Le Monitoring Continu de Site Pollué (MCSP), développé au cours de ce travail, a pour but la mise au point d'un outil de gestion en temps réel et à distance de l'évolution d'une pollution HAP (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques) dans un aquifère superficiel issu de l'activité charbonnière. Pour l'expérimentation en vraie grandeur, une ancienne friche de cokerie a été instrumentée (capteurs, analyseurs, central d'acquisition, automate, etc..) en juin 2000. Son suivi est assuré par un pilotage à distance via une connexion télécom.Le Monitoring Continu de Site Pollué est une nécessité pour le contrôle de l'évolution des pollutions et donc des risques induits sur l'homme et l'environnement. En raison des faibles vitesses de propagation d'une contamination aux HAP, on se satisfaisait généralement d'investigations ponctuelles en fait incomplètes et non représentatives de la réalité et masquant certains aspects particulièrement intéressants comme l'activité de biodégradation. Le suivi continu en temps réel de l'évolution naturelle d'une pollution HAP dans l'aquifère superficiel ou les sols avec une confrontation avec l'évolution des paramètres généraux (météo, pluies, etc..) n'a jamais été conduit.Ce MCSP expérimental permet de mettre en évidence des corrélations entre l'évolution de la pollution et les conditions météorologiques. Pour l'activité de biodégradation naturelle déduite des mesures de biogaz en zone non saturée, une forte activité a été observée les saisons chaudes (consommation d'oxygène et dégagement de dioxyde de carbone) et une nette diminution en hiver. Pour l'analyse quotidienne des HAP dans les eaux de l'aquifère, un fluorimètre UV de terrain est utilisé. Calibré avec du naphtalène (HAP le plus soluble), la fluorescence des eaux est donnée en æg/L équivalent naphtalène, mais nécessite un postraitement afin de corriger la dérive de l'analyseur entre deux calibrations. Par la suite, les données mesurées et traitées sont restituées et exploitées au moyen d'un outil intégré, constitué d'un SIG (Système d'Information Géographique), interconnecté à une base de données et à un modèle de transport de polluant. Les résultats sont présentés sur un synoptique convivial et ergonomique servant de support d'aide à la décision. Les gestionnaires de sites pollués peuvent ainsi visualiser toutes les informations enregistrées sur l'évolution de la pollution et donc facilement identifier les indicateurs pertinents à confronter aux paramètres généraux (météo, etc..) ou aux différents scénarii de simulation de transport de polluants.

La surveillance des émissions de polluants dans l’atmosphère constitue pour les industriels une problématique environnementale de premier ordre. Qu’elles soient ponctuelles (rejet de polluant par une cheminée) ou fugitives (fuites accidentelles de canalisations ou de stockages), la connaissance et la maîtrise de ces émissions est aujourd’hui nécessaire pour quantifier et réduire les cas échéant leur impact environnemental. Dans ce contexte, la modélisation de la dispersion atmosphérique est un outil d’analyse intéressant, permettant la surveillance d’un site industriel et la cartographie des concentrations autour du site. L’objectif de cette thèse était de développer un code de calcul opérationnel assurant le suivi des polluants sur un site industriel, en champ proche (prise en compte de la complexité du bâti) et avec des temps de calcul avoisinant le temps réel. Nous avons, au cours de ce travail de recherche, développé une approche appeléeFlow’Air-3D basée sur la constitution, en amont de toute situation opérationnelle, d’une base de données de champs de vent CFD calculés sur le site industriel étudié. En situation opérationnelle, la dispersion des polluants est modélisée avec un code de dispersion lagrangien, SLAM, également développé dans le cadre de cette thèse. Pour pouvoir mettre en place cette approche Flow’Air-3D, nous avons développé une méthodologie et une paramétrisation spécifique du modèle RANS-k-e pour représenter une couche limite de surface diabatique. Nous avons ensuite identifié les paramètres nécessaires à la construction de la base de données, ainsi que l’influence de la discrétisation et de l’interpolation de ces paramètres sur les champs de vent déterminés par cette approche. Finalement un code de dispersion lagrangien stochastique à particules, utilisant les champs de vent de la base de données, a été développé et partiellement validé sur quelques cas académiques simples (condition de mélange homogène, comparaison à la dispersion d’une bouffée gaussienne, etc.)Des essais en soufflerie, une approche eulérienne (effectuée avec FLUENT 6.3) et une première application de la méthodologie Flow’Air-3D/SLAM ont été menés