Pas de résumé en français disponible / Locally available building materials are proven energy efficient and eco-friendly, making them a sustainable building material. In the last two decades, use of raw earth as building material is augmented, owing to the environmental concerns construction industry is also reconsidering the use of raw earth, researchers on the other hand are working to understand the mechanical and dynamic behaviour of earthen buildings, yet the study of mechanical parameters possess multiple challenges due to material inert properties exposing the need of new experimental approaches to extract accurate mechanical parameters. Building techniques such as adobe, compressed earth blocks, rammed earth, and laterite building stones are on a verge of reclaiming elite position in construction industry. In this study, experimental investigation on two naturally available building materials, unstabilised rammed earth (USRE) and laterite building stones (LBS) are carried out. The work focuses on the parameters that need to be considered in the experimental procedures, which influences the mechanical properties of USRE and LBS are seen. The locally available soils in the region of Rhone-alps, France and laterite building stones from Burkina Faso are used in this experimental campaign. Rammed earth walls are constructed by compacting moist soil in layers, due to manufacturing technique there is a density gradient within the layer that leads to heterogeneity. On the other hand, the manufacturing parameters of the USRE such as compaction energy and manufacturing water content have a direct influence on the dry density of the material and therefore the strength. The manufacturing parameters and specimens replicating the in-situ condition are very important to understand the behaviour of USRE wall. Hence an experimental procedure to study the unconfined compressive strength, considering the influence of manufacturing parameters and specimens replicating in-situ conditions are performed along with the cyclic loading and unloading to study the elasto-plastic property of the USRE. The test procedure is performed on two different soils that are used to build USRE structures. Along with the compressive strength of USRE, the tensile strength and flexural strength are also presented by subjecting specimens under split tensile test and four point bending test. Another important parameter is the mechanical strength properties of USRE layer interface under lateral loads. A novel experimental procedure to study the interface strength properties are discussed in this study. The experimental procedure is simple and xii compact that can be performed using a simple uniaxial press using inclined metallic wedges that allows rectangular prism to undergo bi-axial loading. With the help of inclined metallic wedges, shear stress and normal stress can be induced on the specimen interface allowing to obtain coulomb’s failure criteria and hence the strength properties of the interface. Laterite building stones (LBS) which are mainly used in tropical countries are porous in nature. The moisture retention capacity of porous building material will bring indoor comfort, but the presence of water molecules within the material and their variation to the outdoor environment is responsible for complex mechanical behaviour. Hence an experimental investigation to analyse the moisture ingress of LBS and their influence on mechanical strength is designed. The moisture ingress is studied by subjecting LBS for moisture sorption and desorption test and moisture buffering test. Then the influence of moisture ingress on mechanical strength (flexure and compression) are investigated using three point bending test and unconfined compression test with loading and unloading cycles. This experimental investigation allows studying the moisture ingress and their influence on strength along with elasto-plastic behaviour of LBS.

Les latérites couvrent plus de 30% des surfaces émergées. Comprendre leur évolution future est essentiel pour prédire les changements qui affecteront le fonctionnement de la Zone Critique dans les siècles à venir. La littérature a pu montrer que les horizons indurés de ces sols comportaient plusieurs générations de minéraux secondaires qui pouvaient être reliées à différents événements paléoclimatiques. Des études isotopiques ont montré que les horizons non indurés de ces sols pouvaient aussi posséder des générations distinctes de minéraux secondaires. La datation par Résonance Paramagnétique Électronique, a été appliquée sur des kaolinites de latérites dans le but d’identifier si ce minéral possède bien plusieurs générations au sein d’un même profil et si ces dernières étaient corrélables avec des événements paléoclimatiques globaux ou régionaux. Au cours de cette thèse, deux régolithes du Plateau du Karnataka (Inde), quatre du bassin du Rio Négro (Brésil) et un de la région de Syerstone (Australie) ont été étudiés. Les résultats de ces datations ont permis de distinguer différentes générations de kaolinites au sein de chacun des profils étudiés. Ces dernières sont par ailleurs toutes corrélables avec des