Le devenir des métaux dans les sols agricoles est d'un intérêt majeur si l'on veut maîtriser les risques pour l'environnement et pour les hommes. Un paramètre clé dans la prévision du devenir des métaux est la connaissance de leur spéciation (i.e. leur forme chimique et leur répartition entre les différentes phases réactives du sol). Cependant, cette spéciation est difficile à établir dans les milieux complexes comme le sol. Des modèles ont été développés pour prévoir cette spéciation. Dans ces modèles, la réactivité des Matières Organiques du Sol (MOS) est assimilée à celle de molécules modèles telles que les Substances Humiques (SH). Or les substances humiques ne sont pas représentatives de la diversité des fractions organiques dans les sols identifiées comme porteuses de métaux. De ce fait, pour prévoir à long terme le devenir des métaux dans les sols, il est nécessaire d'améliorer la prise en compte des MOS dans les modèles et d'y intégrer des fractions organiques autres que les SH. Pour atteindre cet objectif, on a étudié la réactivité avec le cuivre de quatre fractions des MOS susceptibles d'interagir avec les métaux dans les sols : les bactéries, les Matières Organiques Particulaires (MOP), la matière organique liée à la matrice minérale et les Matières Organiques Dissoutes (MOD). Ces différentes fractions organiques ont été isolées à l'aide d'extractions physiques ou chimiques pour trois échantillons de sol qui diffèrent par leur statut organique suite à des amendements organiques effectués pendant une quinzaine d'années, et leur réactivité a été étudiée par potentiométrie. La modélisation des données obtenues a permis de hiérarchiser et de quantifier la réactivité de ces différentes fractions des MOS, et d'introduire ces données de réactivité dans le programme de prévision de spéciation ECOSAT. Trois scénarios de prise en compte des MOS ont été utilisés pour prévoir la spéciation du cuivre : 1) réactivité des MOS décrite avec la base de donnée générique interne au programme ECOSAT 2) réactivité des MOS décrite en contraignant les teneurs en sites réactifs par la CEC du sol 3) réactivité des MOS décrite par la somme des réactivités des différentes fractions étudiées. Ces différents scénarios ont été testés et validés à l'aide de données expérimentales (fractionnements granulo-densimétriques, extractions séquentielles, cuivre dissous) sur les mêmes échantillons de sol avant ou après un ajout de cuivre.

L'augmentation considérable du trafic aérien depuis quelques décennies a motivé des recherches sur l'impact des traînées de condensation sur le climat. Lorsque celles-ci persistent, elles induisent une couverture nuageuse additionnelle en cirrus dont l'impact sur le climat est difficile à quantifier. La condition physique de la persistance des trainées de condensation est la sursaturation en glace (humidité relative supérieure à la saturation), phénomène assez fréquent dans la haute troposphère et condition nécessaire pour la formation des cirrus. Dans ce contexte, les sondeurs infrarouges ont l'avantage de fournir, de manière globale et continue, des mesures conjointes de propriétés nuageuses et de profils atmosphériques de température et de vapeur d'eau. Nous utilisons dans cette étude les bases de données climatiques TIROS-N Observation Vertical Sounder (TOVS) puis Atmospheric InfraRed Sounder (AIRS). Ces deux instruments n'ont pas une résolution verticale suffisante pour détecter la présence de fines couches de sursaturation en glace. Des synergies avec d'autres types observations permettent de le mettre en évidence et de le corriger. Nous démontrons notamment à l'aide du lidar CALIOP (Cloud-Aerosol LIdar with Orthogonal Polarization) que l'humidité relative de la haute troposphère dans les cirrus, déterminée par AIRS, montre un biais négatif en comparaison de mesures in situ. Ce biais est lié à la résolution verticale de AIRS et il est d'autant plus prononcé que les nuages sont géométriquement fins. Il est difficile de détecter la sursaturation car cette dernière est plus à même d'apparaître sur de fines épaisseurs. Une méthode de correction est alors proposée pour mieux estimer les fréquences d'occurrence de la sursaturation en glace à l'échelle globale. La synergie entre AIRS et des mesures aéroportées de la campagne MOZAIC (Measurement of OZone and water vapour by AIrbus in-service airCraft) nous permet de construire une probabilité d'occurrence de la sursaturation en fonction de l'humidité relative déterminée par AIRS, quelque soit la valeur de cette humidité relative. Cette probabilité permet de construire des climatologies de la sursaturation en glace. Enfin, son couplage avec la détermination conjointe des propriétés nuageuses permet d'établir des climatologies des situations atmosphériques favorables à la persistance et à l'impact sur le climat des traînées de condensation.

