L'énergie-bois qui entrent à Kinshasa, arrivent par camion, camionnette, tracteur. Ils proviennent essentiellement des provinces du Bas-Congo et du Bandundu, et ce, par route et/ou par rail. Le transport de ces combustibles est une activité très rémunératrice. Il y a deux types de circuits de distribution de l'énergie-bois. Il s'agit des circuits direct et indirect. Les acteurs de ces circuits sont les producteurs, les grossistes, les détaillants et les consommateurs. Dans la VPK, la répartition des points de vente et des dépôts est inégale. Au fil du temps, une augmentation croissante des prix, qui entraîne de sérieux problèmes de survie pour certains ménages, est enregistrée. Le dépositaire et les détaillants en tirent un revenu moyen mensuel supérieur à celui des hauts fonctionnaires de l'administration publique de la RDC. Dans la VPK, presque tous les habitants consomment le charbon de bois (CB); une personne brûle 33 kg de bois de chauffe (BC) par mois et 11 kg de CB par mois, ce qui engendre des problèmes de survie dans les ménages. Les besoins en combustibles ligneux sont de 4 000 000 et 1 320 000 tonnes respectivement de BC et de CB dans la VPK. Cette consommation, nous la qualifions d'hécatombe écologique car le déboisement provoqué par les besoins annuels en combustible ligneux à Kinshasa sont très élevés soit 40 907 666 tonnes de BC et 1 320 000 tonnes de CB. Ces besoins engendrent une dégradation annuelle de formations végétales qui correspondrait aux données suivantes : concernant le BC, la forêt claire, la forêt claire muhuluteuse, la forêt dense sèche sont déboisées annuellement, respectivement de 204,5 km2, 272,7 km2 et 511,3 km2; et pour le CB la déforestation annuelle est de 485,2 km2 de forêt claire, une superficie équivalente pour la forêt claire muhuluteuse et 942,8 km2 de forêt dense. La forêt dégradée, quant à elle, est amputée annuellement de 58 439 ha pour les besoins en BC et de 18 857 ha pour les besoins en CB. En réalité de tels rythmes annuels représenteraient rapidement une catastrophe pour les écosystèmes forestiers de la région de Kinshasa et ceux du Bas-Congo et de Bandundu qui, d'ailleurs, subissent déjà cette agression de manière croissante depuis plus d'un siècle. Mais hélas, sans aucun programme de suivi et de soutien à l'aménagement forestier, il est quasi impossible de contrer ou de réduire la vitesse avec laquelle se fait le déboisement de la ceinture verte de Kinshasa ainsi que des régions environnantes. La croissance chaotique de la ville de Kinshasa et le processus d'occupation des sols se font d'une manière anarchique, incontrôlée et sans normes urbanistiques. La ville a explosé et s'est étalée vite. Les constructions occupent non seulement la plaine, les vallées et lits des cours d'eau, mais aussi les versants et sommets des collines en y enlevant la couverture végétale. Outre cet aspect, la ville a son système d'égout détruit et est déficiente du point de vue des infrastructures. Cette situation engendre non seulement des inondations le long des cours d'eau dans la ville, mais aussi l’érosion et l'ensablement de lits de rivières. Plusieurs études et reportages confirment qu'il ya plus de 600 têtes de ravins qui cisaillent la capitale de la RDC. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Combustibles ligneux, charbon de bois, bois de chauffage, déforestation

L'Amazonie brésilienne a connu une importante et rapide modification de l'exploitation de sa forêt dans les 40 dernières années. La région du fleuve Tapajós dans l'état du Pará est un front majeur de colonisation et connaît des taux de déboisement de grande ampleur. Les superficies forestières sont réduites, de même que morcelées par la pratique de l'agriculture sur brûlis. La dégradation de l'environnement se traduit par certains problèmes de santé humaine, notamment l'exposition au mercure (Hg) par la consommation abondante de poissons. Les activités anthropiques en bordure du fleuve accentuent l'érosion des sols et libèrent le Hg naturellement présent dans