Pas de résumé en français

Pas de résumé en français / Pas de résumé en anglais

Le comportement hydrodynamique des procédés d'épuration à culture fixée est un facteur déterminant de leur efficacité. Ce comportement peut être étudié par la méthode de la distribution des temps de séjour (DTS) à l'aide d'un traceur, ici le lithium. La méthode est appliquée à 8 lits bactériens en grandeur réelle. Pour interpréter les DTS obtenues, un modèle simulant les échanges de traceur entre le film liquide et le film bactérien est introduit, ce qui permet d'expliquer la traînée importante observée sur les queues de courbe des DTS. Ce modèle fournit par ajustement aux courbes expérimentales un volume mobile et un volume immobile. Le premier est comparé au volume drainé par le lit, et le second pourrait être un indicateur du volume de biomasse dans le lit, paramètre-clé pour l'exploitation. Par ailleurs, il a été possible de déterminer les paramètres cinétiques caractéristiques du biofilm, dans le cas de lits bactériens à garnissage traditionnels. L'hydrodynamique de deux biofiltres de nitrification tertiaire à flux ascendant de plus de 100 m2 de surface horizontale a été explorée. Il s'agit du procédé « Biofor » à Achères et du procédé « Biostyr » à Saint Fons. Les DTS ont été déterminées à plusieurs points de la section horizontale au sein du réacteur, afin d'estimer l'homogénéité de l'écoulement. Des prélèvements ont été réalisés à la base et au sommet du lit filtrant, afin d'isoler l'influence de la zone inférieure du biofiltre, dans laquelle l'effluent est distribué, du lit filtrant seul. Dans ce dernier, les caractéristiques hydrodynamiques comme le volume actif et la dispersion ont été calculées en considérant que l'écoulement est assimilable à un piston avec dispersion axiale. Il a été conclu que les différences importantes de temps de séjour observées en différents points de la surface du biofiltre peuvent en partie être expliquées par la distribution inégale de l'effluent à la base du biofiltre. La méthode a aussi permis de détecter un colmatage temporaire du lit filtrant. Les conséquences possibles sur les performances du procédé ont été estimées à l'aide d'un modèle cinétique du processus de nitrification par le biofilm. Les résultats suggèrent que les conséquences sont limitées à l'occurrence d'une brusque et importante variation de la concentration d'entrée.

