Ce travail se situe dans le cadre des études sur la gestion des déchets graphites des centrales nucléaires Uranium Naturel Graphite Gaz (UNGG) de première génération. Leur fonctionnement a généré 23000 tonnes de déchets graphites pour lesquels la loi du 28 juin 2006 prévoit un stockage dédié. La gestion à long terme de ces déchets nécessite de prendre en compte deux radionucléides principaux : le ^14C et le ^36Cl, principaux contributeurs de dose sur le long terme. Afin de consolider les données sur l'inventaire de ces radionucléides et de prévoir leur comportement lors de la resaturation en eau du site de stockage, il est nécessaire de disposer de données liées à leur distribution et à leur spéciation dans le graphite avant stockage. Ce travail a été centré sur l'étude du chlore. Il a eu pour objectif de retracer le comportement du 36Cl dans le graphite nucléaire durant "sa vie" en réacteur et, en particulier d'étudier les effets de la température et de la corrosion radiolytique de manière découplée. Nos résultats permettent de déduire qu'il se produit un relâchement rapide du 36Cl d'environ 20% dès les premières heures de fonctionnement du réacteur. Celui-ci est suivi par un relâchement beaucoup plus lent tout au long de la vie du réacteur. Nous avons identifié la présence de deux fractions distinctes de chlore correspondant à des formes chimiques différentes (n'ayant pas la même stabilité thermique) ou à deux localisations du chlore d'accessibilités différentes. Notre etude montre également que la corrosion radiolytique semble promouvoir le relâchement du chlore et cela quelle que soit la dose d'irradiation. La forme chimique du chlore est majoritairement organique.

La destruction de déchets fortement contaminés issus du cycel du combustible nucléaire doit être réalisée par une technique efficace et avec une parfaite maitrise des effluents. L'oxydation dans l'eau supercritique répond à ces critères pour la destruction de composés organiques. Un banc d'essai en continu a été construit pour développer l'oxydation hydrothermale de déchets organiques modèles sous forme liquide. L'étude de l'oxydation du dodecane a permis d'identifier les paramètres contrôlant le taux d'avancement de la réaction...

Les risques technologiques que les sociétés modernes rencontrent se multiplient. Lorsque nous sommes amenés à gérer des phénomènes incertains et imprévisibles, il n'est pas étonnant que les perceptions gagnent en importance. Au Québec, la procédure d'évaluation et d'examen des impacts sur l'environnement a été mise en place pour tenir compte de toutes les connaissances dans des projets controversés d'un point de vue environnemental et social. En nous basant sur l'analyse stratégique des organisations élaborée par Crozier et Friedberg, nous avons analysé les enjeux de l'agrandissement du lieu d'enfouissement sanitaire d'Argenteuil-Deux-Montagnes pour voir comment ils ont influencé le processus décisionnel. Nous avons porté une attention particulière à la place du risque dans le débat. Nos résultats montrent que les intérêts et objectifs divergent entre les différents acteurs impliqués et semblent difficiles à concilier. Les conflits sont liés principalement aux perceptions que chaque partie avait des risques et la façon de les gérer. Alors que les gestionnaires du site et le gouvernement ont tendance à appliquer des mesures de contrôle en renforçant la sécurité des sites, la population locale et les groupes défenseurs de l'environnement demandent l'application urgente de mesures préventives afin de détourner le plus de déchets possibles de l'enfouissement. Malgré l'opposition de la population locale et des groupes environnementaux, le projet a été autorisé. Cette décision a été rendue dans un contexte d'urgence puisque les sites les plus sollicités auront bientôt atteint leur capacité d'enfouissement maximale. Nous avons dû constater que les risques associés à l'enfouissement représentent un enjeu qui doit rivaliser avec d'autres dans la balance pesant le pour et le contre de l'agrandissement du site. Dans notre cas d'étude, les enjeux locaux (environnementaux et sociaux) ont été subordonnés aux besoins d'enfouissement de la société québécoise. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Risques, Perceptions, Enfouissement, Participation du citoyen, Québec.

