Dans le contexte péri-urbain à dominance agricole de l’Ile de France, les pressions anthropiques exercées sur les rivières jouent autant sur la qualité que sur le débit des cours d'eau. Située au sud-ouest de Paris, l’Yvette draine un bassin versant de 202 km²et à la géologie homogène. Elle est alimentée directement par des stations d'épuration (STEP) et par la nappe des sables de Fontainebleau qui représente la principale source d’eau. Sur ce type de bassin, la gestion durable du système riverain repose sur la connaissance de la distribution des flux nappe – rivière et sur l’impact de cette répartition sur la qualité des cours d’eau.La dynamique des flux d’eau a été suivie grâce à l’implantation de stations hydrométriques aux points clés du réseau hydrographique (i.e. exutoires des principaux affluents, aval des confluences sur l’Yvette). Les flux chimiques ont été étudiés par analyses d’échantillons d’eau recueillis lors de campagnes de terrain effectuées en période d’étiage sur les cours d’eau. Un modèle conceptuel global, calibré à partir des chroniques de débit, a permis (i) d’estimer des variations spatiales de la recharge de la nappe (60 – 160 mm.an-1), et (ii) d’établir une répartition journalière des parts d’eau de nappe, de STEP et de ruissellement en rivière, pour la période 2001-2014. Par ailleurs, l’analyse des traceurs géochimiques (e.g. Cl-, NO3-, SO42-) et isotopiques (222Rn, δ18Oeau, δ2Heau) soutient la prédominance, aussi bien quantitative que qualitative, de la nappe sur les rivières.D’un point de vue hydrodynamique, le contexte géomorphologique homogène procure aux rivières une dynamique similaire avec des épisodes de crues très courts (de l’ordre de quelques heures) et des périodes d’étiages marqués, quelle que soit la saison. L’étude par sous-bassin a mis à jour une différence entre les bassins topographiques et les bassins d’écoulement souterrains, créant des déficits hydriques sur l’amont de certains cours d’eau (e.g. Mérantaise, Ru des Vaux) au profit d’autres (e.g. Rhodon). Le parallèle entre bassins topographique et souterrain n’a pu se faire qu’au niveau du cours principal de l’Yvette. Sur la période 2001-2014, le débit de l’Yvette provient en moyenne à 55 % de la nappe, à 38 % du ruissellement et à 8 % des STEP. En période de basses eaux, la contribution des STEP reste sensiblement identique tandis que la nappe constitue la principale alimentation des rivières (90 %), contrôlant donc leur qualité. Mais la composition chimique de ce soutien souterrain n’est pas homogène. Pour déterminer l’origine de ces disparités, un travail à plus petite échelle a été conduit sur un affluent majeur de l’Yvette (le Rhodon). La décharge de la nappe en rivière y est bimodale : 15 % arrive par voie souterraine et 85 % transite par les milieux humides en surface. Au sein des zones humides sont observées de fortes hétérogénéités dans les écoulements et leur chimie, avec des flux de subsurface totalement épurés en nitrates et du ruissellement riche en nutriments. La prédominance de des flux de surface réduit fortement le pouvoir épurateur des milieux humides, avec seulement 6 % des eaux de nappe épurées avant leur décharge en rivière. Cette faible efficacité renforce l’impact direct de la qualité de la nappe sur les rivières. Sur le bassin, la nappe est stratifiée par l’intervention de nombreux processus de recharge (infiltrations d’eau d’étang, de STEP, de zones humides de plateau). Les petits sous-bassins (< 50 km²) semblent dominés par cette stratification, ainsi que par les apports de STEP qui contribuent aux flux chimiques des rivières à hauteur de 30 à 50 %. Le cours principal de l’Yvette, dans sa partie aval, dépend des mélanges issus des confluences avec ses affluents. Les outils utilisés ici ont donc mis en avant les différences de fonctionnement des bassins selon l’échelle concernée, tout en reliant l’importance de la compréhension du système à petite échelle pour la gestion à grande échelle. / In the peri-urban context with large farm practices of the Paris region, anthropogenic pressures on streams and rivers impact both their flow and quality. Located in the southwestern of Paris, the Yvette stream drains a watershed of 202 km², in a homogeneous geological context. The stream is sustained by waste water treatment plant (WWTP) and by the Fontainebleau sands aquifer which represents the main source of water.In this context, the sustainable management of the stream and its riparian zones needs the assessment of groundwater discharge locations and chemistry, and their impact on the stream water quality.Water fluxes in the stream and in its main tributaries have been recorded at 11 stations. Dissolved elements distributions have been studied by field works in low-flows conditions. A lumped model, calibrated with stream flow hydrographs, has allowed (i) the estimation of groundwater recharge rates (60 – 160 mm.y-1) and (ii) the distribution of stream flow contributions between 2001 and 2014 (i.e. 55 % from groundwater, 38 % from runoff and 8 % from WWTP). Moreover, the use of geochemical and isotopic tracers (e.g. Cl-, NO3-, SO42-, 222Rn, δ18Owater, δ2Hwater) confirmed the large impact of groundwater on stream flow and quality.The hydrological dynamics of