Cette thèse analyse les fondements et l'évolution de l'économie et de la gestion de l'eau au Liban dans ses cadres juridiques, institutionnels et politiques. L'étude s'appuie sur une méthodologie mixte, à la fois qualitative, à travers des études de terrains et celle de la littérature existante, et quantitative, en utilisant des outils d'analyse économétrique. Nous avons pris comme grille de lecture les liens entre les modes de production et d'usage de l'eau, la nature de la propriété foncière et sa structure dans une démarche d'économie politique. L'étude se compose de cinq chapitres. Notre premier chapitre, élaboré à partir d'une lecture critique de la littérature économique qui traite de la valeur de la ressource et de sa rareté, remet en cause la notion de crise de l'eau. Il propose une critique des paradigmes globalisés, notamment la gestion par bassin et la bonne gouvernance, qui sont à la base de la notion de Gestion Intégrée des Ressources en Eau (GIRE) d'inspiration libérale. En dépassant ces théories à l'aide d'une approche historico-matérialiste, ce chapitre construit notre grille de lecture d'un "paysage de l'eau" en mobilisant la théorie de Wittfogel des sociétés hydrauliques et la théorie des "moments" développée par David Harvey. Le deuxième chapitre suit chronologiquement et sur un temps long l'évolution juridico-institutionnelle de la gestion de la ressource depuis l'Empire ottoman et le mandat français sur le Liban jusqu'à la construction nationale entre l'indépendance et la guerre civile libanaise. Notre analyse reconstitue les fondements historiques de la relation du pouvoir aux régimes fonciers durant ces périodes. Nous développons en particulier les éléments qui sont à la source de la formulation de la vision de la mission hydraulique libanaise afin de présenter une interprétation de la relation de l'Etat à l'eau et le discours dominant de la gestion de la ressource. Le troisième chapitre expose les caractéristiques socio-spatiales du service d'eau potable et d'assainissement dans la phase de reconstruction. Il analyse la nature de la fragmentation institutionnelle des autorités publiques ainsi que la politique de l'eau engendrée par l'ajustement structurel et par les paradigmes néolibéraux, notamment, l'adoption des principes de la GIRE par le gouvernement libanais et la préparation du terrain pour des contrats de Partenariat Public-Privé. Le quatrième chapitre propose un modèle formalisé d'économie publique qui nous informe par ses résultats économétriques sur les critères d'allocation des projets de l'eau durant les deux dernières décennies. Les résultats économétriques de ce modèle vont confirmer notre hypothèse de base en montrant que seule la distance politique apparaît comme facteur décisionnel dans l'allocation des fonds aux régions, sans prise en compte de leurs caractéristiques socio-économiques et environnementales. Le cinquième chapitre étudie la question de l'irrigation et sa place dans les politiques agricoles du pays. Dans le fil de notre analyse sur la relation du pouvoir à l'eau, nous revenons sur les privilèges des grands propriétaires terriens dans l'accès aux subventions pour une production intensive en eau à destination des pays du Golfe. Ce chapitre pose la relation de l'eau au système alimentaire du pays en exposant le commerce et l'empreinte en eau virtuelle du pays. Finalement, nous utilisons un modèle de gravité commercial pour analyser la place de l'eau dans le processus de libéralisation du marché agro-alimentaire du pays. En conclusion, notre lecture de l'évolution du processus socio-naturel du paysage de l'eau confirme que les modes de production, d'usage et d'appropriation de la ressource hydrique au Liban sont le produit d'une relation étroite entre la propriété foncière et le pouvoir, héritée de l'histoire politique du pays et maintenue par son système confessionnel. / This thesis analyses the foundations and the evolution of the water economy and management in Lebanon by emphasizing the legal, institutional and political frameworks. The study uses a mixed approach combining a qualitative methodology, through surveys, interviews and documentation and a quantitative approach using econometric modeling. By composing our conceptual framework, we seek to define the political economy of the resource in Lebanon and the ties linking water use to land tenure structures. The study is composed of five chapters. Our first chapter reviews the economic literature dealing with the water value and scarcity and addresses a criticism concerning globalized paradigms, mainly, river basin management, good governance and the Integrated Water Resource Management (IWRM). Going beyond those theories and using a historic-materialist approach, we propose our analytical framework of a "waterscape" combining the hydraulic societies theory developed by Karl Wittfogel and the "moments" approach of David Harvey. Our second chapter explores, by adopting a chronological approach over a long period, the evolution of the legal and the institutional structures of water management in Lebanon. This chapter covers four centuries of the Levant territories under the Ottoman Empire, followed by the French mandate over Lebanon and, finally, the national construction phase between the independence and country's civil war. Our analysis seeks to understand the historical foundations of the relationship between land tenure regimes and social power during those periods. We also develop in this chapter the pilars that drove the Lebanese hydraulic mission in order to present an interpretation of the dominant discourse in the water management. Our third chapter reviews the socio-spatial characteristics of the water and wastewater infrastructures during the reconstruction period. We extend our analysis to depict the institutional fragmentation characterizing the water public authorities in Lebanon. We emphasize on the water policies undertaken in the country during this recent period under structural adjustment and neoliberal paradigms, mainly, the adoption of the IWRM principles by the Lebanese government and the ground preparation to Public-Private Partnerships. The fourth chapter offers a public good model analyzing the concerns behind the allocation of water projects during the last two decades. Econometric results clearly approve our hypothesis that the distributive politics are solely driven by partisanship concerns during this period with no consideration about socio-economical and environmental features of regions. The fifth chapter develops the links of water use to the Lebanese agricultural economy in order to understand the main drivers of irrigation. We shed the light on the privileges of big landowner in accessing to subsidies following a water intensive production destined to the Gulf countries. This chapter detects the link between country's food system and water by presenting the virtual water balance and food water footprint. Finally, the chapter verifies the state of water in the liberalization process of the country by using a gravity model. From our reading of the socio-natural process of water in Lebanon, our results show that the modes of use, production and appropriation of the resource in the country are produced by a close relation between land property and power, an inherited link from the political history of Lebanon maintained by the confessional system.

