La formation des gisements métallogéniques en général et uranifères en particulier, dans les bassins paléoprotérozoïques, dépend de la migration des fluides riches en divers éléments (U, Cu, Fe, etc.). L’objet de cette thèse a été de définir le contexte tectonique, sédimentologique et diagénétique associées aux gisements bitume--‐uranium du bassin de Franceville. L’étude tectonique réalisée met en évidence des failles de transfert N180--‐170, héritées de la tectonique archéenne et des failles normales longitudinales N110--‐120. Ces deux familles de failles compartimentent le bassin de Franceville en plusieurs sous--‐bassins de subsidence variable. Les failles longitudinales N110--‐120° contrôlent la mise en place d’anticlinaux de mur et des synclinaux de toit synsédimentaires (i.e. discordances progressives). Les gisements d’uranium du bassin de Franceville, se localisent au niveau des anticlinaux de mur des failles normales. L’étude sédimentologique du bassin caractérise la distribution spatiale des paléoenvironnements de dépôt. Quatre grands environnements de dépôts sont respectivement mis en évidence : fluviatile (formation FA inferieur), deltaïque (formation FA moyen), tidal (formation FA Supérieur) et marin profond (formation FB). La distribution des facies sédimentaires à la transition FA--‐FB est responsable de la mise en place de barrières de perméabilité. Les barrières de perméabilité sont responsables de l’augmentation de la pression fluide, qui favorise la mise en place des structures de surpression fluide (dykes, stylolites, veines de quartz), au voisinage des anticlinaux de mur contrôlés par les failles normales. Les différences de pression dans le bassin favorisent la migration des fluides uranifères et des hydrocarbures, des zones profondes du bassin vers les anticlinaux de mur. Les structures de fracturation hydraulique vont contrôler la mise en place des bitumes et des minéralisations d’uranium associées. / Metallogenic deposits within paleproterozoic basins depend on generation and migration of fluids. The aim of this study is to provide a better understanding of tectonic, sedimentological and diagenetic setting of the uranium deposits in the Franceville basin and to characterize hydraulic fracturing impact on fluid migration processes in sandstone reservoirs.Tectonic study define the N180-170° transfer faults, associated with Archean tectonic and the N110-120° longitudinal normal faults. These two fault directions split the Franceville basin into small sub-basins. The longitudinal normal faults are associated with footwall anticlines and hanging wall synclines. The uranium deposits of Franceville basin are located in footwall anticlines of longitudinal normal faults.Sedimentological analysis allows to describe four depositional environments: Fluvial (lower FA), deltaic (middle FA), tidal (upper FA), and open marine environments (FB). Facies distribution in the FA-FB transition promotes the establishment of permeability barriers. These latter are responsible of the increase in fluid pressure and of the formation of fluid pressure structures (dykes, stylolites, quartz veins), in footwall anticlines of longitudinal normal faults. Increase in fluid pressure allows the migration of uranium-fluids, and hydrocarbon from the deep basin to the footwall anticline. Hydraulic fracturing processes lead the precipitation of uranium mineralization, associated with bitumen, in microfractures.