les sols. Du côté aquatique, des concentrations importantes de Hg sont enregistrées dans les poissons et dans les sédiments. Comme la matière organique terrigène (MOT) est un substrat de transport de ce métal, la connaissance des mouvements de MOT peut s'avérer un outil précieux dans la compréhension de la dynamique de ce polluant diffus affectant la santé humaine et celle des écosystèmes. Afin de comprendre le devenir de la MOT depuis le milieu terrestre jusque dans le milieu aquatique et ce en fonction de l'utilisation du territoire, les biomarqueurs de la lignine ont été employés comme traceurs. Une première étape de recherche a été de décrire la MOT en fonction de la composition en phénols de la lignine par l'étude d'échantillons de végétaux dominants et d'échantillons de différents horizons de sol pour chaque utilisation du territoire (forêt, jachère, agriculture pâturage). De nouveaux indicateurs de milieux boisés et déboisés ont pu être définis de même que des indicateurs propres au milieu tropical amazonien. Dans un deuxième temps, les connaissances sur la nature et la quantité de MOT ont été combinées à celles de la MOT du milieu aquatique. Pour ce faire, des échantillons de matière particulaire en suspension et de sédiments récoltés dans trois bassins versants ont été analysés. En combinant les analyses de biomarqueurs avec des systèmes d'information géographique (SIG) pour analyser les caractéristiques des bassins versants et avec la datation des carottes de sédiments, il a été possible de dresser un portrait des transferts de MOT en fonction du temps et en fonction des bassins versants. Principalement, il y a plus d'apports de MOT au système aquatique dans les sédiments récents, peu importe le bassin versant. La nature de cette matière organique correspond à la signature ligneuse des pâturages, démontrant l'influence des milieux déboisés sur le milieu aquatique. La datation des carottes a permis l'association de la vague de déboisement aux changements récents des quantités et qualités de MOT retrouvée dans le milieu aquatique. Au niveau spatial, les travaux identifient des composantes précises de l'occupation du territoire et des caractéristiques des bassins versants associées aux apports de MOT. Cette étude contribue au renouvellement des connaissances fondamentales géochimiques du milieu tropical tout en permettant de mesurer l'impact de l'occupation récente du territoire amazonien sur les cycles de la matière organique. La détérioration subséquente des milieux aquatiques par la présence de Hg, l'eutrophisation et la production possible de gaz à effet de serre dans les plans d'eau pourrait ainsi être mieux encadrée et restreinte par des actions visant à contenir les mouvements de la matière organique dans la région. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Déforestation, MOT, Biomarqueurs de la lignine, 210Pb, Sols, Sédiments.

L'exportation d'importantes quantités de biomasse hors des écosystèmes forestiers peut réduire leurs réserves en nutriments et diminuer la fertilité des sols. Afin d'assurer le maintien de la productivité des stations forestières, le développement des critères relatifs aux choix des sites à récolter est primordial. Ce travail fait partie d'une étude plus large visant à étudier la vulnérabilité des stations forestières à l'exportation de biomasse. Nous nous intéressons à l'incidence de la récolte de biomasse forestière sur le statut nutritif des sols et sur la croissance de la régénération au cours des 14 premières années suivant la coupe en fonction de la fertilité initiale du sol. L'étude s'est déroulée dans la forêt boréale du Québec, en Abitibi-Témiscamingue. Au total, 117 sites couvrant deux procédés de récolte (par troncs seulement et par arbres entiers), trois types de dépôt de surface (argiles et limons lacustres, till et sables) et deux espèces (épinette noire et pin gris) ont été échantillonnés. Les données regroupent aussi deux périodes de coupe soit 7 à 9 et 13 à 14 ans après récolte. Dans chaque site, quatre