périodes de fortes précipitations liées aux évolutions climatiques régionales et/ou globales. Ces résultats confirment aussi l’existence du phénomène de rajeunissement profils latéritiques au cours des temps géologiques. Le travail de cette thèse corrobore l’hypothèse de l’évolution épisodique de ces sols tropicaux et souligne leur importante stabilité dans les temps géologiques. / Laterites are covering a third of the continental surfaces. Understanding their evolution through the ongoing climate change is critical to predict the future Critical Zone transformation. Laterite duricrusts can contain several generations of secondary minerals that can be correlated with distinct paleoclimatic events. Isotopic studies showed that loose laterites may also be formed by several generations of secondary minerals. The objective of this PhD was to confirm that loose laterites contain several generations of kaolinites and that they formed during regional and/or global paleoclimatic events. With this aim in view, a recent dating methodology, the Electron Paramagnetic Resonance dating of kaolinites, was used on tropical regolith profiles from three continents with distinct geodynamic histories: India (Karnataka plateau), South America (Rio Negro basin, Brazil) and Australia (Syerstone region, New South Wale). The data set of this PhD confirms that a regolith contains several generations of kaolinites. All the identified generations of the present study can be correlated with regional paleoclimatic events or with tropical weathering favourable periods initiated by global paleoclimatic trends. Kaolinite generations formed preferentially during high precipitations periods and result from the rejuvenation of laterite profiles. The results of this PhD confirm that laterites have an episodic evolution.

Le présent mémoire est destiné à présenter la constitution géologique et les problèmes qui en dérivent de 3 sites de barrages en amont de la Plaine de Tananarive dont le projet d'aménagement est en cours d' étude. La première partie comporte surtout des pages documentaires. Il s'agit de données générales qui serviront de références pour les études suivantes. Elle comprend: - une vue très rapide sur la géologie d'ensemble de Madagascar et sur celle des sites ; - une étude sur les latérites et les lavaka qui sont des faits régionaux et qui posent de sérieux problèmes quant à la valeur des sites; - une vue d'ensemble sur le projet d'aménagement de la Plaine de Tananarive. Elle permettra de comprendre l'importance du rôle que jouent ces sites dans l'aménagement. La deuxième partie expose nos observations personnelles détaillées sur les sites étudiés. Elle se compose pour chacun des sites d'une étude géologique détaillée et d'un aperçu sur leurs caractères géotechniques. Enfin les latérites et les "lavaka" constituant pour une bonne partie de Madagascar des terrains dont le comportement du point de vue géotechnique est loin encore d'être connu nous avons jugé bon de rassembler en une troisième partie de ce mémoire les résultats d'analyses et les renseignements relatifs aux échantillons prélevés. De la sorte dans la deuxième partie, en ce qui concerne les latérites,ne traiterons-nous que le nécessaire. Les références seront données pour permettre au lecteur de trouver les résultats analytiques complémentaires dans la troisième partie.

ALe bloc de latérite taillée (BLT) est l’un des matériaux en terre les plus utilisés parmi tant d’autres dans les constructions traditionnelles de l’Afrique tropical où la roche latéritique est en abondance. La demande grandissante du public et des acteurs locaux concernant ces matériaux de construction va actuellement vers un habitat traditionnel à rénover ou contemporain à concevoir pour demain. Cependant, les caractéristiques et les performances de ce matériau sont encore peu connues, ce qui limite son utilisation dans la maçonnerie. L’objectif de ce travail de thèse est donc de contribuer à la valorisation dans l’habitat de ce matériau traditionnel, universel, économique, à fort potentiel constructif, recyclable mais considéré aujourd’hui comme un sous-produit, voire déchet de carrière pour la terre. Cette étude réalisée sur les sites de l’exploitation de BLT et aux laboratoires est conduite en trois phases. La phase d’étude in-situ a permis de décrire la géologie des sites, les profils des quatre carrières d’étude, les techniques d’exploitations locales du matériau et les différents types d’habitat construits avec le BLT. La phase d’études au laboratoire a permis de déterminer la composition chimique et minéralogique, les propriétés physiques et hydriques (masses volumiques, porosité, absorption d’eau), les performances mécaniques (résistance à la compression, à la flexion, module de Young) et thermique (variation d’humidité et de température) dans un bâtiment pilote construite avec le BLT et à l’utilisation des paramètres obtenues dans les essaies du laboratoire pour modéliser une maçonneries en BLT et étudier la faisabilité de construction d’habitations à plusieurs niveaux. / ALaterite Dimension Stone (LDS) is one of the most used earth materials for traditional constructions