Cette thèse porte sur la résolution numérique du modèle multi-dimensionnel d'écoulement cisaillé en eau peu profonde. Dans le cas d'un mouvement unidimensionnel, ces équations coïncident avec les équations de la dynamique de gaz pour un choix particulier de l'équation d'état. Dans le cas multi-dimensionnel, le système est complètement différent du modèle de la dynamique de gaz. Il s'agit d'un système EDP hyperbolique 2D non-conservatif qui rappelle un modèle de turbulence barotrope. Le modèle comporte trois types d'ondes correspondant à la propagation des ondes de surface, des ondes de cisaillement et à celle de la discontinuité de contact. Nous présentons dans le cas 2D un schéma numérique basé sur une nouvelle approche de ``splitting" pour les systèmes d'équations non-conservatives. Chaque sous-système ne contient qu'une seule famille d'ondes: ondes de surface ou ondes de cisaillement, et discontinuité de contact. La précision d'une telle approche est testée sur des solutions exactes 2D décrivant l'écoulement lorsque la vitesse est linéaire par rapport aux variables spatiales, ainsi que sur des solutions décrivant des trains de rouleaux 1D. Finalement, nous modélisons un ressaut hydraulique circulaire formé dans un écoulement convergent radial d'eau. Les résultats numériques obtenus sont clairement similaires à ceux obtenus expérimentalement: oscillations du ressaut et son rotation avec formation du point singulier. L'ensemble des validations proposées dans ce manuscrit démontre les aptitudes du modèle et de la méthode numérique pour la résolution des problèmes complexes d'écoulements cisaillés en eau peu profonde multidimensionnels. / This thesis is devoted to the numerical modelling of multi-dimensional shear shallow water flows. In 1D case, the corresponding equations coincide with the equations describing non--isentropic gas flows with a special equation of state. However, in the multi-D case, the system differs significantly from the gas dynamics model. This is a 2D hyperbolic non-conservative system of equations which is reminiscent of a generic Reynolds averaged model of barotropic turbulent flows. The model has three families of characteristics corresponding to the propagation of surface waves, shear waves and average flow (contact characteristics). First, we show the ability of the one-dimensional conservative shear shallow water model to predict the formation of roll-waves from unstable initial data. The stability of roll waves is also studied.Second, we present in 2D case a new numerical scheme based on a splitting approach for non-conservative systems of equations. Each split subsystem contains only one family of waves (either surface or shear waves) and contact characteristics. The accuracy of such an approach is tested on exact 2D solutions describing the flow where the velocity is linear with respect to the space variables, and on the solutions describing 1D roll waves. Finally, we model a circular hydraulic jump formed in a convergent radial flow of water. Obtained numerical results are qualitatively similar to those observed experimentally: oscillation of the hydraulic jump and its rotation with formation of a singular point. These validations demonstrate the capability of the model and numerical method to solve challenging multi--dimensional problems of shear shallow water flows.

La conception du coeur d’un réacteur nucléaire est fortement multidisciplinaire (neutronique, thermo-hydraulique, thermomécanique du combustible, physique du cycle, etc.). Le problème est aussi de type multi-objectif (plusieurs performances) à grand nombre de dimensions (plusieurs dizaines de paramètres de conception).Les codes de calculs déterministes utilisés traditionnellement pour la caractérisation des coeurs demandant d’importantes ressources informatiques, l’approche de conception classique rend difficile l’exploration et l’optimisation de nouveaux concepts innovants. Afin de pallier ces difficultés, une nouvelle méthodologie a été développée lors de ces travaux de thèse. Ces travaux sont basés sur la mise en oeuvre et la validation de schémas de calculs neutronique et thermo-hydraulique pour disposer d’un outil de caractérisation d’un coeur de réacteur à neutrons rapides à caloporteur sodium tant du point de vue des performances neutroniques que de son comportement en transitoires accidentels.La méthodologie mise en oeuvre s’appuie sur la construction de modèles de substitution (ou métamodèles) aptes à remplacer la chaîne de calcul neutronique et thermo-hydraulique. Des méthodes mathématiques avancées pour la planification d’expériences, la construction et la validation des métamodèles permettent de remplacer cette chaîne de calcul par des modèles de régression au pouvoir de prédiction élevé.La méthode est appliquée à un concept innovant de coeur à Faible coefficient de Vidange sur un très large domaine d’étude, et à son comportement lors de transitoires thermo-hydrauliques non protégés pouvant amener à des situations incidentelles, voire accidentelles. Des analyses globales de sensibilité permettent d’identifier les paramètres de conception influents sur la conception du coeur et son comportement en transitoire. Des optimisations multicritères conduisent à des nouvelles configurations dont les performances sont parfois significativement améliorées. La validation des résultats produits au cours de ces travaux de thèse démontre la pertinence de la méthode au stade de la préconception d’un coeur de réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium. / Nuclear reactor core design is a highly multidisciplinary task where neutronics, thermal-hydraulics, fuel thermo-mechanics and fuel cycle are involved. The problem