placettes d'une superficie de 100 m2 ont été localisées. À l'intérieur de chaque placette, les tiges d'essences commerciales ont été dénombrées et la hauteur totale de trois arbres dominants par essence présente a été mesurée. Sur ces mêmes arbres, les aiguilles ont été récoltées afin d'en mesurer la composition en éléments nutritifs. Deux échantillons de la couverture morte et du sol minéral ont été prélevés par placette. Des modèles linéaires mixtes ont été appliqués aux données. Nos résultats montrent une quantité significativement plus faible de la matière organique des horizons supérieurs du sol à la suite de la récolte par arbres entiers, indépendamment du dépôt de surface et de la période après coupe. Cette réduction se reflète aussi dans les réserves du carbone et d'azote de la couverture moite et les concentrations en C du sol minéral. Les concentrations en cations basiques des deux horizons du sol sont plus importantes dans les sites de récolte par arbres entiers pour la période de 13-14 ans après coupe. Ces différences sont en partie liées à la richesse initiale plus élevée des argiles et limons lacustres et des tills récoltés par arbres entiers. Sur les sites récoltés 7 à 9 ans avant l'étude, les résultats montrent des réserves plus faibles en cations basiques, mais variables d'un dépôt à l'autre. Les relations entre les réserves en cations basiques du sol et la croissance des arbres sont faibles. Pour la période 13-14 ans après coupe, la hauteur du pin gris est moins élevée sur les sites récoltés par arbres entiers qui sont caractérisés par des réserves plus élevées en cations basiques. Par contre, l'épinette noire n'affiche aucune différence de croissance en hauteur entre les procédés. Pour la période 7 à 9 ans après coupe, la croissance en hauteur du pin gris sur les sites récoltés par arbres entiers est moindre que celle observée sur les sites récoltés par troncs seulement. Les concentrations foliaires en nutriments et le rapport (Ca+Mg+K)/Al de la couverture morte montrent une sensibilité meilleure à l'intensité d'exportation de biomasse que les concentrations en cations basiques. Une meilleure caractérisation de la minéralogie des argiles et limons glaciolacustres de la région d'étude s'impose afin de mieux caractériser les différences initiales des sites. Pour le suivi nutritionnel des stations forestières, le potentiel des indicateurs foliaires demande d'être exploré plus intensivement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : exportation de biomasse forestière, fertilité du sol, nutrition foliaire, croissance.

De multiples analyses géochimiques (isotopes du carbone et du soufre, spéciation du fer, contenu en carbone et soufre dans le sédiment et éléments traces) ont été effectuées pour étudier les influences environnementales sur la diversification de la faune d'Édiacara (~570 Ma), à l'Ordovicien inférieur et moyen (~470 Ma), aux extinctions de masse de l'Ordovicen (~445 Ma) et de la limite Permien-Trias (~251 Ma). Les enregistrements haute-résolution de o13 Cet de o13 C org d'une section provenant de Honghuayuan (Sud de la Chine) ont montré une élévation de +8%o du o13 C dans le Floian de l'Ordovicien. Cela implique une hausse du taux d'enfouissement de la matière organique pendant la première partie de l'Ordovicien récent qui aurait pu contribuer au refroidissement climatique et déclencher cet évènement. Les deux valeurs positives du o13Corg correspondent aux deux pulses de l'extinction de masse de l'Ordovicien. Cela implique des changements dans le cycle biogéochimique du carbone qui sont associés à ['extinction de masse de l'Ordovicien. Les valeurs élevées de o34S de la pyrite, le bref passage à des valeurs négatives du o34S de 20%o, associés à un ralentissement de la glaciation traduiraient des conditions anoxiques dans l'océan profond pendant la période hirnantienne. Ces conditions anoxiques pourraient avoir pris part à l'extinction de masse à la fin de l'Ordovicien dans le Sud de la Chine et probablement ailleurs. La spéciation