as continental sediments, do contain marine palynomorphs. We therefore recommend to use the term "wealden facies" to define a facies, regardless of any temporal or paleoenvironmental implications. The precise dating allows us to propose a sequential interpretation suggesting that the wealden facies were deposited and preserved during 3rd order Transgressive or Highstand Systems Tracts. Although they are coeval to the wealden facies, and also located in the Mons Basin, the glauconitic sediments of the Haine Green Sandstone Group do not contain kaolinite. In this case the lack of kaolinite is related to mineralogical transformations that took place during an unsuspected diagenesis. In the Parautochtone Brabançon, the karstic infillings are rich in kaolinite inherited partly from the mobilisation of the wealden facies of the Mons Basin. The kaolinite of the wealden facies of the Mons Basin is itself inherited from a saprolite developed on the surrounding Namurian shales. This demonstrates that kaolinite can be reworked several times in the same sedimentary basin. The deposition of the kaolinite-bearing clays of La-Roche-en-Ardenne is Early Pleistocene and Middle Weichselian in age, as deduced from stratigraphic palynology. The kaolinite within these sediments is undoubtedly inherited from the above-mentioned saprolites formed in the neighbourhood Ardenne area, during the Early Cretaceous, and the Early Miocene. Hence, we confirm that kaolinite can be preserved on the continent for a very long period, before undergoing mobilisation, transport, and deposition in the neighbouring basins. The mobilisation and the preservation of kaolinite result from four concurrent geological conditions: (1) vertical upward lithospheric deformation in the source area, (2) local or regional subsidence in the deposition area, (3) 3rd order Transgressive or Highstand Systems Tract, and (4) lack of significant later diagenesis in the sediment. The climate is not a major parameter in this matter: as a consequence, the presence of kaolinite in sediments must not be systematically associated with a contemporaneous hot climate on the land. In conclusion, the dating of kaolinite-bearing sediments gives essential constraints for the comprehension of the weathering, erosion, transport, and deposition of kaolinite. This demanding approach requires a thorought characterisation of the studied samples and a sufficient knowledge of their geological framework. Pluridisciplinary research programs, and active collaborations between universities and research units are therefore strongly encouraged. FRENCH Ce travail s'intéresse à l'âge et à la durée des processus d'altération, d'érosion, de transport et de dépôt des sédiments kaoliniques, à partir de l'étude de plusieurs exemples localisés en Belgique. Les mécanismes de saprolitisation sur le substrat sédimentaire de la région de la Haute-Lesse (Ardenne) sont détaillés pour la première fois. La kaolinite néoformée résulte d'une saprolitisation polyphasée agissant au moins durant le Crétacé inférieur et le Miocène inférieur. Les diverses méthodes de datation, telles que la radiométrie K/Ar, Ar/Ar, Pb/Pb, le paléomagnétisme et la géochimie isotopique, appliquées à divers objets géologiques issus d'endroits différents dans la saprolite, fournissent des âges cohérents mais variables. En conséquence, lors de toute tentative de datation d'une saprolite, une attention particulière doit être portée au contexte minéralogique et géochimique ainsi qu'à la nature et à la position de l'objet étudié. Forts de ces datations, nous intégrons la saprolite de la Haute-Lesse dans le canevas des paléoaltérations de Belgique et du Nord-Ouest européen. Nous en déduisons que quatre périodes y sont propices à l'altération kaolinique : Permien supérieur/Trias, Crétacé inférieur, intervalle Paleocène/Eocène et Miocène inférieur. L'activité saprolitique semble épisodique, assez brève et principalement contrôlée par les variations eustatiques durant des périodes favorables d'un point de vue géodynamique. Le rôle du climat est secondaire. Les sédiments kaoliniques à faciès wealdien du Bassin de Mons, datés par l'examen du pollen d'affinité angiospermienne et les kystes de dinoflagellés, sont diachrones : Barrémien moyen à Aptien basal à l'Ouest du bassin et Albien supérieur sensu stricto à l'Est. De plus, les faciès wealdiens, réputés continentaux, renferment des témoins d'incursions marines. Nous en concluons que l'utilisation du terme "faciès wealdien" ne doit sous-entendre aucune implication temporelle ou paléoenvironnementale. Datés pour la première fois de façon précise, les sédiments à faciès wealdien du Bassin de Mons sont situés dans leur cadre géologique. En particulier, une interprétation séquentielle suggère que les faciès wealdiens sont déposés et conservés lors de cortèges transgressifs ou de haut niveau marin de troisième ordre. Bien qu'en partie contemporains des faciès wealdiens kaoliniques et également situés dans le Bassin de Mons, les sédiments du Groupe des Grès Verts de la Haine sont dépourvus de kaolinite. Cette absence s'explique par des transformations minéralogiques au cours d'une diagenèse jusqu'alors insoupçonnée. Les remplissages kaoliniques des karsts qui criblent le Parautochtone Brabançon proviennent en partie de la mobilisation de sédiments à faciès wealdien du Bassin de Mons. La kaolinite des faciès wealdiens du Bassin de Mons est elle-même héritée d'une saprolite probablement développée dans le substrat namurien tout proche. La kaolinite d'un sédiment peut résulter de plusieurs cycles d'érosion, transport et dépôt dans un même bassin sédimentaire. Le dépôt des argiles kaoliniques de La-Roche-en-Ardenne est daté du Pléistocène inférieur et du Weichsélien moyen par la palynologie stratigraphique. La kaolinite provient du bassin versant de rivières qui entaillent les saprolites ardennaises formées au Crétacé inférieur et au Miocène inférieur. Nous confirmons de la sorte que la kaolinite peut être stabilisée pendant de longues durées sur le continent avant d'être mobilisée, transportée et déposée dans les bassins avoisinants. La mobilisation et la conservation de la kaolinite dépendent de l'action cumulée et contemporaine de plusieurs conditions géologiques : (1) une déformation lithosphérique à composante verticale dans les régions sources, (2) une subsidence locale ou régionale dans les aires de dépôt, (3) un cortège transgressif ou de haut niveau marin au troisième ordre et (4) l'absence de diagenèse ultérieure dans le sédiment kaolinique. Le rôle du climat est mineur : il est dangereux d'associer systématiquement la présence de kaolinite dans une sédiment à un climat contemporain chaud sur le continent. En conclusion, la datation des sédiments kaoliniques fournit des contraintes essentielles dans la compréhension des processus d'altération, érosion, transport et dépôt de la kaolinite. L'utilisation des différentes méthodes de datation requiert une caractérisation fine préalable des objets concernés et une connaissance détaillée du cadre géologique : la pluridisciplinarité et les échanges interuniversitaires trouvent dans cette démarche toute leur justification.