the Yvette stream and its tributaries are similar because of the homogeneity of the geomorphological context of the catchment. The flood events are really fast (on the order of hours) and low-flow conditions can be observed in every season. The discretization of the Yvette catchment in 11 sub-watersheds highlighted a divergence between the topographical and hydrogeological catchments. This generates a water deficit in some tributaries heads (e.g. Mérantaise, Ru des Vaux) in favor of some others (e.g. Rhodon). The matching limits of these catchments can only be made on the Yvette channel. During the 2001 – 2014 period, considering a fairly constant WWTP contribution, the groundwater discharge provides more than 90 % of the stream flow during low-flow conditions. This highlights a stream quality dominated by groundwater discharge. However, groundwater chemistry largely varies over the catchment. To study this phenomenon, a small-scale field work has been directed on the Rhodon stream, a main tributary of the Yvette River. At this scale, the groundwater discharge appeared to have two main pathways: 15 % come from the streambed while 85 % transit in wetlands before going to the stream. Within these wetlands, a large part of groundwater flows at the surface and has high levels of nutrients, whereas a small part (6 %) goes through sediments and is nutrients free. reduces The purifying power of these wetlands, significantly reduced by this distribution, is likely related to historical drainage and reinforces the direct connection between the stream and groundwater quality. On the Yvette catchment, the stratification of groundwater chemistry is due to several recharge processes (e.g. pond water infiltration, WWTP effluents infiltration, wetlands water infiltration). Small sub-watersheds (< 50 km²) seem to be dominated by (i) this stratification, and (ii) the WWTP discharges which can contribute from 30 % to 50 % to dissolved fluxes in the streams. The main channel of the Yvette stream primarily depends of the mixing of its tributaries waters. The methods developed here allowed highlighting (i) differences of catchment functioning according to the scale used, and (ii) the utmost importance of the small-scale assessment to understand/decipher and manage streams at larger scales.

L’étude de la cinétique de la photodissociation de l’eau assistée par lumière visible a été l’objectif principal de ce travail. En tant que matériau photo-excitable, le semi-conducteur SrTiO₃ dopé au Rh a été utilisé. Le dopage permet l’absorption de lumière visible et donc la transformation d’énergie solaire en combustibles chimiques. Le 1er Chapitre de cette thèse est consacré à une étude bibliographique couvrant les méthodes de caractérisation et les modèles de la cinétique photo-électrochimique. Le 2ème Chapitre traite la description des matériaux et méthodes expérimentaux. Le 3ème Chapitre concerne la caractérisation de la cinétique de la photodissociation de l’eau sur photo-électrodes à base de Rh:SrTiO₃, modifiées en surface par ajout d’un clathrochélate modèle, ou avec du Cu ou du Pt métalliques. Le 4ème Chapitre décrit une étude théorique du mécanisme de la réaction de dégagement d’hydrogène, catalysée par un clathrochélate modèle. Le spectre EXAFS du complexe a été analysé et modélisé, et les intermédiaires importants du mécanisme ont été mis en évidence. Le 5ème Chapitre est consacré à l’étude dynamique de photo-électrodes à base de Rh:SrTiO₃ en utilisant la technique de la photo-tension à lumière modulée. Ce Chapitre présente des résultats inattendus, qui sont rapportés pour la première fois. Ce comportement bizarre a été modélisé par un système d’équations différentielles usuellement utilisées pour décrire ce type de système photo-électrochimique. / The kinetics of water photo-dissociation assisted by visible light was the main topic of this work. The Rh doped SrTiO₃ semiconductor was employed as photo-excitable material. It can absorb visible light and therefore transform solar energy into useful chemical fuels. In this manuscript, a wide bibliographic overview is provided in the 1st Chapter, covering a description of the characterization methods and current models for photoelectrochemical kinetics. The 2nd Chapter is devoted to the description of the materials and methods. The 3rd Chapter deals with the full photoelectrochemical kinetic characterization of water splitting with Rh:SrTiO₃ photoelectrodes, surface-modified by addition of a model clathrochelate or with metallic Cu or Pt. In the 4th Chapter, a theoretical study of the mechanism of hydrogen evolution catalyzed by a model clathrochelate is provided. During the discussion, the EXAFS spectrum of the organometallic complex was thoroughly analyzed and modelled, and the relevant protonated intermediates involved in the mechanism were identified. The 5th Chapter deals with the photoelectrochemical dynamics of illuminated Rh:SrTiO₃ -based photo-electrodes, characterized by the light-modulated photovoltage technique. Unusual results were obtained and are reported in this thesis for the first time. This unexpected dynamic behavior has been modelled by a set of classical differential equations usually used to describe such photo-processes.