des isotopes du Fe et du S, les données de pyrite provenant de la formation de Sheepbed (Canada) et de Doushantuo (Chine) ont suggéré que J'oxygénation progressive des eaux de fond pourrait avoir permis l'apparition burtale des animaux au début de l'Édiacarien et avoir déclenché leur diversification.. Les données isotopiques de C et S, à la limite Pr-T de Nhi Tao (Vietnam), exposent un appauvrissement en 34S, des valeurs négatives du o13 C des carbonates, et une variation positive significative entre les horizons pyriteux (proxy : [S]py et o34Spy) et o13 C de carbonate (10-20 cm). Ces données isotopiques suggèrent que la remontée des eaux profondes anoxiques pourrait avoir servie comme mécanisme de déclenchement pour l'extinction de masse du Permien. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : diversification, extinction de masse, isotope du carbone, isotope du soufre, spéciation du Fe, procédé de refroidissement, oxique, anoxique

Les aménagements hydro-agricoles constituent un moyen d'accroître le rendement agricole et d'assurer ainsi la sécurité alimentaire des populations. Cependant ces aménagements contribuent dans bien des cas à une détérioration du milieu biophysique car les politiques n'intègrent pas souvent une meilleure gestion environnementale. Ce constat de dégradation environnementale est aujourd'hui perceptible à l'Office du Niger qui est notre zone d'étude : - L'afflux massif de nouveaux colons entraînant un taux de croissance (3,2%); - La présence de maladies hydriques (50% d'enfants touchés par le paludisme et 80% qui développent la bilharziose urinaire); - La gestion des parcours est rendue difficile (les capacités de charge sont passées de 8 ha/UBT en 1985 à 5 ha/UBT depuis 1990); - Environ 43% d'eau arrive au niveau des parcelles alors que la norme est de 60%. Même si les impacts ne sont pas de grande ampleur sur la qualité des sols, la salinisation se manifeste dans la zone de Molodo. La nappe phréatique est aujourd'hui remontée à 3 m. La pression sur la ressource ligneuse, fait qu'à brève échéance il serait difficile de trouver du bois. Cela nous a amené à nous questionner sur la durabilité de ces aménagements. Les questions de fonds sont : quelles méthodes et outils utilisés pour concevoir un modèle optimal de l'utilisation des terres? Quels sont les principaux paramètres environnementaux pertinents pour le modèle? Quels sont les scénarios qui minimisent les impacts environnementaux? L'objectif de la recherche vise à construire des scénarios durables pour aider à la prise de décision en matière d'aménagement agricoles. L'organigramme méthodologique met en avant l'extraction d'indicateurs et de paramètres environnementaux été intégrées à un modèle d'optimisation. L'analyse de l'occupation du sol indique une réduction de la couverture végétale, les populations se préoccupent plus du maintien de la productivité des sols, mais font également le constat de la persistance des maladies. D'autres parts, elles n'ont pas conscience du gaspillage de la ressource eau et la gestion des parcours a plus d'ampleur à Boky Wéré, lieu des animaux transhumants. L'évaluation des indicateurs pédologiques démontrent que les aménagements influent peu sur la qualité des sols. Le modèle propose trois scénarios (actuel, intensif et durable). Les scénarios simulés n'indiquent pas de développement durable mais un développement à impact moindre pour le scénario durable car l'indice global n'est stable pour aucun des scénarios. Notre approche de modélisation apporte une autre vision pour la gestion des problèmes environnementaux des aménagements hydro-agricoles. Elle a ses limites car elle n'a pas la possibilité de simuler tous les paramètres notamment certains indicateurs pédologiques dont les données sont par nature discontinues dans l'espace et le temps. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : aménagements hydro-agricoles, indicateurs environnementaux, changement dans l'occupation du sol, paramètres physicochimiques des sols, scénarios optimaux.