sur le site pétrochimique de la raffinerie de Feyzin. Les comparaisons effectuées entre ces trois approches montrent le bon comportement du modèle SLAM. Les temps CPU mis en œuvre pour réaliser les calculs de dispersion lagrangien sont encourageants et montrent la faisabilité de notre approche sur un cas applicatif réel. / The monitoring of pollutant’s emissions in the atmosphere constitutes for the industrialists a main environmental issue. That they are punctual (emissions of pollutants by a chimney) or fugitive (accidental releases of drains or storages), the knowledge and the control of these emissions are important data to quantify and reduce their environmental impact. In this context, the modeling of atmospheric dispersion is an interesting tool of analysis for the monitoring of a site and this thesis has permitted the creation of an operational code ensuring the follow-up of pollutants on an industrial site, in close field and with computing times bordering the real time. We have, during this research, developed an approach called Flow'Air-3D consisting to create before any operational situation, a data base of CFD wind fields calculated on the studied industrial site. In operational situation a lagrangian code of dispersion, SLAM, developed in the thesis will ensure calculations of dispersion in a few seconds. To be able to set up this Flow' Air-3D approach, we have developed, during this thesis, a methodology and a specific parameterization of the k-e model to represent the atmospheric boundary layer with a CFD approach. Then, we have identified the parameters necessary to build the data base, as well as the influence of the discretization and the interpolation of these parameters on the wind fields resulting from this base. Finally a lagrangian code of dispersion (SLAM) using the precalculated wind fields of the data base was developed and partially validated on simple academic cases (well-mixed condition criteria, comparison with the dispersion of a Gaussian puff, etc.).Tests in wind tunnel, a eulerian approach (done with FLUENT 6.3) and a first application of the Flow' Air-3D/SLAM methodology were carried out on the petrochemical site of the refinery of Feyzin. The comparisons between these three approaches show the good behaviour of the model SLAM. The CPU times for the calculations of lagrangian dispersion are encouraging and show the feasibility of our approach on a real case.

La réhabilitation des friches industrielles dans les zones urbaines est un enjeu majeur pour le développement durable des villes. La gestion et la reconversion de ces sites, imposées par la réglementation, nécessitent toutefois le développement d’outils d’évaluation des risques environnementaux et sanitaires, et de techniques de remédiation durables. Cette thèse a porté sur la mise en place d’outils multidisciplinaires pour la gestion durable des sites pollués, avec le cas particulier d’un site de recyclage de batteries au plomb caractérisé par une pollution historique en plomb principalement mais également d’autres polluants inorganiques (Cd, Sb, As, Cu et Zn), couramment définis par le terme d’Eléments Traces Métalliques (ETM). Ce travail a cherché à renseigner les mécanismes impliqués dans les systèmes polluants-sol-plantes pour renforcer la prise en compte de la qualité globale des sols dans la gestion des sites industriels, tout en essayant de répondre à des questions de la recherche appliquée. En plus des outils et procédures classiquement utilisés pour évaluer, contrôler et réduire les risques environnementaux et sanitaires causés par les sols pollués, le développement des mesures de biodisponibilité (plantes et les humains) et d’écotoxicité (différents tests biologiques: inhibition de la mobilité de daphnies, Microtox® et induction de bactéries bioluminescentes, microbiologie) permet d’affiner la classification des sols contaminés en termes de dangerosité. De plus, des plantes engrais verts (bourrache, phacélie et moutarde), communément utilisées en agriculture ou par les jardiniers (car elles améliorent les propriétés bio-physico-chimiques des sols avec un système racinaire et une grande production d’exsudats racinaires), ont été testées pour la re-fonctionnalisation des sols pollués. Enfin, les mécanismes impliqués dans le devenir des polluants dans la rhizosphère et les microorganismes associés ont été étudiés. L’ensemble des résultats fourni des éléments de réponse et des moyens d’améliorer la gestion des sols contaminés par des métaux et métalloïdes. (1) Tout d’abord, la séparation par taille des différentes fractions de sol permet une réduction significative des tonnages de matériaux contaminés et donc une économie réelle lors de la mise en décharge des sols excavés avec un