La pollution par les nitrates des eaux de surface et des eaux souterraines a suscité une attention mondiale ces dernières années. La recharge des eaux souterraines via d'infiltration dans les zones cultivées est une source importante de la contamination des eaux de surfaces. Les plaines alluviales supportent une activité agricole intensive et subissent une pollution aux nitrates importante. Il a été démontré que les échanges entre les eaux de nappes et la rivière contribuent à la rétention et/ou transformation de l'azote dans le continuum eaux de surface-eaux souterrains. La compréhension et la quantification des processus d'atténuation des concentrations en nitrates se produisant à l'interface nappe-rivière permettraient d'améliorer la connaissance du cycle de l'azote à l'échelle du bassin versant. Les objectifs de cette thèse sont : 1) quantifier les volumes d'eau échangés entre la rivière et l'aquifère alluvial dans les zones de plaine alluviale à l'échelle du bassin versant et 2) quantifier les taux de dénitrification dans les nappes alluviales à l'échelle du bassin versant et évaluer leurs influences sur les flux de nitrates de la rivière. Un échantillonnage sur le terrain ainsi qu'un travail de modélisation ont été effectués pour atteindre ces objectifs. Les campagnes d'échantillonnages sur le terrain ont eu lieu d'avril 2013 à mars 2014 sur le site d'étude de Monbéqui dans la plaine alluviale de la Garonne. Le modèle Soil and Water Assessment Tool (SWAT) qui est largement utilisé à travers le monde a été choisi pour simuler les processus hydrologiques et le cycle de l'azote. Cependant, la simulation des échanges nappe-rivière qui se produisent dans la plaine alluviale n'est pas prise en compte dans la version originale de SWAT. Premièrement, l'équation de Darcy a été introduite pour simuler les échanges nappe-rivière à partir de la structure Landscape Unit (LU). L'influence des crues débordantes sur ces échanges a également été ajoutée dans le modèle. Le modèle modifié, SWAT-LUD, a d'abord été appliqué à un méandre de la plaine alluviale de la Garonne- Monbéqui (25 km²). Ensuite, un module supplémentaire représentant les processus de dénitrification dans les aquifères peu profonds des nappes alluviales a été développé et ajouté au modèle SWAT-LUD. Les flux de nitrates ainsi que les taux de dénitrification de l'aquifère alluvial de Monbéqui ont alors été quantifiés. Dans un deuxième temps, le modèle SWAT-LUD a été appliqué à l'échelle de la plaine alluviale de la Garonne dans son cours moyen (environ 4600 km²) et l'influence de la dénitrification de l'aquifère alluvial sur les flux de nitrates de la rivière a été quantifiée. Finalement, le modèle a été appliqué sur l'ensemble du bassin versant de la Garonne (environ 51 500 km²) et l'influence des échanges nappes-rivières sur le cycle hydrologique du bassin versant a été évaluée. Les résultats ont montré que le modèle SWAT-LUD pouvait représenter de façon réaliste les échanges nappe-rivière ainsi que les taux de dénitrification dans les aquifères alluviaux à différentes échelles. Les flux échangés vont majoritairement de l'aquifère vers la rivière et contribuent pour 65% du volume total échangé. À l'échelle du bassin versant de la Garonne, le volume annuel échangé entre la nappe et la rivière représente environ 5% du débit annuel de la Garonne. A l'échelle du méandre, le taux annuel de dénitrification dans la zone riparienne a été estimé à environ 130 N-NO3-.ha-1.an-1. Près de 40% des nitrates arrivant dans cette zone ont été dégradés via les processus de dénitrification. Dans le cours moyen de la Garonne, les taux de dénitrification annuels dans ces mêmes zones varient entre 55 et 120 kg N-NO3-. ha-1. an-1. / Nitrate pollution in surface water and groundwater systems has attracted worldwide attention in recent decades. Recharged groundwater infiltrating through cultivated fields is an important source of the nitrate contamination of surface water. As alluvial plains support intensive agricultural activities, they often suffer from groundwater nitrate pollution. The exchanges between surface water and groundwater (SW-GW) were proved contributing to nitrate retention and/or transformation in the land-surface water continuum. The understanding and quantifying of nitrate attenuation processes occurring at the surface-groundwater interface would enhance understanding of nitrogen cycling at the catchment scale. The objectives of this thesis were: 1) quantifying the exchanged SW-GW volume in the floodplain area at the catchment scale and 2) quantifying the shallow aquifer denitrification rate in the floodplain area at the catchment scale and evaluating its influence on the nitrate flux in the river. Field sampling and modelling study were conducted to achieve these objectives. Monthly field work campaigns were carried out from April 2013 to March 2014 at the Monbéqui site in the Garonne river floodplain. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) which has been successfully applied all over the world was chosen to simulate the hydrologic processes and nitrogen cycle. However, the simulation of the water exchange between river and groundwater occurring in the floodplain area was not simulated in the original SWAT model. Firstly, the Darcy's equation was implemented to simulate SW-GW exchanges based on the Landscape Unit (LU) structure in the floodplain area. The influence of flooding on the water exchange was also introduced to the model. The modified model was called SWAT-LUD and was applied to a meander of Garonne floodplain - Monbéqui (around 25 km2). Then, another module representing the denitrification processes in the floodplain shallow aquifer was developed and added to the SWAT-LUD model. The nitrate flux and shallow aquifer denitrification rates in Monbéqui was then quantified. Afterwards, the SWAT-LUD model was applied to the middle floodplain section of the Garonne River (around 4 600 km2) and the influence of shallow aquifer denitrification on the nitrate flux in the river was quantified. Lastly, the model was applied to the entire Garonne catchment (around 51 500 km2) and the hydrologic influence of SW-GW exchanges was evaluated. The results showed that the SWAT-LUD model could satisfactorily represent the SW-GW exchanges and shallow aquifer denitrification rate at different spatial scales. The main water flow direction is from the shallow aquifer to the river, with water flowing in this direction accounted for around 65% of the total exchanged water volume. In the Garonne catchment, the annual total exchanged water volume represented around 5% of the total discharge volume of the Garonne river. For the Monbéqui site, the simulated annual denitrification rate in the riparian zone was around 130 kg N-NO3-ha-1y-1. Around 40% of the nitrate input in this zone was degraded through denitrification. In the middle floodplain section, the annual denitrification rate in the near bank zone ranges from 55 to 120 kg N-NO3-ha-1y-1.

La prolifération grandissante des épisodes de fleurs d’eau de cyanobactéries toxiques dans les plans d'eau potable et dans les usines de traitement d'eau potable est une préoccupation mondiale. L’utilisation de sondes in vivo, permettant la détection de la phycocyanine des cyanobactéries par fluorescence, est une technologie innovante, de plus en plus couramment utilisée. Néanmoins, pour favoriser son implémentation à grande échelle, elle doit être validée scientifiquement. De nombreuses sources d’interférences dans ces sondes sont à l’origine de biais de lecture. Les objectifs de cette recherche sont :1. La caractérisation des espèces dominantes et la succession des espèces de cyanobactéries dans deux grands lacs utilisés pour la production de l’eau potable2. L’analyse de la variabilité des espèces de cyanobactéries et d’autres groupes de phytoplancton en fonction de la température et des nutriments3. La validation du suivi des cyanobactéries par sonde fluorométriques aux sources d’eau potable en corrigeant le signal pour les interférences d’autres groupes de phytoplanctonLes résultats de ce travail de recherche ont montré qu’il existe de nombreses sources d’interférences aux sondes à fluoresence YSI, mais qu’il était possible de développer un facteur de correction afin d’éviter de surestimer les cyanobactéries. Suite à la validation de la sonde, celle-ci a été utilisée pour comprendre la dynamique des cyanobactéries à la baie Missisquoi afin de caractériser les espèces dominantes et de mieux comprendre la succession phytoplanctonique de la baie afin d’aider les opérateurs de l’usine de traitement d’eau potable à planifier les traitements en fonction de la qualité biologique de la baie. Parmi les résultats les plus intéressants, notons l’apparition précoce, de plus en plus marquée à travers les années, des blooms de Microcystis sp. et le développement de bloom co-dominés par des Chroococcales et des Nostocales. Le développement de fleurs d’eau dominées par Aphanizomenon sp. ou Dolichospermum sp. est généralement précédé d’une période où le milieu est limité en N ce qui favorise le développement de ces espèces fixatrices d’azote atmosphérique / The increase of toxic cyanobacterial blooms in source waters that can lead to breakthrough into drinking water treatments plants is a worldwide concern. The use of in situ probes allows for the detection of cyanobacterial phycocyanin through fluorescence. It is an innovative technology becoming more widely used. However, to facilitate the implementation of this technology, it must be validated. Several sources of interferences can lead to biases in their application. The objectives of this research are to :1. characterize the dominant species and cyanobacterial succession in two large lakes used for drinking water production2. analyse the variability of cyanobacterial species as well as other groups of phytoplankton as a function of temperature and nutrients3. validate cyanobacterial monitoring by fluorometric probe in drinking water sources by correcting the signal for other groups of phytoplanktonThe results of this research have shown that there are many sources of interference in fluorescence probes, but that a correction factor can be used to prevent the overestimation of cyanobacteria. Following the validation of the probe, it was used to improve our understanding of the dynamics of phytoplankton succession in Missisquoi Bay in order to characterize the dominant species and succession to improve the operation of drinking water treatment at Missisquoi Bay. Among the interesting findings was the earlier apparition of cyanobacteria throughout the years, Micocystis sp. blooms and blooms co-dominated by Chroococcales and Nostocales. The development of cyanobacterial blooms dominated by Aphanizomenon sp. or Dolichospermum sp. was generally preceded by a period where the water body was limited in nitrogen, which favours the development of these species capable of fixing nitrogen