La thèse analyse la trajectoire du problème de l’accès à l’eau en France, sur trois décennies. Dans un contexte de « nouvelle pauvreté », on constate le passage progressif d’une logique d’action publique fondée sur l’assistance discrétionnaire à une logique de solidarité basée sur des droits sociaux. On retrouve ce glissement tant dans le domaine du logement, de l’énergie, que de l’eau. Pour l’eau, se dessine une trajectoire qui nous conduit du « social de l’eau » à « l’eau sociale ». Le social de l’eau est basé sur : l’affirmation d’un droit à l’aide ;l’externalisation de la gestion de cette aide ; le rôle de contributeur des services pour cette gestion ; une approche curative des problèmes. En regard, le modèle de l’eau sociale se fonde sur : l’internalisation de la question sociale dans des services d’eau, jouant désormais un rôle plus actif ; l’instauration d’un droit à l’eau ; l’émergence d’une approche préventive des problèmes. / This doctoral thesis analyses the trajectory of the problem of access to water for low-income customers in France over the last three decades. In a context of “new poverty”, we observe a gradual evolution from logics of public action based on discretionary assistance to logics of solidarity based on social rights. This evolution can be observed in different fields including housing, energy and water. In the case of water, we uncover a trajectory leading from “welfare of water” to“social water”. The welfare of water is based on: the assertion of a right to receive help, the externalization of the right to this help, the contribution of utilities to its management and funding, and a curative approach to problems. However, “social water” is based on: the internalization of the social issue in water utilities - which play from now on a more active role - , the instauration of a right to water, and the emergence of a preventive approach to problems.

Les données acquises lors des surveillances environnementales peuvent être sujettes à différents types d'anomalies (i.e., données incomplètes, inconsistantes, inexactes ou aberrantes). Ces anomalies qui entachent la qualité des données environnementales peuvent avoir de graves conséquences lors de l'interprétation des résultats et l’évaluation des écosystèmes. Le choix des méthodes de prétraitement des données est alors crucial pour la validité des résultats d'analyses statistiques et il est assez mal défini. Pour étudier cette question, la thèse s'est concentrée sur l’acquisition des données et sur les protocoles de prétraitement des données afin de garantir la validité des résultats d'analyse des données, notamment dans le but de recommander la séquence de tâches de prétraitement la plus adaptée. Nous proposons de maîtriser l'intégralité du processus de production des données, de leur collecte sur le terrain et à leur analyse, et dans le cas de l'évaluation de la qualité de l'eau, il s’agit des étapes d'analyse chimique et hydrobiologique des échantillons produisant ainsi les données qui ont été par la suite analysées par un ensemble de méthodes statistiques et de fouille de données. En particulier, les contributions multidisciplinaires de la thèse sont : (1) en chimie de l'eau: une procédure méthodologique permettant de déterminer les quantités de pesticides organochlorés dans des échantillons d'eau collectés sur le terrain en utilisant les techniques SPE–GC-ECD (Solid Phase Extraction - Gas Chromatography - Electron Capture Detector) ; (2) en hydrobiologie : une procédure méthodologique pour évaluer la qualité de l’eau dans quatre rivières Mexicaines en utilisant des indicateurs biologiques basés sur des macroinvertébrés ; (3) en science des données : une méthode pour évaluer et guider le choix des procédures de prétraitement des données produites lors des deux précédentes étapes ainsi que leur analyse ; et enfin, (4) le développement d’un environnement analytique intégré sous la forme d’une application développée en R pour l’analyse statistique des données environnementales en général et l’analyse de la qualité de l’eau en particulier. Enfin, nous avons appliqué nos propositions sur le cas spécifique de l’évaluation de la qualité de l’eau des rivières Mexicaines Tula, Tamazula, Humaya et Culiacan dans le cadre de cette thèse qui a été menée en partie au Mexique et en France. / Data obtained from environmental surveys may be prone to have different anomalies (i.e., incomplete, inconsistent, inaccurate or outlying data). These anomalies affect the quality of environmental data and can have considerable consequences when assessing environmental ecosystems. Selection of data preprocessing procedures is crucial to validate the results of statistical analysis however, such selection is badly defined. To address this question, the thesis focused on data acquisition and data preprocessing protocols in order to ensure the validity of the results of data analysis mainly, to recommend the most suitable sequence of preprocessing tasks. We propose to control every step in the data production process, from their collection on the field to their analysis. In the case of water quality assessment, it comes to the steps of chemical and hydrobiological analysis of samples producing data that were subsequently analyzed by a set of statistical and data mining methods. The multidisciplinary contributions of the thesis are: (1) in environmental chemistry: a methodological procedure to determine the content of organochlorine pesticides in water samples using the SPE-GC-ECD (Solid Phase Extraction – Gas Chromatography – Electron Capture Detector) techniques; (2) in hydrobiology: a methodological procedure to assess the quality of water on four Mexican rivers using macroinvertebrates-based biological indices; (3) in data sciences: a method to assess and guide on the selection of preprocessing procedures for data produced from the two previous steps as well as their analysis; and (4) the development of a fully integrated analytics environment in R for statistical analysis of environmental data in general, and for water quality data analytics, in particular. Finally, within the context of this thesis that was developed between Mexico and France, we have applied our methodological approaches on the specific case of water quality assessment of the Mexican rivers Tula, Tamazula, Humaya and Culiacan.