gain certain en termes d’empreinte écologique. (2) Ensuite, le calcul d’écoscores pour les differents échantillons de sols pollués, sur la base des résultats des essais d’écotoxicité, ont permis d’affiner plus précisemment les risques par rapport aux paramètres physico-chimiques « classiques » requis par la réglementation. Des différences de sensibilité ont été observées en fonction de la nature de l’essai biologique, l’origine de l’échantillon, les propriétés physico-chimiques et les concentrations totales de polluants. (3) Contrairement à la phacélie, la bourrache et la moutarde ont amélioré la respiration du sol, réduit l’écotoxicité et la quantité de plomb bioaccessible et totale dans le sol, respectivement par phytostabilisation et stockage dans les racines (Pb, Sb) ou par phytoextraction et donc stockage dans les parties aériennes. En outre, ces plantes pourraient être testées sur le terrain pour une utilisation en phytoremédiation des friches industrielles et des jardins modérément pollués. Selon la nature du métal, du type de sol et des plantes, la compartimentation et la spéciation du polluant diffèrent, ainsi qu’en fonction des caractéristiques agronomiques du sol et l’activité microbienne de la rhizosphère. Un criblage moléculaire et une méta-analyse de la génomique microbienne ont permis de mettre en évidence les différences dans les communautés bactériennes étudiées en fonction du niveau de concentration métallique, des espèces végétales et des caractéristiques des sols étudiés. / Rehabilitation of brownfields in urban areas is a major challenge for the sustainable development of cities. Management and conversion of these sites, imposed by regulation, however, require the development of tools for environmental risk assessment and health and sustainable remediation techniques. This thesis focused on the establishment of multidisciplinary tools for the sustainable management of polluted site, with the particular case of rehabilitation recycling of lead batteries with a mainly historical lead pollution and other inorganic pollutants (Cd, Sb, As, Cu and Zn), currently defined as Metal Trace Elements (MTE). While trying to answer questions of applied research, this work has sought to investigate the mechanisms involved in the soil-plant pollutants to strengthen the consideration of the overall quality of soil management for industrial sites. In addition to the tools and procedures conventionally used to assess, control and reduce environmental and health risks caused by polluted soils; measures of bioavailability (plants and humans) and ecotoxicity (different bioassays: inhibition of the mobility of Daphnia magna, Microtox® and induction of bioluminescent bacteria and microbiology) have been developed with the aim to refine the classification of contaminated soils in terms of dangerousness. Moreover, green manure plants (borage, phacelia and mustard), commonly used in agriculture or by gardeners because they improve the bio-physico-chemical properties of soils with a root system and a large production of root exudates were tested for re-functionalization of polluted soils. Finally, the mechanisms involved in the fate of pollutants in the rhizosphere and their microorganisms in the plant were studied. The main results provide some answers and ways of improving the management of soils contaminated by metals and metalloids. (1) First, the size separation for soil fractions allows a significant reduction in tonnages of contaminated material and therefore costs for the landfill excavated soil with a gain result in terms of ecological footprint. (2) Then, calculation for the differents polluted soil samples of eco-scores based on the results of ecotoxicity tests can discriminate more accurately compared to physicochemical parameters required by the regulations. Differences in sensitivity were observed depending on the nature of the bioassay, the origin of the sample, physico-chemical properties and total concentrations of pollutants. (3) Unlike phacelia, borage and mustard improve soil respiration, ecotoxicity and reduce theamount of bioaccessible and total lead in soil, respectively by phytostabilisation and storage in roots (Pb, Sb) or phytoextraction and storage in aerial parts. Further, these plants could be field tested for use in phytoremediation of brownfields and gardens moderately polluted. Depending on the nature of the metal, the type of soil and plant, compartmentalization and speciation of the pollutant differ, and in conjunction with agronomic characteristics of soil and rhizosphere microbial activity. Molecular screening and meta-analysis of microbial genomics have enabled highlight differences in bacterial communities studied by species and growing conditions.