Depuis les années 1990, les efflorescences de cyanobactéries se sont intensifiées durant une partie de l'été et de l'automne au lac Brome (Cantons de l'Est, Québec). Malheureusement, ces proliférations cyanobactériennes peuvent s'accompagner d'une production et d'une libération de toxines dans les écosystèmes affectés. Cependant, les conditions qui favorisent la formation de ces fleurs d'eau ne sont pas encore complètement clarifiées. Les objectifs principaux de cette étude était de montrer: 1/ le lien étroit qui existe entre les cellules de résistances présentent à la surface des sédiments et la formation des efflorescences pélagiques; 2/ utiliser les akinètes et les pigments fossiles comme « proxie » pour retracer l'historique des cyanobactéries depuis les premières années d'installation des colons dans la région d'étude; 3/ tenter de relier les fluctuations de l'abondance relative des cyanobactéries ayant la capacité de fixer l'azote atmosphérique (N₂), avec la variation relative des concentrations en éléments nutritifs (N et P), résultant en partie de l'eutrophisation de l'écosystème. Les résultats obtenus confirment qu'il y a présentement un problème de qualité de l'eau au lac Brome, lié à un développement massif de cyanobactéries potentiellement toxiques pendant la saison libre des glaces. Ce lac présente une succession d'efflorescences de cyanobactéries caractéristiques d'un milieu eutrophe, ayant la capacité de produire des akinètes et de fixer le N₂ (Anabaena sp. et Aphanizomenon sp.). Nous avons obtenu une relation significative entre l'abondance relative des akinètes dans les sédiments et la biomasse estimée des cyanobactéries grâce aux pigments fossiles (Canthaxanthine-akinètes : R² = 0.43, p=0,0016; Aphanizophyll-akinètes: R² = 0.71, p<0,0001l). Par ailleurs, cette étude suggère que la zone littorale tout comme la zone profonde peuvent contribuer à l'ensemencement de la colonne d'eau. Enfin, nous avons obtenu une concordance assez nette entre l'augmentation de l'abondance relative des cyanobactéries ayant la capacité de fixer le N₂, la diminution du ratio N/P (qui passe de 30 dans les années 1970 à 10 en 2005) et la diminution du ratio ¹⁵N/¹⁴N reflétant un accroissement des taux de fixation du N₂ dans l'écosystème. Le recoupement entre ces données suggère que les cyanobactéries ont en partie réussi à dominer l'assemblage phytoplanctonique grâce à leur capacité de fixer le N₂. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cyanobactéries, Paléopigments, Akinètes, Eutrophisation.

Ce mémoire présente une étude de cas réalisée à l'hiver 2005-2006 portant sur l'organisme chargé de la gestion du bassin versant de la rivière Châteauguay, la SCABRIC. L'étude a permis d'évaluer la représentativité du processus participatif au sein du comité de bassin versant en intégrant la dimension territoriale. La recherche vise également à développer un outil pour étudier les organisations ayant une assise territoriale en combinant l'aménagement, pour découper le bassin en zones cohérentes, et l'analyse stratégique issue de la sociologie des organisations. Ce faisant, la recherche a permis, au travers de la réalisation de 29 entrevues semi-dirigées auprès des principaux intervenants de la Châteauguay, de comprendre le système d'action concret présent au sein de la SCABRIC et de l'interpréter en relation avec la provenance des participants. Les résultats de la recherche ont permis de constater que la représentativité des groupes intéressés par le bassin versant ainsi que la participation citoyenne sont relativement faibles. Cette situation combinée à des faiblesses organisationnelles explique l'absence d'un réel système d'action concret. Malgré les efforts consentis, la SCABRIC ne s'est toujours pas imposée comme le principal lieu où sont débattus les enjeux liés à la protection et la mise en valeur de la ressource hydrique. L'analyse du cadre spatial du bassin tend à démontrer que les enjeux sont vécus à l'échelle des municipalités et des sous-bassins. Ce mémoire remet en cause le recours au bassin versant dans la prise en compte de la dimension sociale. Par exemple, il n'a pas permis le développement d'un sentiment d'appartenance. Enfin, l'adaptation aux changements climatiques, pressentie comme un enjeu intégrateur, a été abordée avec les participants, mais ceux-ci n'ont pas paru préoccupés ou intéressés souvent par méconnaissance. Néanmoins, cet aspect a contribué à la compréhension de la dynamique territoriale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Bassin versant, Gestion intégrée, Environnement, Représentativité, Mobilisation sociale, Châteauguay.