is moreover multi-objective (several performances) and highly dimensional (several tens of design parameters).As the reference deterministic calculation codes for core characterization require important computing resources, the classical design method is not well suited to investigate and optimize new innovative core concepts. To cope with these difficulties, a new methodology has been developed in this thesis. Our work is based on the development and validation of simplified neutronics and thermal-hydraulics calculation schemes allowing the full characterization of Sodium-cooled Fast Reactor core regarding both neutronics performances and behavior during thermal hydraulic dimensioning transients.The developed methodology uses surrogate models (or metamodels) able to replace the neutronics and thermal-hydraulics calculation chain. Advanced mathematical methods for the design of experiment, building and validation of metamodels allows substituting this calculation chain by regression models with high prediction capabilities.The methodology is applied on a very large design space to a challenging core called CFV (French acronym for low void effect core) with a large gain on the sodium void effect. Global sensitivity analysis leads to identify the significant design parameters on the core design and its behavior during unprotected transient which can lead to severe accidents. Multi-objective optimizations lead to alternative core configurations with significantly improved performances. Validation results demonstrate the relevance of the methodology at the predesign stage of a Sodium-cooled Fast Reactor core.

La présente recherche se veut d’être une contribution à la problématique de l’eau et sa relation avec le développement local au niveau du Dir de Béni-Mellal. Le contexte général se résume au fait que la planète terre en général et la zone méditerranéenne en particulier vivent des changements climatiques et subissent les effets du réchauffement de l’atmosphère. Cela se traduit par la fréquence des périodes de sécheresse longues et par des précipitations irrégulières, ainsi qu’une variation évidente d’une année à l’autre. Le territoire de l’Atlas de Beni Mellal connait des périodes successives de sécheresse aussi bien au niveau du Dir qu’au niveau de la région montagneuse. Cela a comme conséquence une diminution des quantités d’eau des sources, sur le plan du Dir et des régions avoisinantes. Par ailleurs, le territoire objet de notre étude connait l’itération des évènements climatiques extrêmes comme les inondations et la sécheresse. Dans ce contexte, et à cause de plusieurs autres raisons, la contribution des ressources en eau dans le développement local se trouve entravée. En effet, la croissance démographique rapide que connait la population, suite à la migration vers le Dir et l’extension urbaine qui en résulte, s’accompagne des problèmes environnementaux graves comme la baisse des taux des terres agricoles dans le Dir et sur la plaine, comme elle s’accompagne aussi d’une une baisse des taux d'activité et d’un accroissement du taux de chômage ainsi que de différents types de pollution. Cette situation ne fait qu’aggraver la crise de l’eau potable, vue la contamination de l'eau de surface et de l'eau souterraine en raison de l’absence de systèmes d’égouts dans la plupart des villes du Dir. En outre, la gestion et l’utilisation des ressources en eau constituent, en elles-mêmes, un véritable obstacle pour une exploitation rationnelle des ressources en eau disponibles. Cela impose le développement des techniques d’irrigation et des méthodes plus efficaces pour diminuer les pertes d’eau et la pollution afin de profiter au maximum des eaux disponibles. Ainsi, il s’avère donc que les ressources en eau sont incapables de jouer leur rôle efficace dans le développement local au niveau du Dir. Nous avons conclu que l’eau ne peut jouer pleinement son rôle de leitmotiv du développement territorial au niveau du Dir sans la réunion d’un ensemble de conditions techniques, organisationnelles, économiques et sociales. / This research study deals with the issue of water contribution to local development in the Dir area. The issue is of a paramount importance today both locally and globally. The world as a whole and the Mediterranean region in particular lives under climate changes and the effects of global warming, with a succession of long periods of drought and irregular rainfalls. On the local level, the successive periods of drought in the Atlas mountainous area have caused a significant decline in the amount of water reserves and resources in the Dir area. The succession of extreme weather conditions such as unusual floods and droughts undermine the contribution of water resources to local development. The alarmingly growing population as a result of emigration towards the Dir area has led to a significant expansion of unstructured and poorly planned urban areas, causing serious environmental problems such as the loss of fertile agricultural land, the expansion of pockets of poverty, and the increase in the number of unemployed people in the Dir area. The contamination of water resources due to the absence of sewage networks in most villages and the ineffective methods of organizing and using water reserves are a real obstacle to development in the Dir area. This requires the implementation of more rational irrigation methods to save existing water resources. All these obstacles make water resources unable to play an effective and leading role in the local development of the Dir area. The provision of technical, social and economic conditions as well as other complementary components can contribute to the development of the Dir area.

