Ce projet a comme objectif général de participer au développement et de tester le potentiel de la méthode d’analyse par fluorescence aux rayons X du laboratoire de caractérisation non destructrice de l’Université de Montréal, en procédant à la caractérisation chimique de cherts provenant de deux carrières distinctes, exploitées à diverses périodes au cours de la préhistoire, soit celle de La Martre (DhDm-8, Gaspésie) et celle du site CkEe-28 (Témiscouata). En fonction des comportements de chacun des éléments, six d’entre eux furent sélectionnés pour effectuer la caractérisation, parmi lesquels on compte trois éléments majeurs (Si, Al, Fe) et trois éléments traces (Ba, La, Ce). D’un point de vue méthodologique, les résultats confirment que l’appareillage du laboratoire est apte à procéder à ce genre d’analyse non destructrice, tandis que sur le plan archéométrique, il s’est avéré possible de discriminer les cherts sur la base de graphiques et d’une analyse statistique discriminante. Afin de vérifier si cette caractérisation est utile et pertinente dans un cadre archéologique, l’analyse d’artéfacts en chert provenant des sites de l’anse à la Vache (DaEi-6, île Verte), Turcotte-Lévesque (DaEi-8, île Verte) et de Rimouski (DcEd-1) fut aussi effectuée dans le but de localiser l’un ou l’autre des cherts au sein des assemblages. Les résultats démontrent que la caractérisation est fonctionnelle dans un cadre archéologique, puisque les cherts des carrières de La Martre et Touladi furent repérés sur chacun des sites, à l’exception du site de Rimouski, où seul le chert Touladi semble présent. / The main objective of this project is to test, and to participate in the development of the non-destructive energy dispersive x-ray fluorescence chemical characterization method developed at the “Laboratoire de caractérisation non destructive de l’Université de Montréal”. To do so, I analyzed chert originating from two different prehistoric quarries, the La Martre quarry DhDm-8, Gaspé Peninsula, and that of quarry CkEe-28, Témiscouata, Québec. Both quarries were exploited intermittently from the Late PaleoIndian through the Archaic and into the Woodland periods. The six elements involved in the characterization, three major elements (Si, Al, Fe) and three trace elements (Ba, La, Ce), were selected because of their specific features. On one hand, results confirm that the Université de Montréal EDXRF analyzer is able to analyze with precision solid rock chips. On the other hand, by using bivariate and ternary plots, as well as discriminant analysis, I was able to distinguish one chert from the other. In order to ensure the validity of the chemical analysis, archaeological samples from sites on the St. Lawrence Estuary including Rimouski (DcEd-1), l’Anse à la Vache and Turcotte-Lévesque (DaEi-6 and DaEi-8) were tested and compared to the results for the quarry samples. Results show that the characterizatoin can be applied on archaeological artefacts since both cherts were located on every sites, except for Rimouski, where only Touladi chert was present. / En raison de la grande résolution des photographies des échantillons, celles-ci se trouvent dans un fichier complémentaire, puisque les conditions de forme imposées ne permettaient pas l'affichage intégral de ces images au sein du mémoire.

The ground beetles are one of the most worthwhile model groups of organisms for the indication of quality of environment due to their advantages such as simple identification, well known ecology of most species and described distribution. In this thesis I present the suitability of assemblages of ground beetles to evaluate the conservation value in two types of environment: (1) open forest in medium and lower altitudes, (2) post-mining biotopes as quarries and black coal dumps. I also discuss possible limitation of ground beetles as valid bioindicators and I recommend multi-taxonomical approach in ecological studies.

Economic development is one of the main objectives of developed and developing nations worldwide. Development comes with growth of urban areas. Urban growth is achieved through sand and gravel mining for construction of modern, attractive and durable structures. The study examined positive and negative environmental impacts of the continuous removal of river sand, pit sand and gravel from sampled rivers and open areas surrounding Gaborone developing Central Business District, malls and private properties in city. Quantitative and qualitative research designs that is questionnaire survey, oral interviews, field observation and measurements were used to collect data from selected sampled points. Metsimotlhabe and Ditlhakane rivers were selected because they are nearer to Gaborone and most river sand is mined from these rivers. More points were sampled from open areas in Kumakwane, Kopong and Bela Bela farms where pit sand and gravel are mined. Convenience and purposive sampling methods were used to pick questionnaire survey respondents (175) from Kumakwane and Metsimotlhabe villages where people affected lives. Findings of the study highlighted that river sand was mined most from rivers near Gaborone compared to pit sand and gravel because of its multi uses. Mining is important for economic development, to construct durable, modern structures, employment creation and revenue collection but removal of river sand leads to deepening and widening of rivers. Artificial rivulets are formed as resource is extracted uncontrollably. Pit sand and gravel are extracted from open areas creating uncovered deep pits, which caused of accidents to children and livestock. Erosion and environmental degradation occur due to continuous mining. Miners dispose waste on open areas and riverbeds causing land pollution. Dust and noise pollution from tipper trucks ferrying sand and gravel are a cause of concern to villagers as the trucks move even at night, disturbing sleep. Solutions to uncontrolled mining include 24 hour security and regular raids on illegal miners. The author recommends that heavy penalties should be imposed to curb illegal mining. High level decision making forum involving all stakeholders is necessary to discuss problems of illegal mining and how to limit negative impacts. Department of Mines need to develop an Environmental Management Plan and a close monitoring program nationwide. / Environmental Sciences / M. Sc. (Environmental Management)

