Thesis (M.Sc.) - Dept. of Botany, University of Adelaide, 1982. / Typescript (photocopy).

En Méditerranée, comme dans de nombreux autres endroits autour du monde, les herbiers à phanérogames marines sont en régression suite à laugmentation des pressions anthropiques sur les zones côtières. Dans ce travail, nous avons abordé la problématique de la transplantation de Posidonia oceanica dans la Baie de la Revellata. Les objectifs de ce travail étaient, dune part, de tester une technique de transplantation écologiquement « propre » et lutilisation de pousses « flottantes » comme transplants. Dautre part, notre travail devait nous permettre dessayer de mettre en évidence les modifications, tant morphologiques que physiologiques intervenant dans les transplants de P. oceanica. Enfin, le bouturage naturel étant une voie de recolonisation connue chez les phanérogames marines, notre recherche devait permettre de mieux appréhender la biologie fondamentale de cette espèce et de vérifier si cette recolonisation par bouturage naturel est vraiment envisageable. Les matériaux choisis pour fabriquer les grilles de transplantation, à savoir, du bambou et des liens en sisal, ne permettent pas de réaliser des expériences de transplantation à long terme. En effet, le bambou bien que peu putrescible sest quand même désagrégé après les 3 ans de transplantation mais surtout, les liens en sisal se sont rompus dès la première année dexpérience entraînant la destruction des grilles et le détachement des transplants. Le taux de survie sur les grilles a été mesuré régulièrement entre mars 2002 et mars 2005. Les résultats obtenus pour les transplants orthotropes montrent que les transplants survivent bien durant la première année dexpérimentation mais par la suite, le taux de survie diminue régulièrement pour atteindre une valeur très basse après trois ans. De faibles taux de survie ont été observés dans dautres expériences de transplantation réalisées sur P. oceanica. Au niveau des transplants plagiotropes, le taux de survie est resté très élevé durant plus dun an mais est rapidement tombé à zéro par la suite. Une des principales causes de ces mauvais taux de survie est la destruction des grilles qui maintenaient les transplants en place. Le taux de ramification obtenus sur les transplants orthotropes survivants sont encourageant puisque la grande majorité des transplants ont développé de nouveaux faisceaux. Le nombre de faisceaux de feuilles par transplant augmente rapidement tout au long de lexpérience et après trois ans, certains transplants ne portant quun unique faisceau de feuille au départ, en présentaient jusquà six. Pour les transplants plagiotropes, on observe une augmentation rapide du nombre de faisceaux de feuilles en début dexpérience puis cette augmentation diminue et le nombre de faisceaux est resté stable. Différents paramètres biométriques ont régulièrement été mesurés en laboratoire sur les transplants durant les 3 années dexpérience. On peut noter des différences significatives entres les résultats obtenus sur les transplants et ceux mesurés sur les pousses témoins à 17 mètres de profondeur. Le nombre de feuilles par faisceau est plus faible sur les transplants. De même, la longueur maximale des feuilles, leur largeur et donc la surface foliaire, bien que suivant les mêmes variations saisonnières que celles des pousses témoins, sont inférieures dans les transplants. La croissance et la biomasse foliaire des transplants sont significativement plus faibles que celles des pousses témoins. Au niveau de la biomasse racinaire, par contre, on observe un développement des racines dès le troisième mois dexpérience et cette augmentation se poursuit durant les trois années de croissance des transplants. Cette augmentation de la biomasse racinaire au détriment de la biomasse foliaire indique bien le rôle prépondérant joué par les organes souterrains dans la survie et le développement des transplants. Les modifications des paramètres biométriques saccompagnent de modifications au niveau morphologique. Les transplants initialement orthotropes changent de mode de croissance et deviennent progressivement plagiotropes avec des rhizomes horizontaux, des feuilles courbées, plus étroites et plus courtes que les témoins orthotropes. Le mode de croissance plagiotrope étant la forme colonisatrice de P. oceanica, ce changement constitue une modification positive et indispensable pour la recolonisation des zones altérées. Les concentrations en chlorophylles ont été mesurées dans les feuilles des transplants et des pousses témoins entre mars 2002 et mars 2005. Les résultats obtenus montrent une évolution saisonnière marquée dans les deux types de pousses. Les transplants montrent des concentrations nettement inférieures à celles des pousses témoins dès leur mise en place. Malgré une augmentation constante des concentrations dans les transplants durant les trois ans, les concentrations mesurées à la fin de lexpérience