Cette thèse a pour objectif d’étudier les aménagements hydrauliques de Termessos en Pisidie dont le site montagneux et isolé est dépourvu de sources, en rassemblant le corpus de toutes les structures explorables, et d’en définir l’intérêt technologique et socio-Historique durant l’époque hellénistique et impériale. Après le dépouillement des sources écrites et de la bibliographie moderne, nous avons effectué une exploration détaillée du terrain. Plusieurs méthodes ont été appliquées au cours des six prospections archéologiques qui ont eu lieu entre 2010 et 2013, telles qu’une étude géophysique par radar à pénétration du sol et une analyse par magnétomètre à vapeur (gradiomètre). Nous avons eu également recours à la collaboration interdisciplinaire avec des spécialistes architectes, géographes, géologues, hydrologues et archéologues. Dans le cadre d’une recherche comparative, de nombreux sites antiques ont été visités en Anatolie, en Grèce, en France et en Espagne afin de mieux appréhender l’évolution du système hydraulique dans différentes conditions géographiques. Suite à ces travaux, 162 structures hydrauliques ont été observées et inventoriées. Nous avons identifié deux nouveaux types de citernes antiques, un barrage bien conservé, un édifice de spectacle et l’unique sanctuaire dédié à Pan découvert en Anatolie jusqu’ici. Nous avons interprété les vestiges de deux constructions comme des établissements thermaux. Force est de constater que face à un milieu naturel hostile, les Termessiens ont romanisé leur ville en effectuant des travaux considérables, leur permettant de couvrir leurs besoins en eau et d’accéder au niveau de vie urbain de l’époque impériale romaine. / The aim of this PhD is not only to focus on Termessos' hydraulic settlement, which has been erected on a sourceless location, but also to examine all explorable structures in order to define their socio-Historical interest and highlight their value to the understanding of hellenistic and roman times. We have started by studying the written sources and by conducting extensive research on site. Different technics have been employed such as georadar technology (Ground Penetration Radar, GPR) and vapour magnetometer (gradiometer) in order to collect data during the six archaeological prospections which took place between 2010 and 2013. Researchers from various disciplines have brought their expertise to this work : architects, geographers, geologists, hydrologists and archaeologists. During this investigation, many ancient sites have been explored in Anatolia, Greece, France and Spain in order to understand the evolution of the hydraulic system with regard to geographical requirements. Followings this, 162 hydraulic structures have been studied and registered. The irrigation and water supply network as well as the sewerage system have been restored. We have discovered two new types of ancient tank, a well preserved water dam, an entertainment building and the only sanctuary dedicated to Pan found in Anatolia so far. The remains of two establishments have been interpreted as thermal baths. Most of all, and despite a challenging natural environment, the Termessians have romanized their city by carrying out great major construction projects allowing them to fulfill their water needs and to celebrate their power.