Les rivières et ruisseaux, particulièrement dans la zone boréale, sont reconnus comme étant des sources importantes de dioxyde de carbone (CO2) vers l'atmosphère. Toutefois, leur contribution aux émissions de méthane (CH4) a été peu explorée et la sensibilité de ces émissions fluviales de gaz à effet de serre (GES) face aux changements climatiques n'a pas encore été déterminée. Dans cette étude, nous quantifions les émissions fluviales de CO2 et de CH4 à l'échelle régionale dans deux régions de la plaine boréale québécoise. Nous explorons par la suite la réaction potentielle de ces émissions face à divers scénarios prédits de changements climatiques. Toutes les rivières étaient largement sursaturées en CO2 (de 1.5 à 33 fois) et en CH4 (de 13 à 16 000 fois) par rapport à l'atmosphère et les émissions de CH4 contribuaient à 33% des émissions annuelles de GES. Des modèles empiriques régionaux ont par la suite démontré que l'augmentation prédite de température et de vélocité de l'eau, ainsi que de la concentration en carbone organique dissout (COD), pourront mener à une augmentation significative des émissions fluviale de GES, principalement causée par une hausse marquée des émissions de CH4. Contrairement aux paradigmes actuels, nous avons démontré que les réseaux fluviaux de la zone boréale agissent comme des sources importantes de CH4 vers l'atmosphère, lesquelles risquent d'être amplifiées sous l'effet du réchauffement climatique global. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Dioxyde de carbone, méthane, gaz à effets de serre, concentration, flux, émission, rivières, ruisseaux, réseaux fluviaux, réchauffement et changements climatiques.

Les activités humaines ont des impacts négatifs pour plusieurs espèces animales. Le caribou (Rangifer tarandus), notamment, semble particulièrement sensible au dérangement provoqué par les structures linéaires d'origine anthropique. Cette étude a évalué les impacts des routes sur le comportement et la survie du caribou forestier de Charlevoix (Québec, Canada), une population isolée géographiquement dont l'effectif est estimé à moins de 80 individus. L'étude est basée sur un suivi télémétrique de 8 ans (2004-2011) durant lequel 59 individus différents ont été équipés de colliers GPS. Le premier chapitre évalue les impacts des routes sur le comportement de sélection d'habitat du caribou forestier. Les analyses effectuées contrastent l'effet respectif des classes de végétation, de la topographie et des routes sur la sélection d'habitat du caribou forestier à diverses échelles spatio-temporelles. Chaque variable a été mesurée à plusieurs échelles spatiales, soit localement et dans des zones de 1, 2, 4 et 8 km de rayon autour des localisations télémétriques. Un seuil de distance de l'effet des routes sur le comportement du caribou forestier a été déterminé, soit jusqu'à 0,75 km pour les chemins forestiers secondaires et 1,25 km pour les routes pavées et les chemins forestiers primaires. L'échelle spatiale la plus pertinente pour expliquer la sélection d'habitat du caribou forestier variait selon les saisons pour une variable donnée, et entre les variables pour une saison donnée. Ces résultats soulignent l'importance d'inclure des variables décrivant le contexte paysager en plus des variables locales, ainsi que de considérer des modèles de sélection d'habitat spécifiques à chaque saison biologique, afin d'étudier les effets des ressources et des contraintes sur la sélection d'habitat des animaux sauvages. Le deuxième chapitre explore l'hypothèse voulant que la force de l'évitement d'un animal envers une infrastructure humaine dépende de l'intensité du dérangement provoqué par cette infrastructure. L'étude évalue les réactions comportementales du caribou forestier par rapport à la route 175, une route ayant subi des modifications importantes entre 2006 et 2010 pour passer à un gabarit autoroutier. Les déplacements, la sélection d'habitat ainsi que la distribution des caribous forestiers ont été évalués avant, pendant et après l'élargissement de la route, à plusieurs échelles spatiales. Les caribous forestiers ont évité la route durant toute la durée de l'étude, mais une plus faible proportion de localisations de caribous forestiers se retrouvait dans une zone de 5000 m de part et d'autre de la route pendant et après les travaux de réfection, par rapport à avant. À l'intérieur de cette zone, les caribous forestiers ont évité toutes les classes de végétation, même celles qu'ils sélectionnaient à l'échelle de leur domaine vital. Leur taux de déplacement était plus élevé à proximité de la route, particulièrement lorsque la densité de trafic était élevée. Ces résultats supportent l'hypothèse que l'évitement des routes par les animaux peut être relié à l'intensité du dérangement. Le troisième chapitre évalue l'influence des routes et des coupes forestières sur la performance individuelle des grandes proies. Cette étude relie le comportement de