L'objectif principal de cette thèse est de caractériser les interactions entre la composition chimique et la structure des communautés microbiennes dans un manteau neigeux arctique. Une attention toute particulière est portée au mercure, dont le cycle biogéochimique complexe est encore mal connu. Avant toute chose, les fractions biotiques et abiotiques d'un manteau neigeux saisonnier doivent être caractérisées. A partir d'échantillons de neige et d'eau de fonte prélevés au cours d'une étude de deux mois en 2007 à Ny-Ålesund, nous avons montré que la diversité des séquences est élevée et nous avons également examiné le devenir du mercure, depuis son dépôt au cours des phénomènes de déplétions jusqu'à son transfert lors de la fonte des neiges. Les résultats de cette campagne ont souligné la nécessité d'améliorer nos connaissances sur la spéciation du mercure et ont conduit à l'élaboration d'un biocapteur mer-lux pour mesurer la fraction biodisponible de mercure, déployé lors d'une seconde campagne de deux mois au printemps 2008. En parallèle à l'analyse chimique, nous avons suivi les changements dans la structure des communautés microbiennes présentes dans les échantillons de neige et d'eau de fonte. Nous avons enfin exploré l'effet de la contamination au mercure sur la fonction de la communauté et démontré que le méthylmercure affecte la structure des communautés ainsi que sa fonction à des concentrations beaucoup plus faibles que précédemment rapportées. Nos résultats fournissent une base pour de nouvelles études sur l'interaction entre la composition chimique, la présence de contaminants anthropiques et la structure des communautés microbiennes.

Cette thèse a pour but d´analyser la multifonctionnalité de l'agriculture familiale d'un point de vue théorique et conceptuel à partir de sa reconnaissance par les politiques publiques et de son importance pour les régions semi-arides, défavorisées, comme une stratégie de développement régional. L'étude de cas est celle du Sertão semi-aride du Brésil, plus particulièrement le Territoire du Sisal, dans l'État de Bahia et selon la méthode de l'Analyse-Diagnostic des systèmes agraires. Nous étudieons la multifonctionnalité agricole dans ses dimensions publiques, à partir de l'approche territoriale, économique, sociale, environnementale et culturelle. Nous envisageons également une autre dimension publique, celle de l'éducation, typique de l'agriculture familiale (paysanne). La notion de territoire est comprise dans une perspective régionale, soit par une approche institutionnelle, soit par une approche déterminée par les projets territoriaux des entreprises d´économie solidaire (EES), comme l'expérience de l'Association de Développement Durable et Solidaire de la Région du Sisal (Associação de Desenvolvimento Sustentável e Solidário da Região Sisaleira - APAEB). La notion

Résumé Dans différents pays de l'Europe de l'Ouest, des carences en soufre sont de plus en plus couramment observées sur les grandes cultures. Actuellement, les références précises sur le soufre font défaut pour développer des outils de gestion du soufre dans les sols cultivés. Récemment, afin de mieux quantifier et de modéliser la dynamique de S, le rôle de la biomasse du sol et la relation avec la dynamique du Carbone, les recherches se sont développées. En première partie de ce travail une étude de laboratoire a été effectuée sur 22 sols différant par leur texture , leur teneur en matière organique et leur histoire culturale pour déterminer le taux de minéralisation du soufre, du carbone et de l'azote et établir la relation entre minéralisation de S et certaines propriétés du sol. Les résultats suggèrent que la minéralisation du soufre est principalement conduite par l'activité microbienne hétérotrophe. Une équation de prédiction est proposée à partir du C organique, du pH du sol, du taux d'argile et du sulfate initial. L'objectif de la deuxième partie de ce travail était de quantifier l'impact de la disponibilité du soufre minéral de sol sur la décomposition des résidus de récolte et l'organisation du soufre. Ceci a été étudié d'une part en faisant varier la quantité initiale de S-SO42- dans le sol en présence de paille de colza et d'autre part avec des quantités croissantes de paille de blé apportées dans le sol afin de faire varier la demande en S de la microflore. Les résultats n'ont pas permis de mettre en évidence une limitation de la décomposition par la disponibilité de S, suggérant des besoins en S très limités de la microflore du sol pour assurer la décomposition de résidus végétaux. Enfin les effets de la nature des résidus végétaux et de leur contenu en soufre sur la dynamique de S ont été étudiés en troisième partie de ce travail. Ces résidus sont représentatifs des systèmes de grande culture (blé, colza, moutarde), mais aussi de prairies (fétuque) et forêts (feuilles de hêtre). Une relation entre C/S des résidus et minéralisation nette de S a été obtenue. Il a été mis en évidence l'importance du contenu en sulfate soluble de certains résidus de plante sur la libération nette de sulfate dans les sols. Les perspectives ouvertes par ce travail ont été abordées sous l'angle de la modélisation. D'une part a été évaluée la possibilité d'adapter un module de décomposition (du modèle sol-plante STICS) pour prédire la minéralisation de S des résidus végétaux au cours de leur décomposition dans des conditions optimales. D'autre part les résultats ont été utilisés pour élaborer des termes de minéralisation d'un bilan du soufre minéral, appliqué à la gestion de la fertilisation soufrée.