Dans un contexte de changements climatiques, le stress hydrique et la gestion de l'eau sont considérés comme une contrainte importante pour le secteur agricole. Ainsi la sélection pour la tolérance à la sécheresse est devenue un objectif majeur pour de nombreux programmes de sélection. La vulnérabilité à la cavitation est considérée comme un trait d'intérêt pour la sélection à une sécheresse extrême, en particulier pour les plantes ligneuses. Pourtant, l'étendue de sa variabilité et sa relation avec la tolérance à la sécheresse sont mal documentées à l’échelle intra-spécifique, et en particulier dans les espèces cultivées. Dans cette étude, la variabilité génétique de la vulnérabilité à la cavitation a été étudiée sur trois dispositifs expérimentaux différents avec trois arbres d’intérêt agronomique qui sont menacés par le risque de sécheresse: noyer, hévéa et pommier. Une faible ou aucune, variation de la vulnérabilité à la cavitation a été trouvée dans les espèces étudiées ainsi qu'entre deux espèces de noyers malgré les différences de traits précédemment rapportés. Ces résultats suggèrent une canalisation de la résistance à la cavitation dans les organes critiques (branches, tiges). Chez le pommier, le porte-greffe est soupçonné de provoquer de la plus étroite résistance à la cavitation sur le greffon. Par contre, des différences ont bien étés trouvées sur d’autres traits de réponse à la sécheresse comme la régulation stomatique, la chute des feuilles ou encore la vulnérabilité à la cavitation dans le pétiole. Ainsi, la vulnérabilité à la cavitation des organes critiques n’est pas un paramètre pertinent pour la sélection de la tolérance à la sécheresse, et les programmes de sélection sur les espèces étudiées ne semblent pas avoir affecté ce paramètre. / In a context of climatic changes, drought stress and water management are regarded as one of the most important constraints for agricultural sector. Thus the selection for drought tolerance became a main objective for many breeding programs. Vulnerability to cavitation is considered a trait of interest for the selection for extreme drought stress, especially for woody species. However, the extent of its variability and its relation to drought tolerance are poorly documented on intraspecific level, particularly for cultivated species. In this study the genetic variability of vulnerability to cavitation was studied on three different experimental devices with three trees of agronomic interest that are threatened by the risk of drought: walnut, rubber and apple trees. Low or no variation in xylem vulnerability to cavitation was found in the studied species and between two species of walnuts despite differences previously reported features. These results suggested a canalization of cavitation resistance on critical organs (branches and stems). In apple tree, the rootstock was suspected to cause the narrow resistance to cavitation on the scion. On the contrary, differences on other traits in response to drought stress such as stomatal regulation, leaf shedding or vulnerability to cavitation on petiole were found. Therefore, vulnerability to cavitation of critical organs was not a relevant parameter for the selection of drought tolerance and breeding programs on the species studied did not appear to affect this parameter.

Bien que l’écologie de la truite (Salmo trutta) ait déjà été bien étudiée, les processus expliquant la dynamique spatio-temporelle des populations restent à caractériser. L’objectif de cette thèse était d’identifier les processus démographiques (ex. survie ou déplacements) et l’influence des processus biotiques (interactions entre individus) et abiotiques (conditions environnementales) qui structurent dans le temps et dans l’espace les différentes classes d’âge (alevins, juvéniles et adultes) de ces populations. J’ai étudié l’influence sur la survie apparente de (1) la densité-dépendance et (2) des conditions environnementales vécues directement par les truites (habitat hydraulique et température de l’eau). Pour évaluer la transférabilité des résultats, j’ai évalué (3) l’échelle spatiale (globale ou locale) à laquelle opéraient les processus et (4) si ces processus variaient entre populations (approche hiérarchique). J’ai considéré la dynamique de 45 populations de truites dont 22 sont situées à l’aval d’un ouvrage hydroélectrique. A large échelle, il est apparu que le recrutement de populations séparées par des distances allant jusqu’à 75km peut être synchronisé par de fortes crues lors de l’émergence des alevins ou des déplacements du substrat de ponte. Nous avons synthétisé les résultats de l’application d’un modèle déterministe de dynamique de population, calibrés localement sur neuf stations aux conditions