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / L'omniprésence des polluants organiques persistants (POPs) dans l'environnement est due à leurs capacités à résister à la biodégradation et à se déplacer sur de grandes distances. Les POPs, dont plusieurs sont reconnus comme des perturbateurs endocriniens, sont prédominants dans l'Arctique canadien et les communautés qui y vivent présentent une plus faible espérance de vie et plus d'issues défavorables à la grossesse. Bien que de nombreux facteurs contribuent à ces observations sur la natalité et l'espérance de vie, l'exposition à ces contaminants peut jouer un rôle. La première hypothèse de cette thèse est donc qu'une exposition prénatale du père à des POPs provoque chez sa descendance des conséquences fœtales et placentaires pouvant persister jusqu'à l'âge adulte, et ce, sur plusieurs générations d'une lignée paternelle. C'est à la recherche d'une solution nutritionnelle que l'acide folique s'est retrouvé au cœur de notre seconde hypothèse, qui soutient qu'en raison de son action de donneur de groupements méthyles, une supplémentation maternelle en acide folique, correspondant à ce que les femmes en période périconceptionnelle consomment, est en mesure de contrer les impacts délétères des POPs sur la santé de plusieurs générations. Ces hypothèses ont été explorées à l'aide de quatre générations de rats, où des femelles fondatrices (F0) ont été divisées en quatre groupes de traitement. Elles ont alors été exposées à de l'huile de maïs ou un mélange de POPs représentatif de l'environnement arctique et nourries avec une diète contenant un apport suffisant ou supplémenté en acide folique avant l'accouplement et jusqu'à la naissance des ratons F1. À chaque génération, les fœtus et les placentas ont été évalués juste avant terme. Le ratio du poids du fœtus sur le poids du placenta, correspondant à l'efficacité placentaire, a été diminué en F1 et F2 en raison des POPs, alors qu'il a augmenté en F3 et F4. De plus, les POPs ont entraîné une réduction de la longueur de certains os longs des fœtus en F1 et F2, mais l'a augmenté en F4. L'histomorphométrie placentaire révèle des changements dans le labyrinthe et la zone basale du placenta en F1 et F2 seulement, indiquant un potentiel mécanisme compensatoire. À l'âge adulte, les POPs ont augmenté le poids des reins et du cerveau en F1, et ce dernier était plus faible en F2. La supplémentation en acide folique n'a eu que peu ou pas d'effets bénéfiques pour contrecarrer les POPs. Cependant, son action seule a montré certaines anomalies fœtales, telles que des omphalocèles ou des hydrocéphalies, à des incidences supérieures à ce qui est attendu normalement. Ces résultats confirment que les POPs sont capables d'affecter la santé développementale de plusieurs générations d'une lignée de rats mâles et que l'acide folique n'est pas l'alternative nutritionnelle espérée pour contrer leurs actions. / The ubiquity of persistent organic pollutants (POPs) in the environment is due to their ability to resist biodegradation and move over long distances. POPs, many of which are known to be endocrine disruptors, are particularly prevalent in the Canadian Arctic, and communities living there present a lower life expectancies and more adverse pregnancy outcomes. Many factors can influence birth outcomes and longevity; however, exposure to POPs may be a contributing factor. The first hypothesis of this thesis is therefore that a prenatal exposure of the father to POPs causes fetal and placental consequences in his offspring, which can persist until adulthood, and this, over several generations of a paternal lineage. It was in search of a nutritional solution that folic acid found itself at the heart of our second hypothesis, which states that because of its action as a donor of methyl groups, maternal supplementation with folic acid is able to counter the deleterious impacts of POPs on the health of several generations. These hypotheses were explored using four generations of rats, where founder females (F0) were divided into four treatment groups. These females were then exposed to corn oil or a mixture of POPs representative of the Arctic environment and fed either with a diet containing a sufficient or supplemented folic acid intake, before mating and until the birth of the F1 litters. At each generation, the fetuses and placentas were evaluated just before term. The fetal weight to placental weight ratio, associated with placental efficiency, was reduced in F1 and F2 due to POPs, whereas it was increased in F3 and F4. In addition, POPs reduced the length of some fetal long bones in F1 and F2 but increased it in F4. Placental histomorphometry revealed changes in placental areas (labyrinth and basal zone) in F1 and F2 only, indicating a potential compensatory mechanism. In adulthood, POPs increased kidney and brain weight in F1, and the latter was lower in F2. Folic acid supplementation had little or no beneficial effects in counteracting POPs consequences. However, supplementation with folic acid alone was associated with certain fetal abnormalities, such as omphaloceles or hydrocephalus, at incidences that were higher than normally expected. These results confirm that POPs are capable of affecting the developmental health of several generations of a male lineage in rats and that folic acid is not the hoped-for nutritional alternative to counter their actions.