in tropical Africa, where the laterite rock is abundant. There is a growing interest about these materials among local stakeholders, for the maintenance and renovation of existent traditional buildings as well as for the conception and design of future constructions. However, little knowledge exists concerning technical characteristics and performances of this material and this hinder its use in masonry. The objective of this work is to give a contribution for the fostering of the utilisation of such material, which is traditional, universal, cheap, with high utilisation potential, recyclable, but currently considered as a by-product or waste from quarries. This study has been carried out in three phases, both at field level (in selected quarries) and at laboratory level. The first phase (in-situ study) allowed the description of (a) the local geology, (b) the geological profiles of four selected quarries, (c) the local utilisation patterns for this material, and (d) the local construction schemes for buildings where LDS are used. The laboratory phase allowed the assessment of the chemical and mineralogical composition of rocks, their physical and hydraulic properties (densities, porosity, water absorption), their mechanical performances (compressive strength, flexural strenght, Young’s modulus) and their thermal features (thermal conductivity, diffusivity). The third phase consisted in the monitoring of thermal parameters (temperature and humidity) in a pilot LDS building and in the numerical modelling of a masonry building, using the results form phase no. 2 as input parameters, with the aim of investigating the feasibility of construction of a multi-storey house.

Les eaux usées sont très souvent enrichies en phosphates issus des activités anthropiques, leur rejet dans le milieu naturel sans traitement adéquat entraîne une eutrophisation rapide du réseau hydrographique de surface. L’objectif de cette thèse est de caractériser et d’étudier la possibilité de rétention des phosphates des eaux sur des géomatériaux efficaces et disponibles en quantité suffisante en Côte Ivoire. A terme, ce travail permettra de valoriser des matériaux géologiques, sans intérêt minier, en produits aux applications environnementales. A cet effet la latérite le grès et le schiste ont été sélectionnés et préparés par broyage mécanique pour produire des fractions inférieures à 80 µm. Ces rétenteurs ont été analysés par diffraction des rayons-X, microscopie électronique à balayage (MEB) et à transmission (MET), spectroscopie infrarouge (IR). Les analyses texturales ont été conduites par volumétrie d’adsorption du diazote (N2) à 77K. La granularité a été déterminée par diffusion laser et par sédimentation. Les mesures de la capacité d’échange cationique (CEC), ont été effectuées par spectroscopies UV visible et par ICP-AES et ICP-MS. La synthèse de l’ensemble des données minéralogiques montre de forts pourcentages en oxydes et oxyhydroxydes de fer, d’aluminium et de calcium pour ces trois matériaux. Cette composition confère à la fraction fine des surfaces spécifiques de 34 ; 4,7 et 16,5 m2/g respectivement pour la latérite, le grès et le schiste. De plus les charpentes minérales des ces matériaux révèlent la présence de méso et microporosité. Les rétenteurs ont ensuite été évalués dans le traitement en batch d’un effluent synthétique obtenu par dissolution du dihydrogénophosphate de potassium (KH2PO4), dans l’eau distillée. Les doses optimales et les temps d’équilibres ont été déterminés. Les isothermes de rétention ont ensuite été construites à 20, 30 et 40°C. L’affinité des phosphates pour les trois adsorbants est plus importante pour la latérite, ensuite le grès et enfin le schiste. L’adsorption dépend fortement du pH. Les taux de rétention des phosphates sur le grès semblent indépendants de la température. En revanche, ceux de la latérite augmentent dans le sens contraire de la température et l’inverse pour le schiste. Plusieurs modèles cinétiques (pseudo-premier ordre, pseudo-second ordre, Elovich et de diffusion) ont été évalués, de même que les paramètres thermodynamiques. Les réactions d’adsorption sont parfaitement décrites par le modèle de pseudo-second ordre. Les données des équilibres d’adsorption permettent de définir des intervalles où l’adéquation aux modèles de Langmuir et Freundlich semble parfaite. Le mécanisme de rétention proposé suggère l’existence de deux types de sites. L’analyse par infrarouge (DRIFT) des matériaux après adsorption montre une part importante des interactions de type chimique dans la rétention des phosphates sur la latérite et le grès. L’ensemble des résultats obtenus confirme la possibilité d’utiliser la latérite, le grès et le schiste pour déphosphater les eaux. Cependant la latérite présente de plus fortes potentialités par rapport aux autres adsorbants testés / Wastewaters are often loaded in phosphate from human activities. The discharge of such wastewater without adequate treatment leads to rapid eutrophication of water bodies. The main of the present thesis was to characterize and investigate the removal efficiency of phosphate from water by natural geological