restent toujours plus faibles dans les transplants. Ce déficit en chlorophylle peut en partie expliquer la croissance et la biomasse réduites des transplants. Les dosages des concentrations en fer dans les différents organes des transplants et des pousses témoins ne montrent pas de différence significative entre les deux types de pousses. Le fer et la chlorophylle étant métaboliquement liés, un déficit en fer aurait pu expliquer les différences observées dans les concentrations en chlorophylles entre pousses témoins et transplants mais cette situation doit trouver sa source ailleurs. Les concentrations en carbone et en azote ont également été mesurées dans les différents organes des transplants tout au long de lexpérience. Si les concentrations en carbone ne montrent pas de différences significatives entre les pousses témoins et les transplants, les concentrations en azote, elles, diffèrent significativement. En effet, dans les feuilles des transplants, les concentrations en azote son plus faibles tout au long de lexpérience. La situation est la même dans les rhizomes en début et en fin dexpérience. Enfin, dans les racines, les comparaisons ponctuelles effectuées semblent également indiquer un déficit en azote dans les tissus des transplants. Comme cela à déjà été noté dans dautres expériences, il semble que les transplants nont pas les capacités dassimilation nécessaires pour faire face à leurs besoins en nutriments. La situation est la même pour les concentrations en phosphore dans les différents organes des transplants. Les concentrations mesurées sont significativement plus faibles que celles mesurées dans les pousses témoins à la même profondeur. A nouveau, ce déficit en phosphore est présent dès la mise en place des transplants. Au vu des différents dosages réalisés dans les transplants pendant notre étude, il semble que lutilisation de pousses « flottantes » comme transplants ne constitue pas une bonne alternative à larrachage de pousses saines dans lherbier en place. En effet, les dosages réalisés en début dexpérience ont montré que les pousses « flottantes » récoltées présentaient déjà un déficit en chlorophylles et en nutriments dans leurs feuilles, ce qui représente un handicap pour leur bon développement. Etant donné le stress et les conditions de vie difficiles que doivent supporter les transplants (isolation de lherbier, absence de racines), il est nécessaire que les pousses transplantées soient saines et en possession de leur stocks de nutriments intacts. Les essais de fertilisation du sédiment à laide de bâtonnets dengrais commerciaux nont pas donné de résultats satisfaisants. Les paramètres biométriques mesurés dans les transplants nétaient pas différents de ceux mesurés sur les transplants non fertilisés. Au contraire, les grilles fertilisées montraient en moyenne moins de faisceaux de feuilles que les autres. Par contre, au niveau des concentrations en chlorophylles, les transplants fertilisés montraient des valeurs plus importantes. Toutefois, ces concentrations en chlorophylles plus élevées nont pas induit une augmentation de la croissance des feuilles. Dans les feuilles et les racines des transplants fertilisés, on a observé une augmentation des concentrations en azote mais a nouveau pas de stimulation de la croissance et du développement. La méthode dengraissement utilisée ne semble donc pas convenir pour améliorer le développement des transplants. Enfin, les expériences de marquages isotopiques réalisées en fin dexpérience nous montrent que les différents processus de transport des nutriments entre les différents compartiments de la plante sont bien présents et les nutriments assimilés au niveau des feuilles sont transportés vers les organes souterrains pour assurer le développement rapide des racines. Par contre, les processus de recyclage de ces nutriments sont très réduits voire absents dans les transplants puisquon nobserve aucun transport des nutriments depuis les feuilles adultes vers les feuilles intermédiaires en croissance active. Les expériences de marquages réalisées à long terme ont confirmé le transport des nutriments depuis les feuilles vers les organes souterrains et ce durant les 9 mois dexpérience. A nouveau, ces nutriments doivent être utilisés pour le développement du système racinaire indispensable à lassimilation des nutriments nécessaires pour couvrir la croissance et le développement des transplants. En conclusion, la transplantation de P. oceanica semble difficile à réaliser et en dehors dun mauvais choix de support, les dosages réalisés nous montrent que les transplants ont des difficultés à faire face à leurs besoins en nutriments nécessaires à leur développement en absence de connexion avec le reste de lherbier et en absence de racines. La colonisation ou la recolonisation par bouturage de pousses de P. oceanica naturellement arrachées semble donc être peu probable et très aléatoire au vu des données récoltées dans ce travail.