Cette thèse se propose de contribuer aux connaissances relatives à l’impact des facteurs spatiaux (occupation du sol) et temporels (saisons, étiages, pluies) sur la qualité des eaux de ressource à l’échelle du bassin versant. Ainsi les zones et conditions à risque pourront être identifiées à l’aide de l’exploitation et de l’interprétation de bases de données historiques et expérimentales de qualité d’eau à l’échelle du bassin versant de la Vilaine en Bretagne. Cette étude se focalise principalement sur les micropolluants, avec notamment les pesticides et les produits pharmaceutiques vétérinaires pour le contexte agricole, mais également les produits pharmaceutiques humains compte tenu de l’intérêt grandissant qui leur est porté dans le domaine de l’évaluation des risques sanitaires et environnementaux. De plus, cette thèse se propose également de contribuer à l’amélioration et à l’adaptation des traitements des produits pharmaceutiques humains en usine de production d’eau potable compte tenu de l’évolution de la règlementation et de la protection du consommateur. / This thesis aims at contributing to knowledge about the impact of spatial (land use) and temporal (seasonal, low water levels, rainfall) factors on the resource quality at river basin scale. Thus at risk conditions and areas risk could be identified with the exploitation and interpretation of historical and experimental databases on water quality of the Vilaine’s river basin in Brittany. This study focuses mainly on micropollutants, including pesticides and veterinary pharmaceutical products for the agricultural context, but also on human pharmaceutical products considering the growing interest which is carried in the field of health and environmental risk assessment. In addition, this thesis also proposes to contribute to the improvement and adaptation of human pharmaceuticals treatment in drinking water treatment plant according to regulation evolution and to consumer protection.

L'érosion hydrique est un phénomène complexe, largement répandu en Afrique du Nord, notamment dans la chaine montagneuse de la Kroumirie (Nord ouest de la Tunisie) où les facteurs influençant ce fléau expriment bien la fragilité du milieu qui se métamorphose graduellement vers le pire. La région est caractérisée par des reliefs très accidentés, une structure lithologique généralement tendre, des précipitations le plus souvent orageuses au moment où les terres cultivables subissent une forte pression anthropique. Ceci s'exprime notamment par la dégradation des sols et leur fertilité qui se traduit généralement par des bouleversements socioéconomiques et écologiques le plus souvent irréversibles. Au cours de cette recherche, on a étudié de près les cicatrices et les remèdes propices à l'érosion hydrique au Maghreb à travers l'unité géographique du bassin versant de l'oued Barbara (Tunisie septentrionale). Dans un premier temps, le travail consiste à montrer la gravité de la situation par la réalisation de la carte de l'érosion hydrique à travers la méthode de la direction des forêts de la Tunisie (DF/FAO-SIDA) et l'équation universelle des pertes en sols (USLE). La première méthode, qui a diagnostiqué le fléau de l'érosion hydrique sur son aspect qualitatif, a mis en évidence que le ravinement est le processus érosif le plus actif et le plus sévère dans la zone à l'étude. Quant à l'USLE, elle a permis de quantifier le phénomène érosif à une moyenne annuelle des pertes en sol de l'ordre de 36,13 tonnes/ha. Par la suite, des enquêtes et des entrevues auprès des exploitants agricoles et des intervenants locaux de la zone à l'étude ont été faites dans le but d'identifier des aménagements de CES propices à la région pour la lutte antiérosive. Enfin, la projection de ces aménagements déjà définis sur la carte d'érosion hydrique a conduit à l'obtention d'un scénario antiérosif intégré dont l'utilisation pourra sensiblement améliorer, voir même réduire en grande partie les conséquences désastreuses du phénomène de la dynamique de l'érosion hydrique au niveau du bassin versant de l'oued Barbara. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Érosion hydrique, gestion intégrée, conservation des eaux et des sols, Maghreb, Tunisie, Kroumirie.

Le bassin-versant de la Moselle française a été confronté à partir des années 1850 à des problèmes graves de pollution des eaux par l'industrie. Le développement de l'industrie lourde (charbonnages et carbochimie, mines de fer, sidérurgie, chimie du sel) a également entraîné une augmentation de la population qui a considérablement pesé sur la qualité des eaux de surface. L'étude de l'évolution des modalités de gestion de ce problème réalisée à partir de sources d'archives permet d'expliquer l'inefficacité des politiques menées jusqu'aux années 1960. Le consensus industrialiste qui animait une Lorraine traumatisée par l'annexion d'une partie de son territoire accordait aux industriels une certaine immunité, qui profitait aussi de la relative indétermination du statut juridique de la pollution. A partir des années 1950 et face au problème de la pénurie d'eau qui se profilait en Lorraine, des politiques plus vigoureuses furent menées, avec des résultats mitigés. La planification hydrologique menée dans le bassin-versant se fondait sur une fonctionnalisation de la ressource qui permettait de préserver les intérêts des industriels. Dans les années 1970 et surtout 1980, la montée en puissance de la coopération internationale sur les questions environnementales et l'accident Sandoz sur le Rhin (novembre 1986) ont remis en cause le consensus industrialiste et permis une meilleure prise en compte de l'environnement. Le travail développe les concepts de « système régional » et de « mode de construction » d'un problème environnemental, contributions nécessaires pour fonder théoriquement une géographie de l'environnement.