material available in large amount in Ivory Coast. Ultimately, it has ambition to valorize geological material without mining interest for environmental purposes. For this research, the laterite, sandstone and shale were selected and prepared by mechanical crushing to obtain fine fractions below 80 µm. Detailed study to characterize these three rocks powder was performed, thus several mineralogical and physico-chemical properties were determinated by means of : X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS), N2-adsorption/desorption techniques (BET), energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX), particle size distribution, cation exchange capacity and chemical analyses by atomic emission spectrometry (ICP-AES) and mass spectrometry (ICP-MS). Data shows high percentages of iron, aluminum and calcium oxides and oxyhydroxides for these three materials. This composition confer to the fine fraction the specific surface of 34; 4.7 et 16.5 m2/g for laterite, sandstone and shale respectively. In addition, the mineral structures of these materials reveal the presence of meso-and microporosity. These materials were then evaluated in the batch treatment of synthetic liquid effluents containing pure KH2PO4. The optimal dosage and equilibrium times were detected. After, isotherms were built at 20, 30 and 40°C. It was shown that phosphate affinity for the three absorbents is more important for laterite, sandstone and shale. The absorption process is strongly depends on pH. Phosphate retention rate on sandstone seem not to depend on temperature, on the other hand, those of laterite increase on the contrary way of the temperature and vice versa for schist. Several kinetic models (pseudo first order, pseudo second order, Elovich and diffusion models) were evaluated as well as thermodynamic parameters. Absorption reactions are perfectly described by the pseudo second order. Absorption equilibrium data allow defining interval where Langmuir and Freundlich model seems perfect. The proposed retention mechanism suggests the existence of two kinds of sites. DRIFTS analyses of adsorbents after adsorption revealed chemical interaction on adsorption process onto laterite and sandstone. This study demonstrated that laterite, sandstone and shale are an effective adsorbent for phosphate removal from aqueous solution. However, laterite shows a strong potentiality compared to the two others adsorbents

La Nouvelle-Calédonie détient d’importantes réserves de nickel latéritique et est devenue, en 2017, le cinquième producteur mondial de Ni. Ces dépôts sont habituellement considérés comme résultant d’altération latéritique intense de la péridotite, qui constitue la principale source de nickel. Ainsi, le principal modèle conceptuel de la formation des minerais de nickel latéritique en Nouvelle-Calédonie est un modèle per descensum où la plupart des éléments (Mg, Ni et Si) ont été lessivés depuis la surface, en particulier lors du développement du sol latéritique. Le nickel est ensuite reprécipité, soit dans la goethite de la latérite fine, soit au niveau de la saprolite, sous forme de goethite et de silicates Mg-Ni, dont des talc-like ou kérolite. Les observations minéralogiques et structurales récentes ainsi que les données minières ont cependant mis en évidence de nombreux types d’hétérogénéités dans les concentrations, et la distribution des porteurs de Ni. Comprendre les facteurs la mobilité de cet élément, ses mécanismes de piégeage ainsi que les paramètres chimiques et hydrodynamiques à l’origine de ce piégeage, est essentiel afin de prévoir la distribution du nickel dans les profils latéritiques en Nouvelle-Calédonie, et constitue l’objectif de cette thèse. Ce travail est basé sur le développement (i) d’un modèle 1D s’intéressant en particulier au comportement géochimique du nickel lors de l’altération de l’ophiolite, sa comparaison avec les observations in situ et une compréhension détaillée de la mobilité des éléments traces pendant le processus, et (ii) d’un modèle 2D hydro-géochimique couplé avec l’hydrodynamique complexe des profils latéritiques, améliorant ainsi la connaissance du contrôle structural sur la redistribution et la minéralisation du nickel. Tandis que les simulations 1D permettent de mieux comprendre les aspects chimiques contrôlant les processus de rétention du nickel au sein d’un profil, le modèle 2D se révèle être un outil puissant pour la compréhension de la formation des dépôts locaux les plus riches en nickel. Les résultats du modèle 2D montrent une remobilisation du nickel depuis les horizons supérieurs puis sa reprécipitation sous forme de silicates dans la saprolite. Le nickel remobilisé provient principalement de la zone saprolitique à cause de la dissolution des silicates de nickel formés précédemment ainsi que de l’olivine résiduelle de cette zone. Ce modèle a également révélé que l’horizon latéritique (et en particulier les oxy- hydroxydes de nickel) avait un faible impact dans la remobilisation du nickel. L’infiltration latérale de l’eau contenant le nickel dissout issu des formations surincombantes est à l’origine de la formation des zones les plus riches