Dans le cadre de cette recherche, nous avons tracé un portrait de la citoyenneté environnementale d'une vingtaine d'élèves du primaire et du secondaire. Nous avons également dégagé l'impact de deux programmes d'ERE (j'Adopte un cours d'eau et Rivière du Nord) sur l'évolution de cette citoyenneté. Nous avons identifié un impact significatif sur deux des cinq composantes de la citoyenneté environnementale. On peut affirmer que les deux programmes étudiés contribuent à amplifier un lien affectif (sensibilité environnementale) qu'entretient l'enfant avec la nature en facilitant l'acquisition de connaissances du milieu naturel qui est, dans notre cas, la rivière. Par contre, nous ne pouvons conclure qu'il y a eu un impact sur le sentiment de pouvoir agir, les habiletés de participation démocratique ou le jugement critique des élèves. Nos constatations ne sont pas généralisables, dans la mesure où notre recherche de type descriptive possède un petit échantillon, mais nous permet tout de même de conclure qu'il y a un intérêt certain à poursuivre les recherches en ce sens.Dans le contexte québécois de la réforme en éducation et de la préoccupation grandissante pour les problèmes environnementaux, il est nécessaire de se pencher sur les effets de tels programmes d'ERE sur les apprentissages des élèves ainsi que l'évolution de leur citoyenneté.

Proliferation of cyanobacteria is a growing problem in lacustrine environment that results in rapid degradation of water quality. Moreover, certain cyanobacteria species produce harmful toxins. Phycocyanin (PC) is a photosynthetic pigment typical of cyanobacteria and affects the water color: it is therefore possible to study them using remote sensing. At least three algorithms to estimate PC concentration ([PC]) have been published, but their relative errors are important, especially for lower concentration. In this study, we are presenting the results of a new algorithm that uses the second order variability (anomalies) of water's reflectance spectrum to estimate [PC]. This method has never been used in lacustrine environment. The dataset used to develop and validate the algorithm was obtained between 2001 and 2005 in 57 different lakes and reservoirs of the Netherlands and Spain. The performance of the second order algorithm is equivalent or better than the three previously published algorithms. For the subset were [PC] > 32 mg m[superscript -3], the contribution of the second order term (R[superscript 2] =0.68 and RMSE=0.25) seems to improve considerably the first order algorithm (R[superscript 2] =0.50 and RMSE=0.35). The accuracy of the second order algorithm for [PC] > 32 mg m[superscript -3] is superior to the one calculated for the whole dataset (R[superscript 2] =0.69 and RMSE=0.44). The algorithm can also be adapted to the bands of satellite sensor MERIS for the study of cyanobacteria. The application of this algorithm to a MERIS image acquired the 29 August 2010 taken over the Missisquoi Bay (Quebec, Canada) demonstrates the potential of this new algorithm for a future cyanobacteria' monitoring system. Note that all the statistical results presented above are for the logarithm of [PC] and the units of the RMSE are log(mg/m[superscript 3]).