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L’écologie de la restauration est une discipline scientifique qui a vu le jour il y a une quarantaine d’années pour tenter de compenser les impacts négatifs du développement des sociétés sur les écosystèmes. Aujourd’hui, suite à des méta-analyses planétaires révélant le succès relatif des opérations de restauration écologique, une nouvelle question émerge : faut-il restaurer activement ou laisser en libre évolution les écosystèmes dégradés ? C’est dans ce contexte que ce projet de thèse a eu lieu avec une démarche qui s’est voulue pluridisciplinaire et a porté sur l’étude de l’impact de carrières sur la steppe méditerranéenne de Crau (Bouches-du-Rhône, France). Deux cas ont été pris en compte, (i) d’anciennes carrières exploitées dans les années 1970 et abandonnées présentant une diversité de modalités d’exploitation ou de réaménagement et, (ii) une carrière encore en cours d’exploitation dont la législation oblige la remise en état. L’objectif est de mieux identifier les éventuels verrous scientifiques en matière de connaissances pour la restauration et mieux définir les attentes sociétales afin de proposer au final une stratégie générale destinée à servir à la gestion future de ces écosystèmes. Les recherches de cette thèse se sont basées sur deux grandes questions, réflexions : (1) Les opérations de restauration écologique mises en place permettent-elles de restaurer l’écosystème de référence (= ici l’écosystème préexistant) ? En comparant différents traitements de restauration sur le long terme (transfert de sol selon différentes modalités, dépôts de matériaux anthropogéniques, absence de réhabilitation), nous avons pu montrer que le transfert de sol reste une bonne méthode, surtout lorsque les caractéristiques initiales du sol sont respectées. Néanmoins, il ne compense toujours pas à moyen-terme (35 ans) la destruction de l'écosystème préexistant : le sol et la communauté végétale de la steppe de référence ne sont pas encore complètement rétablis. Une deuxième technique de mélange de sol lorsque le sol originel n’est plus disponible a également été testée, mais elle ne présente pas non plus un succès total de restauration à court terme (3 ans). Une deuxième question s’est donc posée en parallèle: (2) Sans restauration active, quelle est la valeur de la biodiversité générée par les activités humaines ? Et plus globalement, quelles natures voulons-nous ? Les carrières ont détruit l’écosystème steppique qui préexistait mais ont créé également de nouvelles conditions (pédologiques, de nouveaux habitats) qui soutiennent le fonctionnement et la connectivité d’espèces pionnières et abritent une importante biodiversité patrimoniale absente de l’écosystème d’origine. De plus, la comparaison entre les paysages de carrières et l’écosystème de référence auprès de différents acteurs territoriaux et du grand public a montré que les anciennes carrières sont perçues comme étant beaucoup plus naturelles que la steppe de référence et qu’elles sont également associées à une importante biodiversité. Ces résultats pourraient donc réorienter les choix de restauration ou de gestion, afin de choisir entre 1) ce qui est actuellement recommandé (une restauration active appliquée en fin d’exploitation avec l’écosystème historique en référence) et 2) une libre expression de la nature férale encore appelée restauration passive (avec ou pas réaffectation initiale ; i.e. où l’écosystème de référence est différent de l’écosystème préexistant). / Restoration ecology is a scientific discipline that has emerged forty years ago to try to compensate the negative impacts of society development on ecosystems. Today, following global meta-analyzes revealing the relative success of ecological restoration, a new question emerges: should we actively or passively restore degraded ecosystems? It is in this context that this thesis project took place with a multidisciplinary approach and focused on the study of quarrying impacts on the Mediterranean steppe of Crau (Bouches-du-Rhône, France). Two cases were taken into account: (i) old quarries operated in the 1970s and abandoned then, presenting a variety of exploitation types or rehabilitation modalities, and (ii) a quarry still in the process of exploitation, the legislation now requiring repairs. The aim is to better identify possible scientific obstacles in the field of knowledge for ecological restoration and better define societal expectations in order to finally propose a general strategy intended to serve the future management of these ecosystems. The research of this thesis was based on two major questions, reflections: (1) Do ecological restoration actions restore the reference ecosystem (= the pre-existing ecosystem)? By comparing different long-term restoration treatments (various types of soil transfers, anthropogenic deposits, lack of rehabilitation), we were able to show that soil transfer is still the best method, especially when the initial characteristics of the soil are respected. However, it still does not compensate in the medium term (35 years) for the destruction of the pre-existing ecosystem: the soil and the plant community of the reference steppe are not completely restored yet. A second soil mixing technique used when the original soil is no longer available has also been tested, but it is not very successful either in the short-term (3 years). A second question arose in parallel: (2) Without active restoration, what is the value of biodiversity generated by human activities? And more generally, what kind of nature do we want? Quarries have destroyed the pre-existing steppe ecosystem but have also created new conditions (soil, new habitats) that support the functioning and connectivity of pioneer species and shelter important heritage biodiversity that is absent from the pre-existing ecosystem. In addition, the comparison between the quarry landscapes and the reference ecosystem landscapes with different stakeholders and the general public has shown that the old quarries are perceived as being much more natural than the reference steppe and that they are also associated to an important biodiversity. These results could therefore reorient the choice of restoration or management, in order to choose between 1) what is currently recommended (active restoration applied after the end of quarry exploitation with the historical ecosystem as a reference) and 2) the free expression of feral nature also called passive restoration (with or without reclamation, i.e. where the reference ecosystem is different from the pre-existing ecosystem).

Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, έγινε με σκοπό την λεπτομερή περιγραφή των τεχνικό-γεωλογικών χαρακτηριστικών που δύναται να ταξινομήσουν τα βραχώδη υλικά, ύστερα από εργαστηριακές δοκιμές και μετρήσεις, ως κατάλληλα ή μη κατάλληλα για την χρησιμοποίησή τους ως αδρανή υλικά. Στην εργασία, γίνεται εκτενής αναφορά στις φυσικές-μηχανικές–χημικές–γεωμετρικές και άλλες ιδιότητες που παρουσιάζουν τα υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αδρανή, καθώς επίσης δίνεται και λεπτομερής περιγραφή των εργαστηριακών δοκιμών που διεξάχθηκαν, όπως προβλέπονται από τους Ευρωπαϊκούς Κανονισμούς (ΕΝ) περί καταλληλότητας των αδρανών υλικών που βρίσκονται σε συνάφεια με τις νομοθεσίες του Ελληνικού Κράτους. Η εν λόγω εργασία αναφέρεται στις χρήσεις αδρανών υλικών ως έρμα σιδηροδρομικών γραμμών και οδοποιίας. Εργαστηριακά, η παρακάτω διπλωματική εργασία βασίζεται στην λήψη δείγματος από βραχώδες διαβασικό και ηφαιστειακό υλικό το οποίο εξετάστηκε βάσει των πιο πάνω Ευρωπαϊκών Κανονισμών και στην συνέχεια συγκρίθηκε με τα προβλεπόμενα όρια της κάθε εργαστηριακής δοκιμής που αναφέρονται ως εργαστηριακά όρια χρήσης αδρανών υλικών σε έρμα σιδηροδρομικών γραμμών αλλά και οδοποιίας. Μια επιπλέον πτυχή του θέματος που εξετάζουμε είναι οι λατομικές ζώνες(λατομεία), οι οποίες ορίζονται ως ο χώρος που γίνεται μαζική λήψη υλικού, απευθείας από το υγιές τμήμα της βραχομάζας ,που προορίζεται για χρήση αδρανών υλικών και εξετάζονται οι περιορισμοί που προκύπτουν βάσει της Ελληνικής νομοθεσίας στο εν λόγω ζήτημα και αφορούν άμεσα αστικές και κατοικημένες περιοχές. Όλες οι εργαστηριακές δοκιμές που εκπονήθηκαν για το σκοπό αυτό, έλαβαν χώρα στο εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας του τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Γίνεται επίσης σύγκριση των εργαστηριακών αποτελεσμάτων με τα αντίστοιχα κατάλληλα όρια. Τέλος, γίνεται γεωμορφολογική και γεωλογική αναφορά της περιοχής του Νομού Κιλκίς, Φλώρινας και Μεθάνων, από όπου πάρθηκαν τα δείγματα και δίνεται μια σύντομη αλλά κατατοπιστική αναφορά στην γεωτεκτονική ζώνη στην οποία ανήκει. / This thesis was aimed at a detailed description of the technical - geological characteristics may classify rocky materials, following laboratory tests and measurements, as suitable or unsuitable for use as aggregates. This paper is a detailed report on the physical - chemical - mechanical - geometric and other properties which are the materials that can be used as aggregates, as well as given and detailed description of the laboratory tests performed as specified by European regulations ( EN ) on suitability of aggregates that are consistent with the laws of the Greek state. This work relates to uses of aggregates as railway ballast and road construction. Laboratory, the following thesis is based on sampling from crossing rocky and volcanic material which was examined under the above European Regulations and then compared with existing limits of each laboratory test referred to as laboratory usage limits aggregates in railway ballast but and odopoiias.Mia additional aspect of the matter is the quarrying areas (quarries), defined as the space is massive samples taken directly from the healthy part of the rock mass, which is intended for use aggregates and examines the constraints arising under Greek law on this issue and directly related urban and residential areas. All laboratory tests carried out for this purpose took place in the laboratory of Engineering Geology, Geology Department, University of Patras. It will also compare the laboratory results with the corresponding appropriate limits. Finally Made geomorphological and geological report of the Prefecture of Kilkis, Florina and methane emissions, from which samples were taken and given a brief but informative reference to tectonic zone to which it belongs.