dans les parties inférieures du profil. Cette redistribution est entièrement contrôlée par l’hydrodynamique locale, la topographie ainsi que l’orientation et la position des fractures. Les modèles présentés permettent d’expliquer les processus de formation des minerais de nickel latéritique saprolitique, améliorant ainsi la compréhension des paramètres contrôlant la mobilité des éléments traces dans un environnement ultramafique. Ceci donne une nouvelle clé de distribution du nickel dans les profils actuels, qui peut devenir un outil pour la prospection minière, et la recherche de nouvelles ressources exploitables / New Caledonia hosts significant lateritic nickel reserves, and presently became the fifth largest Ni producer in the world. These deposits are generally thought to be closely as- sociated with the intense chemical and mechanical weathering of peridotite bedrock that is a principal source of nickel. Thus, the main ore genesis model for Ni ores in New Caledonia is based on a single per descensum model where most elements (Mg, Ni, and Si) are leached from the surface, particularly, during lateritic soil development. Nickel is then concentrated either in the fine-grained laterite where goethite is the main Ni bearer, the so-called ’lateritic ore’, or below the laterites, in the saprolite level, where nickel occurs as goethite and several types of Mg-Ni silicates, in particular kerolite. Recent mineralogical and structural observations together with mining data have revealed a lot of different types of heterogeneities associated with the distribution and mineralogy of Ni bearing minerals. Therefore, in depth investigations of Ni mobility, its retardation processes along with its governing chemical and hydrodynamic parameters are of big importance for understanding and subsequent prediction of Ni distribution in profiles of New Caledonia. Such an investigation is an objective of the present work. The concept is based on the development of i) a powerful 1D model with particular emphasis on Ni geochemical behavior during ophiolite weathering, its comparison with in situ observations, and detailed understanding of trace elements mobility, and ii) 2D hydro-geochemical model coupled with complex hydrodynamics, that would additionally provide new insight into the structural control on Ni redistribution and mineralization. While the 1D simulations provide a remarkable result for understanding the chemical features that drive Ni retention processes in a profile, 2D model appears to be a powerful tool for understanding how local Ni-enrichments may form. The results of this model show the reactivation of Ni from upper horizons and its concentration in neo-formed silicates in bottom of the saprolite. The reactivated Ni comes mostly from the saprolite horizon due to the redissolution of previously formed Ni-bearing silicates and still persisting in this olivine zone. Modeling has revealed minor contribution of the laterite horizon (Ni-oxi-hydroxides) into the Ni remobilization. The lateral infiltration of water with remobilized Ni from areas such as topographic highs to downstream slope areas leads to the formation of richest deposits in this lower part of profile. The manner of redistribution is fully governed by the topographic slopes, orientation and position of the fractures. Presented models appear to be of importance in attempt of explanation of Ni mineralization processes, revealing the main keys to understanding the control of trace elements mobility in ultramafic environment. The latter gives new insights into the Ni distribution in present day profiles and, therefore, may greatly help in mineral prospecting and forecasting the distribution of future resources

L'étude des sols latéritiques de la région de l'Agnéby en Côte d'Ivoire a été effectuée sur les données géotechniques des rapports d'étude de dix sections de routes construites en utilisant des graveleux latéritiques dans la structure de chaussée. Ces données comportaient des courbes granulométriques, des limites de consistance pour la fraction fine, des résultats d'essais Proctor modifié et d'essais CBR. Ces données ont fait l'objet de traitements statistiques classiques (caractérisation de la variabilité de chaque paramètre géotechnique, recherche de corrélations entre paramètres) et d'une analyse factorielle en composantes principales de l'ensemble des données (188 prélèvements). L'étude conclut que les échantillons de sols latéritiques analysés ont des propriétés assez voisines pour que l'on ne puisse pas les différencier clairement par analyse statistique. Elle conclut qu'il serait utile de prolonger l'étude en couvrant un territoire suffisamment grand (pays, partie du continent africain) pour qu'on y trouve les différents types de sols latéritiques décrits dans la littérature, notamment des latérites de forêt comme celles de l'Agnéby, des latérites de savane et des latérites de cuirasses anciennes. Le mémoire propose une méthodologie pour cette étude plus générale. Le mémoire comprend six chapitres, une introduction et une conclusion générales et donne en annexe l'ensemble des valeurs des données géotechniques utilisées.