En Guinée, en plus des pressions humaines, les ressources naturelles subissent les impacts de l'utilisation incontrôlée des espèces exotiques, des OGM, des engrais et des pesticides dans les principaux bassins versants. Le gouvernement et les citoyens sont peu conscients du danger des invasions biologiques et des politiques actuelles de développement. Peu d'études ont été menées dans ce domaine. La présente étude a consisté d'une part, à identifier ces espèces, les impacts, les enjeux de la cogestion des bassins, les connaissances, pratiques et espèces indigènes à utiliser pour leur restauration. D'autre part, à démontrer que contrairement aux pratiques et espèces exotiques actuelles, leur valorisation permet d'enraciner l'action environnementale des citoyens dans la culture, d'améliorer la ressource en eau, l'alimentation des populations, la fixation du bétail, la décontamination des points d'eau et le traitement des eaux et des maladies générées par les projets. Ceci a nécessité l'expérimentation d'une approche participative et interactive d'enquête, fondée sur les pratiques traditionnelles. C'est un jeu social et culturel d'accueil et d'apprivoisement de l'autre au cours du processus participatif. Il a permis de comprendre l'importance du champ culturel des populations autochtones dans la conservation. Celui-ci intègre à la fois le droit, l'éthique, les rapports sociaux, la sagesse populaire, la déontologie, les normes relatives à l'environnement, la science et la sacralité de la vie et de la nature. Les enquêtes réalisées au niveau des aménagements du massif du Foutah Djallon (Dalaba et Pita), considéré comme le château d'eau de l'Afrique de l'Ouest, ont montré que la recherche de la rentabilité et les critères des marchés contribuent à la disparition des forêts et de l'agriculture tropicales à travers l'homogénéisation et la spécialisation de la flore. Ceci a conduit à l'imposition de modèles agricoles et forestiers standardisés qui marginalisent le social, le culturel, la diversité et l'environnement. Les collections exotiques concernent les légumineuses alimentaires, les cultures maraîchères, céréalières, les tubercules, les agrumes et les semences forestières de Pinus, d'Eucalyptus, de Cassia, etc. Ces espèces épuisent les ressources en eau, éliminent la biodiversité et les habitats et répandent des ravageurs et des maladies exotiques telles que la pyriculariose et l'helminthosporiose au niveau des cultures céréalières et la cercosporiose des agrumes qui a détruit plus de la moitié de la production du pays sans prise de mesures d'atténuation. Les enquêtes réalisées auprès des riverains du bassin du barrage de Tinkisso et de sa forêt humide ont montré que la cogestion est utilisée comme moyen pour obtenir des fonds et réduire les coûts des projets sans partage des bénéfices. Elle divise les populations et conduit à la désintégration des structures d'interface, à la déperdition écologique, à la privatisation des terres et à l'élimination des forêts et mares sacrées des populations autochtones qui ont façonné leurs identités et cultures. Leur cogestion a conduit à la perte de leur biodiversité originelle et à leur transformation en stations piscicoles et rizicoles. En outre, contrairement aux espèces exotiques, les huit argiles à usages internes et externes et les 126 plantes indigènes identifiées améliorent l'alimentation et la santé humaines et animales. Elles permettent la fixation du bétail, le traitement des eaux, du paludisme, de la trypanosomiase (ou maladie du sommeil) et autres maladies générées par les projets, ainsi que la décontamination des points d'eau infectés par les vecteurs des bilharzioses, de l'onchocercose (cécité des rivières) et de la dracunculose. Les analyses ont montré que ces argiles constituées de kaolinite (32 à 83%), servent de barrières de stockage des métaux lourds et des nitrates dans les sols. Elles sont plus efficaces dans l'enlèvement de la turbidité et de la couleur des eaux de puits que Moringa oleifera qui s'est avéré plus performant pour les eaux de surface affectées par l'exploitation minière, le ruissellement et le tarissement précoce. Leur combinaison est avantageuse pour les deux types d'eau. De plus, les graines de Moringa, d'Anacardium occidentalis, de Tamarindus indica, de Terminalia cattapa, la pulpe des graines d'Adansonia digitata et ces argiles permettent de réduire de 53 à 86% des concentrations de 30 à 120 mg-N/L de nitrates. Leur performance est davantage favorisée par les suspensions, le pH acide et la filtration. La synthèse des données a montré que les méthodes et techniques de conservation des autochtones ne sont pas caractérisées par la compétition et le dualisme Homme/Nature, mais par la synergie et l'émulation fondées sur le principe selon lequel, plus l'Homme respecte la nature, plus celle-ci devient généreuse. Grâce aux croyances, à la sagesse populaire, au sceau du sacré et à la maîtrise de l'énergie vitale au niveau des