Au cours du siècle dernier, le développement des activités anthropiques a engendré une augmentation des pressions sur les écosystèmes marins côtiers. Les données scientifiques pour aborder ce phénomène sont fragmentaires et d’une précision insuffisante (de l’ordre du km) pour la prise de décisions locales. La gestion de ces menaces multiples et simultanées exige pourtant des données fiables et précises sur la répartition des pressions et la localisation des écosystèmes les plus sensibles. Ces constations ont été à la base de la rédaction de deux directives européennes (la DCE, directive cadre eau et la DCSSM, directive cadre stratégie sur le milieu marin). Afin de répondre à ces directives, les objectifs de ce projet doctoral ont été de caractériser la vulnérabilité et d’aborder la sensibilité de deux écosystèmes marins prioritaires : les herbiers de posidonie et les communautés coralligènes. Ce projet focalisé sur la méditerranée française a permis la quantification et la localisation de ces écosystèmes et des pressions anthropiques auxquelles ils sont soumis, ainsi que l’estimation de leur état écologique à une résolution fine (de l’ordre de 20 m). Le déclin des herbiers a également pu être modélisé en relation avec les pressions et la profondeur et a permis de définir des seuils de résistance de cet habitat aux différentes pressions et des zones prioritaires de gestion. Ce travail devrait contribuer à améliorer l'élaboration d'indicateurs pour l'évaluation de l'état de santé des systèmes côtiers. Il pourrait également aider à mieux appliquer et coordonner les mesures de gestion à une échelle pertinente pour la conservation de la biodiversité. / During the last century, human activities were at the origin of increasing pressures impacting marine coastal ecosystems. Scientific data concerning this phenomena are fragmentary and the grid scale (1 x 1 km pixel) is insufficient to permit relevant local decision making. The management of these multiple and simultaneous threats necessitates reliable and accurate data concerning the distribution of pressures and the localization of the most sensitive ecosystems. This is at the origin of two European directives: the Water Framework Directive (WFD) and the Marine Strategy Framework Directive (MSFD). In response to these directives, the objectives of this work were to characterize the vulnerability and sensitivity of two priority ecosystems: Posidonia oceanica seagrass beds and coralligenous reefs. Focusing on the French Mediterranean coastline (depth ranging from 0 to – 100 m), results were: the fine-scale (20 x 20 m pixel size) quantification and localization of the encountered anthropogenic pressures, the quantification and localization of these two priority ecosystems, and the assessment of their ecological state. Seagrass beds decline was modelled in link with depth and pressures; resistance thresholds to pressures, but also management priority areas were defined. This work should contribute to improve the development of indicators for the ecological state of coastal ecosystems. It should also help to better apply and coordinate management actions at a relevant scale for biodiversity conservation.