Le complexe plutonique (5 16 Ma ± 26) alcalin de Lueshe (NE Zaïre) est composé d'un corps syénitique bordé de carbonatites (sovite et béforsites). Des inclusions de composition minéralogique proche des syénitiques (nodules centimétriques à métrique) sont sporadiquement distribuées dans la sovite. Les nodules correspondraient à des fragments de composition syénitique incorporés et partiellement assimilées par le magma carbonatitique lors de sa mise en place. Leur composition chimique est intermédiaire entre celle des syénites et celle des carbonatites, alors que leur rapport TaINb est proche de celui des carbonatites. Les études pétrographiques, minéralogiques et géochimiques montrent que le magma syénitique et le magma carbonatitique ne sont pas cogénétiques. La composition géochimique des carbonatites est pluri-modale. Trois grands types ont été distingués. A Lueshe, le système magmatique aurait fonctionné en mode polyphasé véhiculant des magmas formés à des profondeurs différentes. Le magma carbonatitique riche en Mg serait généré à des profondeurs plus élevées (>20Kb) que celles nécessaires à la formation du magma riche en Ca. D'un point de vue minéralogique, la présente étude a mis en relief la grande vulnérabilité du pyrochlores vis-à-vis des conditions physico-chimiques du milieu, vulnérabilité qui se manifeste d'abord lors de l'altération hydrothermale par des franges réactionnelles (riches en Sr et TR), ensuite lors de l'altération supergène par des variations significatives de compositions chimiques. Le pyrochlore s'accumule de manière relative tout le long de la différenciation latéritique. Toutefois, il est affecté par des changements géochimiques successifs qui J'amène à des états à site A déficitaire mais sans changement d'état minéralogique. Les différentes compositions chimiques du pyrochlore dans les roches hydrothermalisées et dans les faciès latéritiques (kalipyrochlore, strontiopyrochlore, bariopyrochlore, calciopyrochlore) représentent des mémoires géochimiques des compositions des fluides, y compris les anomalies en Ce (ceriopyrochlore). A ces variations géochimiques supergènes qui sont détectés par analyse à la microsonde, il faut ajouter les phénomènes d'hydratation bien visualisés en spectroscopie infrarouge. L'étude de l'évolution thermique par couplage IRTF-analyse thermique des pyrochlores montre deux comportements contrastés entre le pyrochlore altéré et le pyrochlore frais. Ce dernier affiche une grande stabilité structurale tout le long du programme thermique, alors que le pyrochlore altéré s'avère moins stable et subie un changement d'état minéralogique qui se traduit dans la courbe DTA par un pic exothermique. L'analyse simultanée par IR des émanations de gaz indique que ce changement minéralogique est étroitement corrélé à la fin de la phase de déshydratation du pyrochlore.