Le lac Trois-Lacs reçoit des sédiments et de [i.e. des] nutriments en provenance de son bassin versant, il en résulte des pertes pour la population locale en termes d'économie et de qualité de vie. Les causes en sont multiples, l'agriculture qui est très présente sur le territoire et la perte de milieux humides contribuent certainement à cette problématique. L'objectif principal de cette étude est de développer une démarche analytique multi-échelles alliant la gestion des milieux humides et celle des problématiques agricoles liées à l'eau pour améliorer la qualité de l'eau dans le lac et son bassin versant. Dans un premier temps, l'analyse du bassin versant est effectuée dans le but d'en faire ressortir : (1) les sous-bassins versants prioritaires pour les interventions de mitigation, (2) les complexes de milieux humides à prioriser pour la conservation et (3) des sites potentiels de restauration de milieux humides. L'étape suivante, à une échelle plus fine, consiste à réaliser un diagnostic détaillé de chacun des sous-bassins versants prioritaires. Ce diagnostic inclut le calcul de l'indice de qualité de la bande riveraine, l'identification de parcelles à risque d'érosion et de points d'érosion potentielle ainsi que la sélection de sites pour la restauration de milieux humides. L'analyse du bassin versant a permis de faire ressortir 12 sous-bassins versant [i.e. versants] prioritaires parmis [i.e. parmi] les 32 présents dans le bassin versant et d'identifier 20 complexes de milieux humides pour la conservation. Les diagnostics détaillés des 12 sous-bassins prioritaires fournissent de l'information pertinente à l'implantation de meilleures pratiques de gestion ainsi qu'à la restauration de bandes riveraines et de milieux humides. Ils ont permis de localiser 239 parcelles à risque élevé d'érosion et 87 parcelles à risque moyen ainsi que 132 points d'érosion potentielle. Au total, 71,4 km de bandes riveraines ont été caractérisées comme ayant un indice de qualité très faible et 65,4 km faible. La méthodologie permet de mettre à profit les forces de chacune des échelles et de compenser pour leurs faiblesses respectives. L'étude a mis l'accent sur l'agriculture, mais d'autres sources de pollution diffuse ou ponctuelle sont présentes dans le bassin versant et devraient également être l'objet d'analyses détaillées dans le futur.

Ce travail concerne l'étude de l'utilisation des décharges électriques pour traiter des solutions aqueuses contenant des polluants organiques. Lorsque l'énergie électrique est injectée dans la décharge, grâce aux électrons énergétiques elle est en partie convertie en énergie chimique, c'est-à-dire en espèce radicalaires et excitées, qui vont pouvoir réagir sur les molécules présentes et dégrader des polluants. Trois types de décharges électriques ont été analysés : streamer dans l'eau qui est principalement étudiée dans ce travail, arc transitoire dans l'eau et décharge couronne dans l'air humide au-dessus de la surface de l'eau. Un interrupteur à semi-conducteur, permettant d'appliquer une impulsion de tension calibrée, est employé pour minimiser l'énergie perdue par effet Joule, supprimer le claquage, et ainsi optimiser le procédé. En utilisant des électrodes pointe-plan, le type de décharge est choisi en changeant la distance et la durée de l'impulsion de tension. Une étude sur la caractérisation électrique des streamers est effectuée en fonction de la tension appliquée et de la conductivité de la solution afin d'établir un bilan d'énergie électrique dépensée pour créer des streamers. Le rendement énergétique et l'efficacité des trois méthodes sur la dégradation de trois polluants - types sont mesurés par analyses chimiques (dosage par HPLC, mesure de Carbone Organique Total).