Au fur et à mesure de sa décomposition, le bois mort s'intègre à la couverture morte (horizon LFH) du sol sous forme de bois enfoui et fini par s'incorporer à la fraction stable de la matière organique du sol. Nous avons émis l'hypothèse que le bois mort enfoui contribue à la rétention en eau des sols grossiers et de ce fait, participe à la productivité des peuplements de pin gris occupant ces sols. Douze peuplements naturels de pin gris (Pinus banksiana L.) issus de feu, ont été échantillonnés à travers l'Abitibi ouest. À l'intérieur de chaque peuplement, nous avons procédé à l'échantillonnage des débris ligneux grossiers (DLG), du sol ainsi que de trois arbres dominants pour estimer l'indice de qualité de la station (IQS). La quantité de bois mort enfouie dans la couverture morte variait entre 1 à 57 m3 ha -1 et pouvait représenter jusqu'à 92 % de la masse totale de bois mort (incluant les chicots et les billes). La rétention en eau disponible du bois mort est négligeable comparativement à celle du sol minéral et n'était pas un facteur déterminant dans la productivité des sites. Nous n'avons pas pu faire ressortir une relation entre la rétention en eau des bois mort enfouis et la productivité. Cependant, le bois enfoui avait un effet positif sur la capacité d'échange cationique (CEC) de la couverture morte alors que cette dernière expliquait 64 % de l'indice de qualité des stations. La conservation du bois mort sur les dépôts grossiers doit être envisagée si on veut assurer le maintien de la productivité de ces sites. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Pin gris, Succession, Bois mort, Productivité, Sols forestiers.

La gestion des déchets ménagers concentre des enjeux opérationnels, stratégiques et environnementaux. On observe depuis quelques années une montée en puissance des dispositifs de quantification des impacts environnementaux, qui ajoutent l'espace du calcul environnemental aux espaces déjà constitués et instrumentés des calculs techniques et économiques. Différents outils d'évaluation environnementale peuvent être utilisés tels que l'Empreinte Écologique, le Bilan Carbone ou encore l'Analyse du Cycle de Vie (ACV). Au regard de sa capacité à évaluer des enjeux globaux et multiples, l'ACV est l'outil le plus souvent utilisé. L'ACV évalue les impacts environnementaux potentiels d'un système (produit ou service) en identifiant et en quantifiant les entrants et les sortants de ce système et en les traduisant en impacts environnementaux potentiels. Elle évalue de manière pertinente les impacts globaux, tels que le changement climatique ou la déplétion de la couche d'ozone, mais est peu adaptée à une évaluation des impacts locaux tels que l'acidification, l'eutrophisation ou encore la toxicité du fait de la nécessaire finesse de prise en compte des conditions de l'émission engendrant potentiellement ces impacts. Ce travail de thèse vise à développer une méthodologie d'évaluation " spatialisée " des impacts environnementaux locaux que sont la toxicité (ou atteinte à la santé humaine) et les odeurs et leur intégration à la méthodologie d'ACV. L'intérêt et les limites de ce développement méthodologique sont mis en évidence dans une application de l'évaluation des performances environnementales de systèmes de gestion des déchets municipaux, secteur d'activité soumis à une évaluation environnementale systématique lors de la planification départementale et théâtre de nombreuses controverses dont l'évaluation des impacts locaux est souvent le cœur. La méthodologie d'évaluation développée dans le cadre de cette thèse repose sur l'approche Site Dependent (modélisation de l'impact en considérant les caractéristiques spatio-temporelles de la source d'émission et du milieu impacté) et permet de prendre en compte le devenir de la substance et les conditions d'exposition pour déterminer, dans un premier temps, l'occurrence de l'impact et, dans un deuxième temps, son intensité. Ce développement méthodologique, pour intégrer la différenciation spatiale lors de l'évaluation des impacts, est appliqué à deux impacts locaux reflétant des problématiques locales fortes pour beaucoup de secteurs industriels mais notamment pour le secteur du traitement des déchets : la toxicité et les odeurs. Concernant l'évaluation de la toxicité, il s'agit de caractériser l'impact de manière plus robuste que cela est classiquement fait en ACV en intégrant les caractéristiques spatiales. Pour l'impact odeurs, il s'agit de construire une première voie vers la quantification de cet impact, non évalué par les outils génériques d'évaluation environnementale.

La zirconolite est une des matrices envisagées pour le confinement des actinides mineurs dans le cadre du stockage des déchets en site géologique profond. Cependant, dans ces conditions, après plusieurs milliers d'années, l'eau peut arriver au contact du colis de déchets et être radiolysée lors de la désintégration des radionucléides. Au cours de cette thèse, nous avons donc étudié les effets de la radiolyse de l'eau, induite par des particules chargées (alphas ou protons), selon deux géométries, sur la livixation d'une zirconoloite synthétique, de formule Ca0,8Nd0,2ZrTi1,8Al0,2O7, où Nd simule la présence des actinides mineurs. Les irradiations externes ont été réalisées sur des zirconolites saines et amorphisées, dans l'eau pure ou en présence d'ions complexants. La dissolution de l'échantillon a été évaluée via le relâchement des cations constitutifs. La production de H2O2 radiolytique a également été mesurée. Le comportement du matériau a été évalué par calculs ab initio.