sélection d'habitat des caribous forestiers adultes à leur probabilité de mourir par prédation, ainsi qu'à des indices de leur succès reproducteur et de leurs dépenses énergétiques. À large échelle, la survie des caribous forestiers était affectée par la densité de routes et par la proportion des perturbations récentes présentes dans leur domaine vital annuel. À plus fine échelle, durant la période précédant directement la mort des individus (10 à 15 jours), les individus qui sont morts par prédation ont sélectionné davantage les perturbations récentes et ont évité les peuplements de résineux matures, contrairement aux individus qui ont survécu. Ces résultats supportent l'hypothèse que les activités et infrastructures humaines peuvent influencer négativement des traits liés à la valeur adaptative des grandes proies vivant dans des milieux fragmentés, notamment en augmentant le risque de prédation sur les individus adultes. Cette thèse se termine par une description détaillée des impacts des routes sur le caribou forestier à plusieurs échelles biologiques. Bien que les chercheurs s'intéressent de plus en plus à l'écologie routière et à l'étude des impacts cumulés sur la faune terrestre, il demeure primordial d'aborder les questions qui permettront de réduire les impacts négatifs des routes sur la dynamique des populations de caribou forestier afin d'assurer leur conservation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : dérangement anthropique, écologie routière, Rangifer tarandus caribou, sélection d'habitat

La qualité de présentation d'une pomme de terre de consommation, Solanum tuberosum L., commercialisée en produit frais est devenue une exigence et un enjeu économique significatif dans les relations commerciales. Compte tenu du mode de reproduction par voie végétative de cette espèce, ces exigences sont également imposées au tubercule de semence. Organe de réserve et de propagation, le tubercule est produit sous terre, ce qui l'expose aux microorganismes telluriques et le rend potentiellement porteur d'altérations superficielles dont l'origine n'est pas encore clairement identifiée pour certaines d'entre elles. L'objectif de ce travail est de recenser et de caractériser ces altérations superficielles du tubercule et d'en déterminer les causes. Après l'établissement d'une nomenclature et d'une classification consensuelles des défauts observables sur tubercule, deux hypothèses ont été formulées et testées: (1) les défauts sont d'origine pathogène et/ou (2) ils résultent d'une réponse de la plante à des stress environnementaux. L'évaluation de la première hypothèse a mené à l'identification d'une grande diversité de microorganismes vivant à la surface des tubercules altérés. Leur pouvoir pathogène a été testé par une série de tests biologiques. Ceux-ci ont permis de reproduire les défauts sur des tubercules néoformés et de vérifier les postulats de Koch pour le champignon Rhizoctonia solani responsable de la formation de sclérotes. Pour bon nombre d'autres défauts visuels, aucune relation claire entre un microorganisme et une altération n'a pu être établie. Une étude de la structure des communautés microbiennes de la géocaulosphère de tubercules, altérés ou non, a démontré que les communautés fongiques et bactériennes se comportaient selon des dynamiques différentes au cours de la culture et en fonction de l'état sanitaire du tubercule de semence mais aucune relation de causalité n'a pu être mise en évidence. Il a par contre été noté une augmentation de la population de R. solani autour des tubercules altérés. La diversité des isolats d'origine française et européenne associés aux altérations des tubercules a donc été caractérisée. Elle révèle l'existence de relations phylogénétiques indépendantes de l'origine géographique et du cultivar hôte et suggère l'existence de d'événements génétiques fréquents et d'un brassage génétique entre les populations de R. solani. Le test de la seconde hypothèse a consisté à rechercher une implication potentielle de différents facteurs abiotiques dans la formation des altérations superficielles. L'analyse d'une enquête menée auprès d'agriculteurs a mis en évidence l'implication du pH, de certaines pratiques culturales, de la sensibilité de cultivars et de conditions météorologiques particulières dans l'occurrence de certains défauts. Ce travail a permis de clarifier la nomenclature des altérations, de confirmer l'implication de R. solani dans l'apparition de certaines d'entre elles et d'envisager de nouvelles hypothèses quant à la formation de défauts suite à une réponse de la plante à un stress environnemental. Ainsi, une voie a été ouverte vers la résolution de la problématique posée par toute une filière professionnelle, responsable de la mise en marché d'un produit frais de grande consommation, et répondant aux exigences du marché en matière de présentation, qualité culinaire et, mode de production respectueux de l'environnement.