environnementales bien caractérisées. Cette synthèse a montré que des processus locaux influençaient directement la dynamique des populations. Enfin, la construction d’un modèle hiérarchique a montré le rôle structurant de la mortalité densité-dépendante des juvéniles et des adultes, dont l’intensité augmentait en l’absence d’abris (<2% de la surface) ou variait avec la température de l’eau (diminution pour les juvéniles et augmentation pour les adultes). Ce travail fournit des bases scientifiques aux gestionnaires d’ouvrages hydro-électriques pour leur permettre de limiter leur influence sur les populations de poissons et répondre ainsi aux demandes réglementaires / Brown trout (Salmo trutta) ecology was largely studied. However, the process structuring the spatiotemporal patterns of population dynamics remains unclear. The objective of this thesis was to identify the demographic processes (e.g. survival or displacements) and the influence of biotic (between-individuals interactions) and abiotic (environmental conditions) processes structuring the age-stages (fry, juveniles and adults) of these populations in time and space.I studied (1) the role of density-dependence on survival and (2) the influence of environmental conditions experienced by trouts (hydraulics and water temperature). To assess the results’ transferability, I studied (3) the spatial scale (global or local) of influence of the processes and (4) if those processes varied among populations (hierarchical approach).I considered the dynamics of 45 trout populations, 22 being located downstream a hydropower facility. At a large scale, the recruitment of distant populations (up to 75 km apart) may be synchronized by large floods during emergence of fry or by spawning substratum displacements. We summarized the results of a determinist population dynamics models, locally calibrated on nine reaches showing well-described environmental conditions. This summary revealed the influence of various local drivers on population dynamics. Finally, a hierarchical model showed that density-dependent mortality among juveniles and adults was a key biotic process. The strength of the competition was greater in absence of shelter (<2% of the surface) and varied with water temperature (decreasing for juveniles and increasing for adults).The results of this work will provide scientific basis to hydropower facility managers. This will help them to reduce their influence on trout populations and respond to regulatory demands

Les filtres plantés de roseaux à écoulement vertical (FPR-V) pour le traitement des eaux usées domestiques sont relativement bien développés en France et permettent de réaliser un traitement poussé de la matière carbonée et la nitrification. La robustesse de cette filière réside également dans sa capacité à accepter des surcharges hydrauliques en temps de pluie. Cependant ces limites d’acceptation hydraulique ne sont pas bien définies et demandent à être optimisées. La conception des FPR-V pour accepter des surcharges hydrauliques est un travail complexe car le contexte local affecte fortement les débits d’eau entrants dans la station lors d’un événement pluvieux. Dans de tels cas, la conception de filtres demande l’utilisation de modèles dynamiques. Ces modèles s’appuient le plus souvent sur une approche mécanistique et sont à l'origine conçus et utilisés pour la recherche. Cependant, si ces modèles sont des outils puissants pour décrire en détail la dynamique du FPR-V, ils sont généralement trop complexes à manipuler pour des utilisateurs non experts. Choisir entre une description détaillée et une manipulation facile dépendra des objectifs de modélisation. Quand des objectifs de dimensionnement global sont visés par les concepteurs, l'utilisation de modèles simplifiés semble une bonne alternative. Les modèles simplifiés sont faciles à utiliser pour la conception de FPR-V mais ils sont peu nombreux. Cependant ils sont adaptés à des configurations spécifiques liées au traitement des surverses de déversoirs d’orage, ce qui n’est pas le cas pour les FPR-V traitant des eaux usées domestiques. En effet, pour ce type de FPR-V les vitesses d’infiltration du système varient considérablement. En conséquence, ce travail de thèse a pour objectif de développer un modèle hydraulique simplifié des FPR-V qui permettra de guider les concepteurs dans le processus d’adaptation des FPR-V pour traiter les eaux usées domestiques des périodes de temps sec et de temps de pluie. Le modèle simplifié permet de relier (i) l’hydraulique du filtre, en simulant le temps de noyage à la surface, et (ii) les performances biologiques, en établissant des «alertes de dysfonctionnement », basées sur l'évaluation des performances épuratoires et sur les variations des