Les centres de stockage de déchets (CSD) ménagers et assimilés constituent encore une filière de gestion très répandue Ce sont de véritables « boites noires » dans lesquelles des phénomènes physiques, chimiques et biologiques interviennent simultanément. Deux effluents sont produits au cours de la dégradation des déchets : les lixiviats et les biogaz. Même si le contact entre les effluents et le système environnant est limité, leur suivi est nécessaire pour améliorer leur traitement et prévenir les risques sanitaires et environnementaux. Ce travail a eu pour objectif de mettre en place des méthodologies analytiques adaptées aux métaux et métalloïdes afin d'étudier leur devenir dans les effluents de CSD. L'étude approfondie de l'arsenic (As) et de l'étain (Sn) a été motivée par leur présence dans les déchets (verres, composants métalliques, plastiques), par leur existence sous forme de nombreuses espèces et par la toxicité avérée de certaines de leurs formes chimiques. L'optimisation des protocoles d'analyse de spéciation de As et Sn dans les deux matrices complexes a permis leur suivi au sein des CSD en intégrant les caractéristiques des sites et les données climatiques. La répartition des espèces a été examinée en tenant compte de leur occurrence initiale dans les déchets. Des processus de formation et de mobilisation ont été proposés pour expliquer leur présence dans les deux effluents : d'une part la mobilisation à partir des déchets (espèces inorganiques de As et Sn, espèces butylées et mono- et diméthylées de Sn) et d'autre part la méthylation et l'éthylation par voie biologique (espèces méthylées de As et espèces méthylées et éthylées de Sn, ioniques et gazeuses).

L'action publique environnementale au Québec a évolué depuis les années 1970. Dorénavant, les principes de gestion intégrée s'entrecroisent aux principes néolibéraux -centrés sur la rationalisation et l'économie de marché -ainsi qu'aux principes de démocratie participative. L'action publique dans le secteur de la gestion des déchets confère un champ de recherche des plus intéressants. En effet, divers processus participatifs ont été institutionnalisés, depuis les années 1990, dans lesquels les acteurs sociaux et les citoyenNEs peuvent participer Cette recherche, menée à l'enseigne de la sociologie des organisations, décrit le système acteur développé et analyse les facteurs influençant l'atteinte des objectifs des politiques publiques de gestion des déchets, à travers l'étude de neuf cas. Divers obstacles à la mise en oeuvre des principes de gestion intégrée et de démocratie participative s'en dégagent. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gouvernance environnementale, Action publique, Politiques publiques, Déchets, Gestion intégrée, Démocratie participative, Démocratie délibérative, Santé environnementale, Empowerment.

Des quantités importantes de cendres (4,12 million kg en France en 2008) sont issues de l'incinération des boues de station d'épuration. La valorisation de ces cendres comme matière première secondaire pour l'élaboration de matériau dans le domaine du bâtiment et des travaux publics (BTP) a été étudiée dans cette thèse. La caractérisation physique et chimique des cendres et l'étude de leur réactivité ont révélé un comportement intermédiaire entre le ciment et le sable, proche du comportement de matériaux pouzzolaniques. Les tests de lixiviation réalisés sur les cendres ont montré qu'à l'exception du Se et du Mo, les éléments présents dans les cendres sont solubilisés à des concentrations inférieures aux seuils définis règlementairement pour les déchets inertes ou non-dangereux. Les liens entre la solubilisation des éléments et la minéralogie des matériaux ont été étudiés à travers la modélisation géochimique réalisée sous PhreeqC. L'influence du taux de substitution du ciment par les cendres sur les propriétés mécaniques des matériaux a également été étudiée. L'indice d'activité à 28 jours de la cendre est conforme à la spécification de la norme EN 450-1. La résistance du mortier diminue quand le taux de substitution augmente à cause de la faible teneur en CaO dans les cendres et de l'apport supplémentaire d'eau nécessaire. Pour le béton avec un taux de substitution de 10 %, la résistance est comparable à celle du béton témoin. L'essai de durabilité des matériaux cimentaires incorporant les cendres révèle une forte diminution de résistance mécanique sous l'effet de la sollicitation au gel/dégel. Une évaluation environnementale de ces matériaux a été réalisée par l'essai de lixiviation à l'échelle du laboratoire et à l'échelle pilote. Les quantités relarguées cumulées des éléments polluants et des anions sont inférieures aux seuils sans impact environnemental, acceptables en construction aux Pays-Bas et en France.