Les liquides ioniques sont des composés uniquement constitués d'ions souvent volumineux, asymétriques et flexibles. Ils possèdent des températures de fusion basses, typiquement au-dessous de 100°C. Ils sont considérés comme des solvants prometteurs pour une chimie durable du fait, notamment, de leur tension de vapeur négligeable. Ils présentent d'autres propriétés intéressantes : grande stabilité thermique, pression de vapeur quasiment nulle, non-inflammabilité, propriétés modulables par changement de l'anion ou du cation, etc. Ils sont classiquement organisés par familles, en fonction de la structure chimique de leur cation : imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium, etc. Leurs domaines d'application sont très variés : synthèse, catalyse, séparation et extraction. Cependant, l'utilisation des liquides ioniques à l'échelle industrielle est encore limitée par manque de connaissances fondamentales et par l'absence de données fiables sur leurs propriétés, leur devenir et leur impact environnementaux. La toxicité des liquides ioniques a récemment été démontrée ainsi qu'une résistance à la biodégradation. Dans ce contexte et en vue du développement à grande échelle de l'utilisation de ces composés, la recherche de liquides ioniques à faible impact environnemental (moins toxiques, facilement biodégradables) devient essentielle. L'introduction dans les chaînes latérales alkyles des imidazolium et pyridinium de groupements fonctionnels oxygenés, qui peuvent être reconnus par des enzymes (ex. esters, éthers, alcools terminaux), a grandement amélioré leur biodégradabilité. En même temps, il est important de garantir que la présence de ces groupements n'affecte pas les propriétés physico-chimiques des liquides ioniques requises pour un usage spécifique dans des procédés chimiques. Dans ce projet de doctorat, nous avons sélectionné divers liquides ioniques basés sur les cations imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium et ammonium, avec ou sans groupements fonctionnels (alcool/ester/éther) et avec trois types d'anions, comme cibles d'étude. L'objectif était d'examiner si les modifications de structures peuvent effectivement baisser leur impact environnemental tout en gardant leurs propriétés intéressantes pour des applications industrielles. Dans un premier temps, nous avons étudié plusieurs propriétés physico-chimiques importantes pour des applications ultérieures et/ou indicatrices de leur impact environnemental : les propriétés volumiques, la viscosité, la solubilité de gaz, la solubilité dans l'eau, le coefficient de partage octanol-eau et le coefficient de diffusion dans l'eau. Dans un deuxième temps, nous avons étudié leur impact environnemental par la mesure de la toxicité sur quatre microorganismes différents et l'étude de leur biodégradation en présence de souches pures de bactéries. En complément, nous avons essayé de trouver des modèles basés sur les informations structurales pour estimer certaines propriétés. L'insertion de groupements oxygénés sur la chaîne alkyle des cations ne change pas significativement les propriétés volumiques ; ni le coefficient de diffusion dans l'eau. Les propriétés de solvatation des liquides ioniques basés sur des cations imidazolium et ammonium ne sont pas modifiées significativement, mais celles des pyridinium sont réduites, à cause d'une contribution entropique défavorable à l'énergie de Gibbs de solvatation. La présence de groupements oxygénés dans la chaîne alkyle du cation augmente la viscosité d'un ordre de grandeur comparativement aux liquides ioniques sans groupements oxygénés. Dans le cas de l'anion octylsulfate la viscosité augmente de deux ordres de grandeur. La présence de groupements oxygénés augmente la biodégradabilité des liquides ioniques. La présence de groupements esters rend les liquides ioniques plus sensibles à l' hydrolyse dans les conditions abiotiques et biotiques, toutefois le noyau imidazolium n'en devient pas biodégradable pour autant. L'introduction de groupements oxygénés augmente la solubilité dans l'eau, diminue la valeur du coefficient de partage octanol-eau et entraine une baisse de la toxicité ce qui signifie que ces liquides ioniques présentent un plus faible impact environnemental.