Le rayonnement solaire réfléchi par la surface martienne dans la gamme spectrale du proche infrarouge permet l'observation de signatures de l'eau d'hydratation des minéraux du régolithe. Une succession d'instruments embarqués sur des sondes spatiales ont permis de caractériser les variations spatiales et saisonnières de ces signatures spectrales. L'interprétation physique des signaux spectroscopiques est cependant une tâche ardue dans le cas de la spectroscopie en réflexion. En effet, de nombreux paramètres de nature variée sont susceptibles d'influer sur le signal mesuré. Nous avons donc entrepris différentes études en laboratoire afin de déterminer les effets de la taille des particules, de divers modes de mélange ou des angles d'incidence, d'émergence et de phase sur la force de deux bandes d'absorption à 1,9 et 3 µm. En utilisant conjointement des mesures de spectres en laboratoire et une simulation numérique du transfert radiatif dans les milieux granulaires, nous avons pu établir des relations quantitatives entre les différents paramètres. Parallèlement à ce travail, nous avons développé une facilité expérimentale originale permettant de mesurer les isothermes d'adsorption et de désorption d'analogues du régolithe martien sous des conditions proches de celles de la surface de Mars. Dans le même temps, les spectres en réflectance dans le visible et le proche infrarouge sont mesurés. Les résultats obtenus renseignent d'une part sur les interactions possibles entre la vapeur d'eau atmosphérique et des analogues de différentes natures et d'autre part sur les propriétés spectroscopiques de l'eau d'hydratation. Nous présentons enfin des exemples d'analyse d'observations effectuées par l'instrument OMEGA / Mars Express montrant comment les résultats obtenus précédemment s'appliquent au cas de la surface martienne. Les causes possibles des variations spatiales et temporelles des signatures spectrales de la surface sont notamment étudiées.

Les forêts du Liban ont fait l'objet de nombreux travaux depuis le milieu du XIXéme siècle. En particulier, des cartes forestières ont régulièrement été réalisées depuis 1965. Nous proposons de reprendre l'ensemble de ces données, de les compléter par des images satellites récentes (MSS 1972, TM 1989, Spot5 2003) puis de développer des outils susceptibles de caractériser l'évolution des forêts du Liban durant ces 50 dernières années.<br />Une analyse critique de l'ensemble des sources qui prend en compte leur mode de constitution a permis de constituer un référentiel géographique et sémantique commun pour comparer les cartes et les images satellites. Une modélisation des paysages reposant sur plusieurs indices fondés sur la caractérisation de « patches » est utilisée pour évaluer l'emprise du développement urbain, les processus de dégradation/régénération, l'impact des facteurs abiotiques (topographie, pédologie, ...), les pratiques agricoles, le rôle des routes ... sur la fragmentation des îlots forestiers.<br />Les forêts du Liban apparaissent clivées en deux grandes entités : la zone côtière et la zone intérieure. En zone côtière, les peuplements de chênes sont denses et présentent une bonne régénération durant la période étudiée tandis qu'en zone intérieure, ils témoignent d'une importante dégradation due à la création de carrières ou à un déboisement laissant la place à des cultures et à des espaces herbacés. Les forêts de Genévriers semblent fortement dégradées sur l'ensemble du territoire bien que leur type de formation arborée lâche permette mal de quantifier leur évolution