Plant roots host a wide spectrum of endophytic fungi ranging from parasites through neutralistic fungi to mutualistic mycorrhizal fungi. In most of terrestrial ecosystems, these groups of symbiotic fungi are well documented. However, much less is known about fungal endophytes of aquatic plants, especially the only group of submerged marine plants, seagrasses. We focused on roots of the seagrass species Posidonia oceanica which is a Mediterranean endemite. Its roots hosted an abundant presence of endophytic fungi. We examined the roots using optical and electron microscopy in order to study its morphology. We isolated the mycobionts and determined their taxonomic classification. A specific symbiosis of P. oceanica roots and dark coloured septate fungus has been recorded all over a vast area of the Mediterranean spreading from southern Spain to south Turkey. The fungus forms distinctive and typical structures: superficial hyphae occasionally forming hyphal sheaths or dense hyphal nets, intraradical hyphae colonizing extracellular space and, occasionally, primary cortex cells, and finally intracellular microsclerotia. The colonization pattern of the fungi resembles dark septate endophytes (DSE), group of fungi commonly found in roots of both terrestrial and freshwater plants. In our following studies, we...

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Estudio de la dosificación, fabricación y estudio de las propiedades mecánicas de los tableros estructurales derivados de la Posidonia Oceánica y partículas de madera de Pino Gallego.

De nombreuses sources cellulosiques sont disponibles en Tunisie en grandes quantités. On trouve par exemple des déchets d'origines agricoles (tiges de vignes) et des déchets marins (Posidonia oceanica feuilles et pelotes). La valorisation de ces déchets peut donc présenter une activité économique intéressante permettant la production de nouveaux produits et de matériaux biosourcés, c'est-à-dire de produits obtenus à partir de la biomasse végétale. Ce travail porte sur la préparation, la caractérisation et l'application de la nanocellulose. En fait, différentes qualités de nanocellulose, à savoir des nanocristaux de cellulose (NCC) et des nanofibrilles de cellulose (NFC), ont été produites et caractérisées par diverses méthodes. L'objectif était de mieux comprendre la structure et la morphologie des nanofibres obtenues à partir des deux plantes. Enfin, divers nanocomposites ont été élaborés en utilisant soit des nanocristaux de cellulose ou des nanofibrilles de cellulose comme élément de renfort de matrices polymères de type polyacrylate. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux reportés pour d'autres sources de plantes annuelles et de bois et montrent clairement que l'on peut considérer Posidonia oceanica et la tige de vigne comme une nouvelle source d'éléments de nanorenfort dans les applications nanocomposites. / Many cellulosic sources are available in Tunisia in large quantities such as agricultural waste (vine stems) and marine residues (Posidonia oceanica leaves and balls). Their valorization presents an interesting activity to produce new products and bio-based biomass materials. The present work deals with the preparation, characterization and application of nanocellulose. In fact, different qualities of nanocellulose, namely cellulose nanocrystals (CNC) and cellulose nanofibrils (CNF) were produced and characterized by various methods. The objective was to better understand the structure and morphology of the nanofibers obtained from both plants. Finally, various nanocomposites were prepared using the cellulose nanocrystals and cellulose nanofibrils as reinforcing element in polyacrylate polymer as matrix. The obtained results were compared with those reported for other sources such as annual plants and wood. It has been shown that nanocellulose from Posidonia oceanica and vine stem can be used as a new alternative nanoreinforcing source in nanocomposite applications.