Dans l'environnement, l'évolution contemporaine des organismes vivants est de plus en plus dépendante des perturbations d'origine anthropique. En particulier, la pollution amplifie l'intensité ou la quantité des pressions de sélection auxquelles sont soumises les populations. Or ces changements peuvent avoir des effets négatifs sur la vie, la reproduction et la croissance des individus. La démographie des populations peut aussi être affectée, tout comme au cours des générations, les caractéristiques phénotypiques et génétiques de ces populations. Ainsi en réponse aux pressions de sélection, des changements microévolutifs sont susceptibles de se manifester. Mais ces phénomènes entraînent en parallèle la mise en place de coûts adaptatifs. Par exemple, une réduction de la diversité génétique d'une population induit une diminution du potentiel adaptatif face à d'autres contraintes. Ceci peut fragiliser le maintien de populations vivant dans des environnements toujours plus changeants, notamment avec l'accroissement des activités humaines. Dans une démarche d'évaluation des risques écologiques, il ne suffit donc plus d'étudier les mécanismes d'action et les effets néfastes immédiats des polluants sur les organismes vivants. Il est également nécessaire de développer nos connaissances sur l'évolution des populations en milieu pollué, et plus globalement en milieu stressant. Dans ce contexte, cette étude vise à déterminer les réponses microévolutives de populations d'un organisme modèle, Caenorhabditis elegans, exposées à des stress environnementaux et à mesurer les coûts adaptatifs de ces microévolutions. Ces populations ont été exposées expérimentalement, durant 22 générations, à une forte concentration en uranium, en chlorure de sodium ou à une alternance de ces deux polluants. L'analyse des modifications phénotypiques et génétiques observées, au travers des mesures de traits d'histoire de vie, a été accomplie grâce à plusieurs techniques de génétique quantitative. Nous avons notamment mis en évidence une différentiation génétique des populations exposées, associée à augmentation de la résistance, au cours du temps. La vitesse des réponses évolutives était dépendante des conditions d'exposition et de leurs effets sur l'expression de la structure génétique des traits (matrice G). Ces phénomènes microévolutifs ont pu être reliés à des coûts adaptatifs, tels qu'une réduction de la fertilité, dans de nouveaux environnements stressants (ex : augmentation de la température) ou en l'absence de stress. Ainsi, même après plusieurs générations sans la présence de polluant, les populations adaptées voient leur fragilité augmenter par rapport à des populations non adaptées. Toutefois, nous n'avons pas identifié de coûts supplémentaires pour les populations adaptées à l'environnement d'alternance par rapport à celles adaptées à une pollution constante. Ce projet nous a permis de mieux identifier comment une exposition à un ou deux polluants peut affecter la réponse évolutive de populations de C. elegans et d'évaluer les conséquences sur leur sensibilité aux conditions environnementales. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : évolution expérimentale, génétique quantitative, coûts adaptatifs, stress environnementaux, traits d'histoire de vie, structure génétique, adaptation locale, évolution du généralisme, Caenorhabditis elegans, pollution, uranium