formes azotées à la sortie du filtre mesurées en continu. Les «alertes de dysfonctionnement» représentent la charge hydraulique maximale qu'un filtre peut accepter sans compromettre son activité biologique. Le modèle simplifié a été utilisé pour la modélisation hydraulique du FPR-V à long terme (i) pour analyser l’impact du contexte local et la conception du filtre dans l’acceptation de surcharges hydrauliques. Grâce à cet analyse, (ii) on peut proposer les dimensionnements de FPR-V qui arrivent à mieux gérer l’acceptation des surcharges hydrauliques. / French vertical-flow constructed wetlands (VFCW) directly treating raw wastewater are known to perform well on for SS, COD and nitrification. They are also known to robustly cope with hydraulic overloads during rainfall events. Although numerous systems have been installed in areas equipped with a combined sewer, the limits of stormwater acceptance remain ill-defined and need to be improved. Looking at the various VFCW designs and usages reported in the literature, it is difficult to draw any consensus on their hydraulic limits. Consequently, designing VFCW to accept hydraulic overloads is a complex task, as local context strongly impacts inlet flows produced during rainfall events. Dynamic models appear a requisite for filter design in such cases. Numerical CW models have essentially focused on horizontal flow, with few attempting to study VFCW dynamics which are more commonly tackled via mechanistic models. Although mechanistic models are powerful tools for describing processes within the VFCW, they are generally too complicated to be readily used by designers. The choice between detailed description and easy handling will depend on the modelling aims. If the aim is a global design tool, simplified models offer a good alternative. However, the simplified models geared to studying VFCW dynamics are extremely reduced. They are easy-handling for design and well-adapted to specific purposes (combined sewer overflow -CSO- treatment) but not necessarily to VFCW treating combined sewer wastewater, where long-term infiltration rates vary significantly. Consequently, this PhD thesis work focused on developing a simplified hydraulic model of VFCW to guide designers through the process of adapting VFCW systems to treat domestic wastewater in both dry and rain events. The simplified model makes it possible to link (i) hydraulics, by simulation of ponding time variations, (ii) biological performances, by establishing “dysfunction alerts” based on treatment performance assessment and variations in online N forms effluent from the young VFCW. These “dysfunction alerts” plot the maximal hydraulic load that a filter can accept without compromising its biological activity. The simplified model was used to model long-term hydraulics in the VFCW (i) to analyze the impact of local context and filter design on hydraulic overload acceptance (using “dysfunction alerts” and bypass discharges) and (ii) to propose VFCW designs for accepting hydraulic overload in different contexts. The modelling demonstrates that VFCW can limit days with bypass discharges to less than 20 times per year without jeopardizing filter performances. Moreover, the most problematic scenario on stormwater treatment remains a watershed with high imperviousness coefficient and low slope under a Bretagne-type climate, demonstrating that the filter is more sensitive to periodicity and duration than to intensity of rainfall events.

Les réservoirs dits « tight gas » sont constitués de grès de faible perméabilité ayant des propriétés petro-physiques susceptibles de nuire à la productivité du gisement. Une importante zone de transition est observée in situ dans laquelle ni l’eau ni le gaz ne sont suffisamment mobiles pour permettre une extraction industrielle : c’est ce que l’on appellera le « permeability jail ». Cette étude vise principalement à caractériser l’influence du chargement mécanique (via l’utilisation de différentes pressions de confinement) et de la nature des roches (roches provenant de différents puits et prélevées à différentes profondeurs) sur les courbes de perméabilité relative au gaz et les caractéristiques poro-mécaniques de ces roches. La porosité accessible à l’eau mesurée est de 2 à 12%. La perméabilité intrinsèque au gaz a mis en évidence de fortes disparités sans lien avec la porosité des échantillons. Une grande sensibilité de la perméabilité relative au confinement a été observée dès l’application de pressions de confinement de 15 à 30 MPa. Deux familles d’échantillons ont ainsi été identifiées. Les échantillons les plus perméables (perméabilité compris entre 100 – 1000 μD), sont peu sensibles au confinement et leur perméabilité relative ne chute qu’à partir de