autels et de son transfert sur des objets de culte, ils ont pu sacraliser leurs écosystèmes et punir les irrévérencieux (à l'aide de leurs techniques d'envoûtement). Ces méthodes leur ont permis de maîtriser l'Homme dans sa complexité et ses désirs matériels et de domination de la nature. Elles accordent une importance à la formation pluridisciplinaire et à l'éducation relative à l'environnement de leurs confréries de chasseurs, d'éleveurs, d'agriculteurs, de pêcheurs et de divins dans leurs couvents initiatiques (forêts et mares sacrées). La gestion des conflits entre ethnies, clans, castes et professions est régie par l'arbre à palabre, les pactes d'alliances de sang, de lait, de mariage et de plaisanterie. Pour réconcilier leurs besoins avec les équilibres naturels et enraciner leur action environnementale dans la culture, leurs méthodes intègrent ainsi, divers modes empiriques et non empiriques d'appréhension du réel tangible et intangible. D'où la nécessité de leur intégration dans la cogestion des bassins. versants et des forêts pour la conservation des ressources en eau et des deux diversités biologique et culturelle actuellement menacées par la mondialisation économique, les invasions biologiques et les changements climatiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Espèces exotiques, OGM, Connaissances traditionnelles, Forêts et mares sacrées, Énergie vitale, Sacralisation écosystème, Ressources eau, Cogestion bassins versants, Pollution, Nitrates, Traitement eau, Coagulants, Adsorbants et désinfectants naturels.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Depuis quelques années, les autorités publiques de nombreux pays se disent intéressées par l'intégration des politiques de gestion de l'eau et appuient l'idée d'une gestion intégrée de l'eau. Mais, quelle signification doit-on accorder à cette volonté en regard de la diversité des cultures nationales et des pratiques historiquement instituées? Quelle est plus précisément la portée d'une gestion planifiée des politiques de l'eau à l'échelle d'un bassin, à savoir les potentialités et contraintes politiques et techniques liées au territoire, et quels ajustements sont possibles lors de la mise en oeuvre d'une telle forme de gestion ? L'objectif général de la présente recherche est d'apporter un éclairage sur ces questions, en mettant l'accent sur les changements institutionnels survenus au Québec au cours des trente dernières années en matière de gestion de l'eau. Le sujet de cette recherche, qui est celui de la mise en oeuvre d'une gestion planifiée de l'eau et du territoire par les institutions publiques, rejoint le problème général de la durabilité de l'institution d'une approche ensembliste de gestion des ressources et du territoire et le problème spécifique de cette durabilité en regard du contexte particulier de l'aménagement d'un bassin, celui de la rivière Yamaska, dans la perspective d'un nouveau mode de régulation du territoire et de l'eau. Afin d'aborder ces problèmes, nous devons nous questionner sur le contexte de gestion de l'état québécois face à son territoire et les enjeux plus précis de la gestion de l'eau qui en découlent sous la forme de problèmes de régulation. Au Québec, il s'agit particulièrement d'observer et d'analyser comment les logiques d'acteurs institutionnels qui soutiennent une variété de régulations sectorielles vont s'imposer face à une logique d'ensemble dont témoigne le plan Yamaska. L'hypothèse centrale étant que ces logiques d'acteurs vont dominer la logique d'ensemble promue par l'État québécois à la fin des années 1960 et que cette domination va impliquer le renforcement des régulations sectorielles sur le territoire avec une série d'effets non anticipés qui mettent en péril le principe de durabilité recherché par le plan initial. L'exemple historique du plan d'aménagement du bassin de la Y amaska que nous utilisons comme étude de cas est révélateur des enjeux de la gestion de l'eau tels qu'ils structurent encore à la fin des années 1990, le contexte québécois de gestion de l'eau. L'évaluation, de nature qualitative et descriptive, veut mettre en évidence la signification à la fois politique, technique et territoriale du premier projet de gestion intégrée au Québec en soulevant l'importance du poids des acteurs institutionnels dans la régulation du territoire et les effets territoriaux de la structuration de la gestion de l'eau au Québec dans la durée. Ce cas révèle non seulement les difficultés de la gestion de l'eau, mais soulève le problème de structuration institutionnelle à l'origine de ces difficultés. Notre analyse est donc centrée sur une interprétation de la capacité limitée des acteurs institutionnels à réagir aux contraintes et contradictions territoriales révélées à travers la mise en œuvre du projet d'aménagement de la Yamaska qui se voulait unificateur, et sur les multiples territoires de la gestion de l'eau qui sont associés à un mode de gestion de l'eau fragmenté.