Dans ce travail de thèse, nous proposons dans une première partie l’usage de fibres de la plante marine Posidonia-Oceanica pour la fabrication de matériaux d’isolation thermique de bâtiments. Les caractérisations thermiques effectuées ont permis de mettre en évidence l’effet de la densité des fibres et de traitements chimiques. Il apparaît que ce type de fibres possède une conductivité équivalente à celle d’autres isolants courants et une capacité thermique massique plus élevée. La conductivité thermique en fonction de la masse volumique est comprise entre 0.04 et 0.07 W.m-1.K-1. La capacité thermique massique atteint environ 2500J.kg-1.K-1. Il apparaît également que l’influence du traitement chimique sur les propriétés thermiques n’est pas significative. Les résultats obtenus font de ces fibres un bon candidat pour une utilisation comme isolant thermique dans le domaine du bâtiment. Dans une seconde partie, ces fibres sont utilisées pour le renforcement d’une pâte de ciment. Une gamme de composites a été formulée pour des fractions volumiques en fibres allant de 0 à 20%. Une étude des propriétés hydriques de ces composites a été menée et complétée par des analyses par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et des mesures des propriétés thermophysiques par la méthode du Hot-Disk durant le cycle de séchage. D’autre part, la quantification de la sensibilité de ces matériaux à l’humidité relative a été réalisée par la mesure de la variation de la teneur en eau dans les échantillons dans des environnements à humidité contrôlée. Ces mesures permettent de déterminer le coefficient de diffusion de l’eau. Celui-ci augmente légèrement avec l’augmentation du taux de fibres dans le composite. Du point de vue thermique, l’ajout de fibres améliore les propriétés isolantes des matériaux. En effet, une diminution de 22% sur la valeur de la conductivité thermique est notée avec l’introduction de 20% de fibres, par comparaison à l’échantillon de ciment témoin. L’influence sur la diffusivité thermique et sur la capacité thermique massique n’est pas significative. Du point de vue mécanique, la résistance à la traction par flexion et la compression augmentent légèrement jusqu’à 5 à 10% en volume de fibres puis diminuent. En revanche, une augmentation notable des valeurs de ténacité a été observée avec l’augmentation du dosage en fibres. Une augmentation de 65% est observée avec l’ajout de 20% de fibres. En s'appuyant sur les observations expérimentales, une modélisation analytique simplifiée a été réalisée. Celle-ci permet d'obtenir des modèles de prédiction des valeurs de la conductivité thermique, de la résistance à la traction par flexion, de la résistance à la compression et de la ténacité en fonction de la quantité de fibres dans le matériau / In this work, we have firstly studied the use of fibers extracted from the marine plant Posidonia-Oceanica as loose-fill thermal insulation material for buildings. Measurements were conducted and allowed the determination of the effect of fibers density and chemical treatments on thermal properties. Thermal conductivities were lying between 0.04 and 0.07 W.m-1.K-1, whereas the heat capacity is about 2500 J.kg-1.K-1. Thus, it was found that fibers thermal conductivity is close to the one of commonly used thermal insulation materials and that their heat capacity is significantly higher. It was also found that the influence of chemical treatment on the thermal properties is not significant. Measurement results showed that these fibers could be a promising ecological loose-fill insulation material in the construction field. Secondly, fibers were used as reinforcement for cement paste. A set of composite samples were formulated by varying fibers volume fractions from 0 to 20%. Their hygroscopic, thermal and mechanical properties were evaluated. Composites were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and their thermophysical properties were measured with a Hot Disk thermal constants analyzer during the drying cycle. Sensitivity of these materials to relative humidity was examined by measuring the water content variation in controlled humidity environments. These measurements allowed the quantification of the water diffusion coefficient. This coefficient increased slightly with the increase of fibers content in composite samples. Concerning thermal properties, the addition of Posidonia-Oceanica fibers improved the material insulating properties. In fact, a decrease of about 22% on thermal conductivity values was found with the introduction of 20% of fibers compared to the unfilled cement paste. For Posidonia-Oceanica fibers volume fractions considered in this study (0 to 20 Vol.%), the effect of the presence of fibers on thermal diffusivity and on heat capacity is not significant, regarding the measurement uncertainties. Concerning mechanical properties, flexural and compressive strengths increased for about fiber volume fractions in the range of 5 to 10%. Moreover, a noticeable increase of toughness was observed with increasing fibers amount: for instance, an increase of about 65% was observed with the introduction of 20% of fibers in the composite. Based on the experimental observations, simplified analytical models were developed to predict thermal conductivity, flexural strength, compressive strength and toughness as a function of fibers volume fraction in the material