Le GPS est la technique de positionnement global la plus utilisée ; sa précision planimétrique en mode géodésique atteint le niveau millimétrique. Cependant, une limite importante réside dans la détermination de la composante verticale (3-15~mm pour des sessions de 24~h) dont l'estimation est dégradée par la perturbation de la propagation des signaux lors de la traversée de la troposphère.<br />L'action NIGPS, menée en collaboration par l'IGN et le SA (CNRS), vise à développer une correction de ces effets atmosphériques basée sur le sondage de l'humidité à l'aide d'un lidar Raman vapeur d'eau à visée multi-angulaire. Ce travail de thèse s'inscrit dans la continuité des travaux présentés en 2005 par Jérôme Tarniewicz et consiste à poursuivre l'étude méthodologique, les développements instrumentaux et la validation expérimentale de l'analyse conjointe des observations GPS et lidar.<br />Après l'étude à partir de simulations numériques de l'effet de la troposphère sur le GPS et de sa correction, nous nous intéressons à la restitution précise de mesures de vapeur d'eau par lidar Raman. Les données acquises lors de la campagne VAPIC permettent de vérifier l'impact de la troposphère sur le GPS. La comparaison des observations lidar à celles issues d'autres instruments permet de valider la mesure lidar et souligne la capacité de cette technique à restituer des variations rapides de vapeur d'eau. Une première évaluation de la correction des observations GPS par des mesures lidar au zénith est réalisée sur des sessions GPS de 6 h et montre l'apport de cette technique sur les cas considérés. Ces résultats devraient cependant être améliorés grâce la prise en compte de visées lidar obliques.

Ce travail de recherche est axé sur l'étude des instabilités gravitaires dans les Pyrénées et sur le rôle des facteurs géologiques, hydrogéologiques et mécaniques dans le déclenchement des glissements de terrain. Cette réflexion est menée à travers l'étude de deux types différents de glissements de terrain : l'un en milieu rocheux, l'autre en milieu granulaire. Dans le premier cas il s'agit du glissement rocheux historique de Pleysse datant de 1982 et situé en Vallée d'Ossau, dans l'autre cas il s'agit du glissement de Gouetsoule activé en 1997 et localisé en Vallée d'Aspe. Au terme de ce travail, les différents facteurs géologiques, hydrogéologiques et mécaniques ont été définis pour chaque glissement de terrain afin de déterminer les facteurs déclenchants. Leurs études ont aussi permis d'améliorer la compréhension d'une instabilité gravitaire tant en milieu granulaire que rocheux.

Le lac Saint-Point, situé dans la Haute Chaîne du Jura (à proximité de Pontarlier) constitue l'un des systèmes lacustres naturels les plus importants de France. Une campagne de forage (2005) a permis l'extraction d'une séquence continue de 12,5 m dans sa partie profonde. La chronologie de cette séquence, basée sur diverses méthodes de datation (datations radiocarbone, téphrochronologie...), couvre une période s'étendant du Tardiglaciaire à l'actuel. L'approche multi-paramètres de cette séquence consiste en une caractérisation des fractions inorganiques (minéralogie, géochimie des éléments majeurs, granulométrie, assemblages d'ostracodes) et organiques (teneurs en carbone organique, pollen). La comparaison de l'évolution des différents marqueurs dans les différents compartiments du système (sols, végétation, colonne d'eau) souligne différentes périodes d'évolution sous l'influence des forçages climatiques et anthropiques. Ainsi, la séquence se compose de deux ensembles sédimentaires distincts, associés au Tardiglaciaire d'une part (environ 18 500 à 11 300 cal BP), et à l'Holocène d'autre part (environ 11 300 cal BP à l'actuel). Cette bipartition est la conséquence d'une explosion de la production authigène, au début de l'Holocène, et de l'évolution de la pédogénèse, associée à la mise en place d'une forêt (de type chênaie-mixte) sur le bassin versant. Cette évolution du système correspond à l'Optimum holocène. Une nouvelle transition apparaît à 6 300 cal BP. Cette transition marque le passage depuis l'Optimum holocène vers le Néoglaciaire, sous l'influence du forçage orbital. Le couvert végétal évolue alors vers une hêtraie-sapinière, entraînant une modification des sols et de leur érodabilité. Malgré l'observation d'indices polliniques d'anthropisation ténus à partir de 7 200 cal BP, l'impact anthropique sur la réponse sédimentaire ne semble discernable qu'à partir de 2 600 cal BP. Il revêt deux formes distinctes. De 2 600 cal BP à 1 200 cal BP, les activités agricoles (céréales) génèrent une accentuation du détritisme global. A partir de 1 200 cal BP, une décroissance des flux silicatés, contemporaine d'une accentuation des indices polliniques d'anthropisation, serait la conséquence d'une évolution des pratiques agricoles vers un pastoralisme dominant.