En France, 25% des déchets ménagers collectés sont stockés en Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND). Pour réduire leur impact sur l'environnement, le concept d'ISDND gérée en mode « bioréacteur » a été étudié et évalué depuis plus de dix ans en Europe. Ce concept est basé sur la réinjection des lixiviats, qui consiste à collecter les lixiviats en fond de casier et à les réinjecter sous la couverture de surface. L'optimisation de la répartition du lixiviat nécessite d'estimer les volumes et débits de réinjection et de dimensionner les dispositifs. Afin d'optimiser le dimensionnement des dispositifs de réinjection et d'améliorer la compréhension des écoulements de lixiviat dans les déchets, une voie possible est la modélisation hydrodynamique. Un modèle hydrodynamique regroupe une représentation conceptuelle du milieu poreux et un modèle mathématique permettant de décrire les écoulements. Pour simuler une infiltration, il est nécessaire de renseigner les paramètres hydrodynamiques intervenant dans les équations mathématiques du modèle. Des informations complémentaires sur le milieu sont donc requises pour contraindre les modèles hydrodynamiques et évaluer ces paramètres. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la méthode géophysique de la tomographie de résistivité électrique (ERT) afin de contraindre les modèles hydrodynamiques à l'échelle d'un casier de déchets. En effet, de nombreuses études ont montré l'intérêt de cette méthode de mesure pour le suivi de la réinjection de lixiviat dans les massifs de déchets. Cependant, cette méthode ne permet pas de mesurer directement la teneur en eau et d'évaluer les paramètres hydrodynamiques. Dans la littérature, plusieurs auteurs ont proposé des méthodes de contrainte des modèles hydrodynamiques à partir des données ERT, basées sur la loi pétrophysique d'Archie. Afin de s'affranchir de l'utilisation de cette loi, peu adaptée aux milieux hétérogènes comme les déchets, il nous a semblé intéressant d'utiliser la forme de l'infiltration extraite de l'ERT pour contraindre les modèles hydrodynamiques.Ainsi, la problématique de cette thèse est d'améliorer la compréhension des écoulements de lixiviat en proposant une méthode de contrainte des modèles hydrodynamiques à partir de la forme de l'infiltration extraite des données ERT.Pour répondre à cet objectif, le travail de thèse a été divisé en trois étapes successives correspondant à chaque partie du manuscrit. La première partie a été consacrée à une synthèse bibliographique concernant la méthode ERT et la modélisation hydrodynamique. La seconde partie avait pour objectif de proposer une méthodologie permettant de délimiter l'infiltration de lixiviat sur les données ERT. La troisième partie a permis de développer une méthode de contrainte des modèles hydrodynamiques à partir de la délimitation de l'infiltration obtenue d'après les données ERT. / In France, approximately 25% of the total amount of collected household waste is stored in municipal solid waste landfills (MSWL). To reduce their impact on the environment, the bioreactor concept was studied and tested for more than a decade in Europe. This concept is based on leachate reinjection, which consists in collecting leachate at the bottom of the waste deposit cell and reinjecting it underneath the landfill cover. The optimization of leachate distribution requires tools to design leachate injection systems (LIS) and to assess volumes and flow rates for the reinjection. To design LIS and to improve the understanding of leachate flow in the waste medium, a subsurface flow modelling procedure may be considered. Hydrodynamic models are based on a conceptual approach to represent the porous medium and a mathematical model to describe flow. To simulate an infiltration into a porous medium, the assessment of the hydrodynamic parameters included in the mathematical equations of the model is required. Thus, additional information is needed to constrain hydrodynamic models and to assess hydrodynamic parameters.This thesis focused on the use of the electrical resistivity tomography (ERT) method to constrain hydrodynamic models at the landfill scale. Indeed, many studies have shown that this geophysical method is suitable to study leachate reinjection into the waste landfills. However, this geophysical method does not allow ERT users to directly measure water content and to assess hydrodynamic parameters. In the literature, several authors proposed constraint methods of hydrodynamic models from ERT measurements, based on the use of Archie's law. To avoid the use of this relationship, which seems to be inappropriate for heterogeneous media such as waste, we found relevant to use the infiltration shape obtained on the ERT results to constrain hydrodynamic models.Thus, the aim of this thesis is to improve the understanding of leachate flow by proposing a constraint method of hydrodynamic models using the infiltration shape extracted from ERT measurements.This thesis was divided into three successive steps corresponding to each part of the manuscript. The first part corresponds to a bibliographic study concerning the ERT method and hydrodynamic modelling. The second part aimed at proposing an interpretation methodology to delimitate an infiltration area from the ERT measurements. The third part allowed us to develop a constraint method of hydrodynamic models using the infiltration delimitation obtained from the ERT measurements with the methodology developed in the second part.