saturations de l’ordre de 50%. Les échantillons les moins perméables apparaissent beaucoup plus sensibles à la fois au confinement et à la saturation.Des méthodes classiquement utilisées dans le domaine pétrolier reposant sur l’interprétation d’essais de porosimétrie par intrusion mercure, ont également été mise en œuvre pour évaluer les perméabilités relatives et les comparer aux mesures expérimentales / So-called tight gas reservoirs are constituted of low permeability sandstones, which petro-physical properties may interfere with proper gas recovery. They have a low absolute permeability (below 0.1 mD under ambient conditions), a porosity lower than 10%, and a strong sensitivity to in situ stresses as compared to conventional reservoirs. Moreover, an important transition zone is observed in situ, where partial water saturation is present, and which may extend over several hundred meters over the free water table. In such zone, where water saturation is on the order of 40-50%, neither gas nor water seems sufficiently mobile for industrial extraction: this is the permeability jail. Our aim is to assess their actual petro-physical properties, namely porosity, gas permeability under varying hydrostatic stress and water saturation level, in relation with sandstone microstructure. Accessible water porosity measured is between 2 to 12%. The intrinsic permeability to gas did not appeared related to the porosity of samples. A high sensitivity of gas permeability to confinement was observed. Two families of samples were identified. The more permeable samples (permeability between 100-1000 μD), are relatively insensitive to confinement and their relative permeability decrease for water saturation higher than 50%. Less permeable samples appear much more sensitive to mechanical loading and saturation.Methods classically used in oil and gas industry based on the interpretation of mercury intrusion porosimetry tests have also been used to evaluate relative permeability and compared with experimental measurements

La R.D. Congo possède l’un de taux de desserte en électricité le plus faible au monde (moins de 1 % en zones rurales) malgré son important potentiel hydroélectrique estimé à 100.000 MW. Pour accroitre le taux de desserte en électricité en construisant des microcentrales hydroélectrique, il est impérieux d’utiliser une technologie simple, fiable, robuste et peu coûteuse. La turbine à vis d’Archimède apparait comme une solution appropriée à ces exigences. Nous avons ainsi conçu et fabriqué localement (à Lubumbashi) un banc d’essai d’une turbine à vis d’Archimède possédant seulement deux hélices et des pas larges (β = 30° et β = 45°). L’objectif étant de simplifier la fabrication et réduire la quantité d’acier utilisé pour la vis par rapport aux vis utilisées en Europe et aux U.S.A. Le banc d’essais nous a permis d’obtenir six configurations combinant la pente de la vis (α = 22,5°, 30° et 37,5°) et les pas. La combinaison la plus optimale est la configuration de la vis inclinée de α = 22,5° par rapport à l’horizontale et dont l’hélice est orientée de β = 45° sur le moyeu (p45H22).<p>En second lieu, vient la configuration de la vis inclinée de α = 30° et dont l’hélice est orientée de β = 45° sur le moyeu (p45H30). Ces deux configurations ont respectivement un rendement à débit nominal de 89 et 86 %./D.R. Congo has an electricity service rate that ranks as the lowest in the world (less than 1% in rural areas) despite its large hydroelectric potential estimated at 100,000 MW. To increase the rate of access to electricity by constructing small hydropower plant, it is imperative to use simple technology, reliable, robust and inexpensive. The Archimedean screw turbine appears to be an appropriate solution to these requirements. We have designed and manufactured locally (in Lubumbashi) a test bench for Archimedean’s screw turbines having two blades only and a large pitch p function of β ( β = 30 ° and β = 45 °, β being the orientation angle of the blade on the screw cylinder). The goal is to simplify manufacturing and reduce the amount of steel used for the screw relative to the screws used in Europe or in USA. The test bench has allowed the experiments with six configurations combining the slope of the screw (α = 22.5 °, 30 ° and 37.5 °) and the pitch p (with varying rotation speed). The optimal combination appeared to be the configuration of the screw inclined at α = 22.5 ° relative to the horizon and with an helix β = 45 ° on the cylinder of the screw. The second best configuration has an inclined screw α = 30 ° and the helix which is oriented β = 45 °. These two configurations each have a global efficiency of 89% and 86%, respectively. <p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished