Au Niger, la maîtrise des ressources en eau demeure toujours un défi majeur après plus de 50 ans de politique hydraulique. Les investissements réalisés durant la Décennie Internationale de l’Eau Potable et de l’Assainissement (1981-1990) et les Objectifs du Millénaire pour le Développement (2000-2015) n’ont pas pu couvrir les besoins énormes en eau. Le déficit en infrastructures se pose au niveau de toutes les composantes du secteur de l’hydraulique. Les besoins en eau de plus en plus croissants et l’insuffisance des investissements publics pour y faire face expliquent ce sous-équipement en infrastructures hydrauliques. Au niveau de la commune urbaine de Téra, au-delà de la forte croissance démographique et de l’insuffisance des investissements dans le secteur de l’eau, il faut ajouter les contraintes climatiques et hydrogéologiques dans l’analyse de la situation hydraulique. Dans la ville de Téra, la précarité hydrique est due à un déficit considérable de production d’eau et à un réseau de distribution d’eau inadapté au site de la ville. Ainsi, de décembre à août, les trois quarts de la ville, principalement les quartiers Carré, Résidence, Douane, TP et Guenobon restent sans être desservis en eau. En milieu rural, l’insuffisance des points d’eau, leur localisation par rapport aux villages et le temps de rétention assez court (3 à 4 mois) des plans d’eau entraînent une situation d’extrême précarité hydrique qui bouleverse la vie socio-économique. En ville comme en campagne, en dépit des différences territoriales et des modalités d’accès à l’eau, les populations vivent le même niveau de précarité hydrique et y apportent les mêmes types de solutions. Elles recourent ainsi aux points d’eau traditionnels et développent une solidarité hydraulique à travers la mutualisation des points d’eau entre quartiers, entre villages et entre ville-villages. Mais, avec cette situation hydraulique particulièrement précaire réduisant systématiquement la pratique des activités économiques et la satisfaction des besoins humains fondamentaux, les défis de développement local deviennent de plus en plus lourds pour la commune urbaine de Téra. / In Niger, water resource management remains a major challenge after more than 50 years of water policy. Thus, the investments carried out during the International Decade of Driking Water and Sanitation (1981-1990) and the Millennium Development Goals (2000-2015) could not meet the enormous needs of water. The infrastructure deficit is being faced by all components of the hydraulic sector. The growing demand for water and insufficient public investment to meet it explain this under-equipment in water infrastructure. At the level of the urban district of Tera, in addition to the strong demographic growth and insufficient investments in the water sector, climatic and hydrogeological constraints must be added to the analysis of the hydraulic situation. In the city of Tera, the hydrous precariousness is due to a considerable lack of water production and an inadequate water distribution network at the city site. Thus, from december to august, three-quarters of the city, mainly the Carré, Résidence, Douane, TP and Guenobon neighbourhoods remain underserved. In rural areas, the insufficiency of water supply points, their location in relation to villages to the villages and the rather short time of retention (3 à 4 months) of lakes defines a situation of extreme hydrous precariousness which affects the socio-economic life. In town as in the countryside, despite the territorial differences and water access methods, the populations face the same level of hydrous precariousness and adopt the same types of solutions. Thus, they resort to the traditional water supply points and develop a hydraulic solidarity through the mutualisation of water supply points between districts, villages, villages and city. However, with this particularly precarious hydraulic situation systematically reducing the practice of economic activities and the satisfaction of the fundamental human needs, the challenges of local development become increasingly heavy for the urban district of Tera.

Dans l'étude du ruissellement et de l'érosion à l'échelle des bassins versants, la résistance hydraulique à l'écoulement d'une surface est évaluée par l'intermédiaire d'un coefficient de frottement. Nous avons à notre disposition de nombreuses expressions de ces coefficients issues de tout aussi nombreuses études expérimentales ou théoriques.<br />Cependant, la plupart de ces coefficients ont été établis sous l'hypothèse implicite de micro rugosité. C'est-à-dire que la lame d'eau est considérée suffisamment importante pour que l'influence des aspérités de la surface sur l'écoulement se borne à leur effet sur la friction. La diversité des tailles des rugosités sur les surfaces naturelles, fait qu'une telle hypothèse est rarement vérifiée.<br /><br /> Dans ce travail, nous proposons de considérer une séquence de réseaux hydrauliques fonctions du degré d'inondation de la surface. En nous appuyant sur ces réseaux, nous présentons des modèles hydrauliques afin de déterminer le coefficient de frottement de la surface en fonction du taux d'inondation. Les modélisateurs ayant besoin d'associer un coefficient de frottement à un type de surface, nous avons voulu généraliser nos résultats en appliquant notre démarche à des surfaces aléatoires de mêmes caractéristiques statistiques que la surface originale. Ce faisant, nous avons mis en évidence l'influence de la répartition spatiale des rugosités.<br />Si nous n'avons pas pu valider expérimentalement notre modèle numérique en raison du peu de résultats pour les faibles taux d'inondation, nous avons mis en évidence que la transition entre les régimes d'inondation partielle et marginale se traduit par une brusque augmentation de la croissance des débits.

Les modèles hydrauliques sont couramment utilisés pour l'aménagement des rivières et la prévention des dommages liés aux inondations. Ces modèles calculent les hauteurs d'eau et débits sur un tronçon de rivière à partir de sa géométrie et des conditions aux limites du système: débit à l'amont du tronçon, débits d'apports latéraux provenant du bassin intermédiaire et hauteurs d'eau à l'aval. Lorsque le tronçon est long, les apports latéraux deviennent conséquents tout en demeurant rarement mesurés car provenant d'affluents secondaires. L'évaluation de ces apports constitue alors une étape essentielle dans la simulation des crues sous peine de fortes sous ou surestimations des variables hydrauliques. Cette thèse a pour objectif principal d'identifier une méthode de complexité minimale permettant de reconstituer ces apports. Nos travaux s'appuient sur un échantillon de 50 tronçons de rivière situés en France et aux Etats-Unis sur lesquels les apports latéraux ont été estimés à l'aide d'un modèle hydrologique semi-distribué connecté avec un modèle hydraulique simplifié. <br /><br />Une méthode automatisée de découpage du bassin intermédiaire en sous-bassins a d'abord été élaborée afin de faciliter la construction du modèle hydrologique sur les 50 tronçons de rivière. Des tests de sensibilité ont été menés sur le nombre de sous-bassins, la nature uniforme ou distribuée des entrées de pluie et des paramètres du modèle hydrologique. Une configuration à 4 sous-bassins présentant des pluies et des paramètres uniformes s'est avérée la plus performante sur l'ensemble de l'échantillon.<br /><br />Enfin, une méthode alternative de calcul des apports latéraux a été proposée utilisant une transposition du débit mesuré à l'amont et une combinaison avec le modèle hydrologique.

En 910, l’abbé Bernon et le duc d’Aquitaine, Guillaume le Pieux, implantent l’abbaye de Cluny, dans une vallée du Mâconnais, sur une terrasse alluviale formée à la confluence entre la Grosne et un de ses affluents. Cette situation offre des possibilités importantes d’utilisation des cours d’eau pour les divers besoins des moines. L’affluent, qui prendra dans le courant du Moyen Âge le nom évocateur de Médasson, est capté pour les fontaines du monastère et pour les réseaux d’assainissement où les latrines se trouvent mises en place. Les moulins, dont le moulin monastique, sont construits sur les bras dérivés de la Grosne.Par le choix d’un site placé en bordure de rivière, les fondateurs de Cluny pourraient avoir perpétué des traditions d’implantation qu’il est possible de percevoir dès la période carolingienne et qui seront par la suite suivies par les cisterciens.Dans l’environnement de ce site d’interfluve, les moines de Cluny vont progressivement développer un réseau hydraulique dont la complexité est liée à la fois aux besoins d’une communauté monastique importante, aux modifications successives des constructions monastiques et au respect des limites des territoires immunitaires de l’abbaye. / In 910, abbot Bernon and duke of Aquitaine, Guillaume le Pieux, implanted the abbey of Cluny, in a valley of Mâconnais, on an alluvial terrace formed in the confluence between Grosne and one of his tributaries. This situation offers important possibilities of use of streams for the diverse needs of the monks. The tributary, which will take in the course of the Middle Ages the suggestive name of Médasson, is used for the fountains of the monastery and for the sewer systems where latrines are installed. The mills, which the monastic mill, are built on arms derived of Grosne.By the choice of a site placed in border of river, the founders of Cluny could have perpetuated the traditions of implantation which we can to perceive from the Carolingian period and which will be followed by the Cistercians.In the environment of this site of confluence, the monks of Cluny are gradually going to develop a hydraulic network the complexity of which is bound at the same time to the needs of an important monastic community, to the successive modifications of the Monastic constructions and to the respect for the limits of the immunity territories of the abbey.

Ce travail vise à étendre les méthodes d'analyse d'images satellitaires de crues au-delà de la détection des limites d'inondation afin d'estimer des niveaux d'eau distribués dans l'espace et d'aider la modélisation hydraulique.Inspirée des travaux de Raclot (2003) sur photographies aériennes qui fournissent des incertitudes moyennes de ±20cm, la méthode d'estimation des niveaux d'eau utilise des images satellitaires RADAR de crue et un MNT fin. Elle repose sur 1) une phase de télédétection pour cartographier l'inondation et analyser la pertinence de ses limites pour l'estimation des niveaux d'eau, 2) une phase d'analyse spatiale dans laquelle les niveaux d'eau sont estimés par croisement entre les limites pertinentes et un MNT fin, puis contraints par le schéma de circulation des eaux. Les estimations de niveaux d'eau obtenues ont une incertitude moyenne de ±38cm pour une image RADARSAT-1 d'une crue de la Moselle (France, 1997). Des travaux de validation ont permis de calculer une RMSE de l'ordre de 13cm pour une image ENVISAT de l'Alzette (Luxembourg, 2003).Pour aider la modélisation hydraulique, la démarche proposée vise à réduire le phénomène d'équifinalité grâce aux images satellitaires. Pour cela, un calage "traditionnel" à partir d'hydrogrammes observés est complété par la comparaison entre résultats du modèle et surfaces inondées ou niveaux d'eau extraits des images. Pour cerner les incertitudes du calage, des simulations Monte-Carlo ont été mises en place. En perspective, la prévision de l'évolution d'une crue après acquisition d'une image devrait bénéficier de modèles mieux contraints grâce à l'utilisation des images comme condition initiale ou donnée de calage.

En période de crue, le rejet d'eaux de drainage dans les émissaires à surface libre apparaît comme une cause possible de formation d'inondations, car il introduit dans le réseau hydrographique des eaux qui auraient pu circuler de manière diffuse en l'absence de drainage (infiltration ou ruissellement). Il apparaît aussi comme une source de pollution du milieu naturel, en déversant des nutriments ou certains traitements phytosanitaires lessivés. Les modifications liées à la présence du drainage sont cependant difficiles à évaluer.En revanche, le rôle du réseau d'émissaires peut être mieux évalué et maîtrisé, dans la mesure où les écoulements empruntent des cheminements connus. La profondeur du débouché des collecteurs enterrés est un facteur aggravant pour la formation de certaines crues car la capacité de transfert des fossés est augmentée par leur approfondissement. Une manière possible de compenser ce facteur est de favoriser le ralentissement des crues dans le réseau en surcapacité.Le débouché des collecteurs joue ainsi un double rôle : il apporte par le rejet des eaux de drainage une contribution aux crues et aux pollutions, mais peut aussi être le point où le fonctionnement du drainage perd de son efficacité si l'on intervient pour ralentir les écoulements dans le fossé.Le présent travail vise à préciser ce double rôle. Il s'appuie sur des expérimentations de terrain, menées sur un réseau de drainage et d'assainissement agricoles en Seine-et-Marne. Les débit de rejet de collecteurs de drainage enterrés sont suivis en continu pendant les crues, conjointement aux débits et hauteurs de l'eau dans le fossé d'assainissement. Les données d'une expérimentation sur modèle réduit hydraulique viennent compléter les observations de terrain. Ce modèle réduit est constitué de la jonction d'une conduite circulaire et d'un canal rectangulaire, alimentés par des débits contrôlés indépendamment.La compréhension des processus hydrauliques de cette jonction particulière, et leur modélisation par une loi de comportement, sont effectuées dans un objectif plus global de connaissance du fonctionnement de certains petits bassins versants agricoles fortement drainés.Ces recherches débouchent sur des conséquences en termes d'ingénierie, pour l'évaluation d'impacts d'activités anthropiques sur le milieu naturel, ou la maîtrise des écoulements afin de réduire les risques d'inondation. Elles améliorent également la connaissance de processus hydrauliques et hydrologiques clés dans le domaine des rejets.

An experimental cell was built over the Saint-Tite-des-Caps landfill in order to evaluate the efficiency of a cover with capillary barrier effect (CCBE). The latter is composed of a layer of deinking by-products (DBP) installed over a capillary barrier, which is in turn composed of a layer of coarse sand over a layer of gravel. In order to monitor the performance of this system, lysimeters, tensiometers, water content probes, settlement plates and weather station were installed. Design parameters were selected in such a way that the diversion length (DL) would be attained right before the length of the CCBE (30 m). As for the design of the cell itself, the design of the lysimeters also depended on the unsaturated properties of the materials employed, in particular their hydraulic conductivity functions. The lysimeters were designed in order to remain functional at least during the study period. The water retention curves (WRC) of the materials composing the CCBE were determined in the laboratory. These results allowed obtaining the hydraulic conductivity functions (k-fct), which is the principal element, as far as optimisation of the design of the CCBE and of the lysimeters are concerned. Using the k-fcts, it is possible to evaluate the theoretical DL. Numerical simulations showed that the DL can be significantly altered by slight changes in the parameters used to describe the WRC and the k-fcts. For each material, the WRC was determined using various experimental methods; and they all gave slightly different parameters. This caused the significant variation in the DL. The DL determined based on field data allowed for the selection of the most representative WRC. Analysis of field data, made it possible to show the change in saturated hydraulic conductivity, ksat, of DBP decreased by nearly one order of magnitude, which affected its WRC and k-fct. Field monitoring also shows that the hydraulic barrier remains saturated and that the volume of water reaching the sand/gravel capillary barrier increased progressively, as one moves downslope. Data from the four tensiometers, placed along the sand/gravel interface, and the measured infiltration rates in the 3 lysimeters installed in the gravel layer show that the DL varied between 24 m and 29 m during the 2006 monitoring period. During some short periods in 2007, the DL was greater than the 30 m of the cell. The infiltration rate into the gravel layer at the toe of the slope was continuously lower than 3,0 x 10-9 m/s, i.e. lower than the more stringent standards of low permeability cover design (Règlement québécois sur l'enfouissement et l'incinération des matières résiduelles ). In order to quantify the amount of infiltrating water trough DBP and sand layers, several simulations were performed using by Visual HELP software. Infiltrations rates obtained thereof were used as boundary conditions in steady state simulations of the response of the capillary barrier system. Software SEEP/W and Hydrus were used in these simulations and allowed to check the exactness of the initial design hypotheses and assumptions. As the measured DL is somehow similar to the simulated DL, it was concluded that the design methodology was appropriate. The simulations results also show that much greater DL can be attained using such an alternative cover system, depending on the hydraulic properties of the materials.

Cette étude se propose de revenir sur la gestion urbaine de l'eau aux dix-septième et dix-huitième siècles, c'est-à-dire au moment où se développe une perception suspicieuse du milieu humide. Portée par les enjeux contemporains, l'approche historiographique de l'eau évolue depuis près de trente ans. Aujourd'hui, l'eau est devenue un sujet d'étude à part entière. Le contexte de la Bretagne n'est pas neutre ; ses caractéristiques environnementales, institutionnelles et culturelles jouent un rôle dans l'élaboration des ouvrages hydrauliques. La situation évolue au cours des deux siècles. Les enjeux locaux sont marqués par la municipalisation des équipements hydrauliques et l'installation de l'intendance comme tuteur des affaires urbaines. Dans son sillage, la mission de conception passe d'une responsabilité d'artisan à une mission d'ingénieur. Cette translation de l'origine professionnelle du concepteur a des répercussions sur l'organisation du chantier et la morphologie des équipements. Cette redéfinition des tâches administratives et techniques influencent la fonctionnalité des ouvrages

Les affleurements de Bevons, Nyons et Rosans dans le Sud-Est de la France, comme ceux du Numidien (Sicile, Tunisie, Maroc...) ou de la Tourelle (Canada) permettent l'observation de nombreuses injectites sableuses alimentées par des chenaux turbiditiques. Deux types d'injectites sont présents : les sills (horizontaux) et les dykes (verticaux), les dykes étant issus des sills. Leurs processus de mise en place sont, selon les auteurs, per ascensum, post-dépositionnels, et (sans doute le plus souvent) per descensum, contemporains de la mise en place du sable nourricier et objet de la présente étude. L'approche des mécanismes intervenant dans cette fracturation et la modélisation de celle-ci ont notamment pour but de préciser l'évolution de l'étanchéité des matériaux argileux pouvant constituer un site de stockage de déchets. D'un autre point de vue, des injections sableuses étant localisées entre des réservoirs contenant des hydrocarbures, une détermination de leur géométrie est nécessaire pour prédire les circulations potentielles de fluides durant la production. Un modèle géométrique a été établi à partir de ces observations et a permis de faire certaines hypothèses sur les mécanismes à prendre en compte dans les modélisations de cette fracturation et/ou injection. Plusieurs approches sont menées en parallèle : - L'étude de la compaction dans le massif, avant l'injection : pour des concentrations en sable assez élevées (> 35 %), le poids de la colonne de mélange d'injection est supérieure à la contrainte verticale dans la partie superficielle du massif. Cette inversion de densité peut être responsable du fait que l'injection se propage plutôt vers le bas dans le cas des dykes ou le long de discontinuités stratigraphiques (telles que les niveaux de cendres par exemple). Lorsque l'on descend dans les sédiments, la pression dans la colonne de mélange sableux varie linéairement avec la profondeur alors que la contrainte dans les sédiments varie non linéairement (issue d'une courbe de porosité en exponentielle). A partir d'une certaine profondeur, la pression fluide devient inférieure aux contraintes dans la succession sédimentaire : l'injection ne peut pas dépasser cette profondeur. Ainsi, la propagation des dykes est limitée par le poids de son encaissant. - L'utilisation de la fracturation hydraulique comme mécanisme de l'injection : la mécanique des roches et plus précisément les mécanismes d'hydrofracturation ont été testés pour tenter de modéliser ces observations à grande échelle. La force responsable de l'initiation et de la propagation des fractures est la pression due à la mise en place du chenal turbiditique. Le modèle tient compte du fait que l'injection doit soulever les terrains sus-jacents. Les premiers résultats ont permis de montrer que dès qu'une fracture horizontale est initiée, la propagation est rapide. L'ouverture obtenue (épaisseur d'un sill) est décamétrique, soit du même ordre de grandeur que les observations de terrain. - L'utilisation d'un fluide à seuil dans un réseau établi, avec des probabilités cohérentes avec la réalité des phénomènes entrant en jeu, a permis de déterminer les extensions maximales d'injection en accord avec les observations de terrain : - Un sill seul peut se propager sur 2400 m en quelques dizaines d'heures, - Un dyke seul peut descendre jusqu'à 400 m sous le paléofond de mer en quelques secondes, - Un réseau de sills et de dykes connectés (ce réseau étant connecté au chenal par un sill) peut avoir une extension horizontale de 1200 m et verticalement de 400 m, et se mettre en place en quelques heures. La formation des sills est plus longue que celle des dykes, la formation d'un sill seul dure plusieurs heures alors que celle d'un dyke dure quelques secondes. Lorsque les sills et les dykes sont connectés, le temps de propagation du réseau est d'environ 2 heures. Les dykes se forment toujours en quelques secondes et ont un effet sur la propagation des sills qui se propagent deux fois moins loin que s'ils étaient seuls.

Dans les systèmes mettant en jeu des biofilms, le temps de séjour hydraulique (TSH) peut être un élément clé pour le développement du biofilm. Nous avons cherché à caractériser l'influence de ce paramètre sur le développement du biofilm et la compétition entre les bactéries fixées et les bactéries planctoniques. Des Réacteurs Annulaires Rotatifs (RAR) ont été mis en œuvre afin d'estimer expérimentalement la répartition de la biomasse totale entre le liquide et le biofilm. Puis à l'aide d'outils moléculaires (PCR-SSCP) et de traitements statistiques des empreintes moléculaires obtenues, les structures des communautés microbiennes libres et attachées ont été estimées et reliées aux paramètres opératoires. Dans un troisième temps, un modèle microbien simple à une dimension (1D) a été adapté pour intégrer une certaine diversité microbienne (10 espèces). La confrontation entre les données expérimentales et les simulations permet d'expliquer l'évolution de la diversité entre le liquide et le biofilm suivant différentes valeurs du TSH. Les résultats obtenus confirment l'importance du TSH sur la formation du biofilm et l' évolution de la diversité dans le biofilm et la flore planctonique. Si le temps de séjour est élevé (8 heures), alors la croissance dans la phase liquide est importante au détriment de celle du biofilm. Pour des temps de séjour courts (0,3 et 1 heure), la croissance du biofilm est favorisée. La biomasse planctonique est principalement issue du détachement du biofilm. Les sorties du modèle indiquent que la diversité diminue durant la croissance du biofilm. / In biofilm systems, hydraulic retention time (HRT) may have a significant impact on biofilm development. The influence of this parameter on biofilm development and competition between planktonic and attached bacteria has been investigated. Rotating Annular Reactors (RAR) have been used to determine biomass distribution between the bulk phase and the biofilm. Molecular tools (PCR-SSCP) and statistical treatment of molecular fingerprints have been applied to evaluate the impact of operating parameters on the structure of fixed and attached microbial communities. Then, a simple biofilm model (1D) has been adapted to include microbial diversity (10 species). Comparing experimental data and simulation results, it is possible to explain the evolution of diversity at different HRTs. At high HRT, (8 hours) planktonic bacteria are favoured compared to biofilm microorganisms. At low HRT, biofilm growth is favoured by planktonic bacteria wash-out. Simulat ions indicate a decrease of diversity over biofilm growth period.