Les travaux présentés dans ce mémoire sont principalement consacrés à l’étude des processus d’adsorption des ions phosphate par des matériaux naturels de Côte d’Ivoire : le schiste ardoisier; le grès et la latérite. L’objectif final est une application de ces matériaux comme massifs filtrants de marais artificiels pour la déphosphatation des ERU (Eaux Résiduaires Urbaines (ERU)). Dans un premier temps, la réactivité des ions phosphate a été abordée vis-à-vis du schiste en réacteurs « batch » et colonne. L’influence de différents paramètres physicochimiques a été caractérisée. La capacité d’adsorption diminue avec la dose de schiste qui augmente. Elle dépend du pH et diminue lorsque celui-ci augmente dans la gamme 2-11 puis ré-augmente au-delà. Une corrélation entre concentration aqueuse en ions calcium, magnésium, aluminium et fer issus de la dissolution du schiste et concentration en ions phosphate en solution a été établie. Une cinétique de pseudo-second ordre a été mise en évidence et les isothermes ont été décrites à partir du modèle de Langmuir. Les expériences réalisées en réacteur colonne, pour une concentration initiale en ions phosphate de 25 mg L-1 et à un débit de 0,23 ml min-1 présentent une percée à V/Vp = 17 correspondant à une capacité de sorption de 0,2 mg g-1en accord avec les expériences en réacteur « batch ». Un réacteur micro-pilote de type marais artificiel à écoulement vertical saturé garni de schiste ardoisier a été développé et les performances vis-à-vis des ions phosphates, de l’azote, des MES (Matières En Suspension) et de la matière organique ont été évaluées. L’influence de la granulométrie du massif filtrant et de la densité de culture du panicum maximum sur la performance de ce micro-pilote a été établie. Le filtre de schiste de granulométrie la plus fine présente une performance épuratoire légèrement supérieure. Le débit d’infiltration dans les filtres diminue après traitement de l’ERU et le taux de colmatage est moins élevé pour les filtres plantés. La densité de culture la plus élevée conduit à une performance épuratoire légèrement plus favorable. La capacité d’adsorption des ions phosphates liée aux plantes seules est faible, confirmant l’importance du choix du massif filtrant. La réactivité des ions phosphate a été finalement étudiée vis-à-vis du grès et de la latérite en réacteurs « batch » et colonne. Le statut du fer, en substitution dans des argiles pour le schiste et sous forme d’hématite et goethite dans la latérite et le grès influence la réactivité du matériau. L’ordre d’efficacité des adsorbants a été établi comme suit : latérite ≥ grès ≥ schiste. Ces trois matériaux offrent des perspectives intéressantes en tant que massifs filtrants de marais à flux vertical saturé / This thesis is devoted to the study of phosphate ions adsorption processes by natural minerals of Ivory Coast, i.e. shale, sandstone and laterite mainly. Phosphate sorption by shale was first investigated in batch and column experiments. Batch experiments allowed the assessment of the influence of initial phosphate concentration, sorbent dosage, contact time, and pH on phosphate removal. The phosphate removal efficiency increased with increasing shale dosage while phosphate uptake decreased. Phosphate uptake strongly depended on pH, decreasing first with increasing pH in the range of 2-11 and then increasing at the highest pH value of 12. A correlation between aqueous Ca, Mg, Al, and Fe concentrations and phosphate uptake was observed. The kinetics was well described using the pseudo-second order model and isotherms with Langmuir sorption model. Column experiments with a flow rate of 1 ml min-1 and 25 mg L-1 initial phosphate concentration showed a breakthrough point at V/Vp of ~17 corresponding to a phosphate uptake of 0.2 mg g-1 in agreement with batch experiments. The performance of shale was evaluated as filter material in (Vertical Flow Constructed Wetland) VFCW in removal of phosphate ions, nitrogen, suspended solids, and organic compounds, using municipal wastewater. The influence of both shale granulometry and plants density was evaluated. The shale with the finest particle size offers a slightly higher efficiency. The flow rate decreased after wastewater treatment and the fooling is less pronounced for planted VFCW. The filter with the highest plant density offers only slightly higher efficiency towards phosphate and nitrate removal. The phosphate sorption capacity of the plants is negligible confirming the importance in the choice of the filter medium. Finally, phosphate removal by shale was compared to sandstone and laterite in both batch and column experiments. The different chemical compositions of the materials influence strongly the reactivity towards phosphate ions. It is supposed that the status of iron in the material, i.e. in substitution in clays in shale and occurring as hematite and goethite in laterite and sandstone, explained the differences of reactivity. Both batch and column experiments revealed that phosphate uptake decreased in the following ranking order laterite > sandstone > shale. These three materials appear as promising filter materials in VFCW