La surveillance des émissions de polluants dans l'atmosphère constitue pour les industriels une problématique environnementale de premier ordre. Qu'elles soient ponctuelles (rejet de polluant par une cheminée) ou fugitives (fuites accidentelles de canalisations ou de stockages), la connaissance et la maîtrise de ces émissions est aujourd'hui nécessaire pour quantifier et réduire les cas échéant leur impact environnemental. Dans ce contexte, la modélisation de la dispersion atmosphérique est un outil d'analyse intéressant, permettant la surveillance d'un site industriel et la cartographie des concentrations autour du site. L'objectif de cette thèse était de développer un code de calcul opérationnel assurant le suivi des polluants sur un site industriel, en champ proche (prise en compte de la complexité du bâti) et avec des temps de calcul avoisinant le temps réel. Nous avons, au cours de ce travail de recherche, développé une approche appeléeFlow'Air-3D basée sur la constitution, en amont de toute situation opérationnelle, d'une base de données de champs de vent CFD calculés sur le site industriel étudié. En situation opérationnelle, la dispersion des polluants est modélisée avec un code de dispersion lagrangien, SLAM, également développé dans le cadre de cette thèse. Pour pouvoir mettre en place cette approche Flow'Air-3D, nous avons développé une méthodologie et une paramétrisation spécifique du modèle RANS-k-e pour représenter une couche limite de surface diabatique. Nous avons ensuite identifié les paramètres nécessaires à la construction de la base de données, ainsi que l'influence de la discrétisation et de l'interpolation de ces paramètres sur les champs de vent déterminés par cette approche. Finalement un code de dispersion lagrangien stochastique à particules, utilisant les champs de vent de la base de données, a été développé et partiellement validé sur quelques cas académiques simples (condition de mélange homogène, comparaison à la dispersion d'une bouffée gaussienne, etc.)Des essais en soufflerie, une approche eulérienne (effectuée avec FLUENT 6.3) et une première application de la méthodologie Flow'Air-3D/SLAM ont été menés sur le site pétrochimique de la raffinerie de Feyzin. Les comparaisons effectuées entre ces trois approches montrent le bon comportement du modèle SLAM. Les temps CPU mis en œuvre pour réaliser les calculs de dispersion lagrangien sont encourageants et montrent la faisabilité de notre approche sur un cas applicatif réel.

Ce mémoire traite des différents processus de dynamisation transformant d'anciens quartiers ouvriers du secteur de Limoilou, plus précisément les quartiers de Lairet, Maizerets et du Vieux-Limoilou. Ces quartiers connaissent une grande période de changements depuis les dernières années, que ce soit au niveau de la population qui y déménage, des commerces qui s'y installent ou des projets qui s'y déploient. Ancrée dans les théories de l'écologie politique et de l'anthropologie de l'espace, cette recherche avait comme ambition d'étudier comment cette dynamisation prend forme et quels sont les effets sur les résidents et leur milieu de vie. Trois objectifs guident ainsi l'étude : s'interroger sur la transformation d'anciens quartiers ouvriers et comment celle-ci s'élabore; réfléchir aux conséquences des transformations liées à cette redynamisation sur les habitudes de vie des Limoulois et comment ces changements affectent leur quotidien; et finalement comprendre la portée de ces changements. Au total, 15 entrevues semi-dirigées ont été réalisées auprès de résidents des trois quartiers de Limoilou. Les résultats montrent que l'évolution pour le moins rapide de Limoilou a causé plusieurs enjeux pour les résidents, dont des enjeux sociaux (gentrification, immigration et mixité générationnelle et culturelle), économiques (accès au logement, offre commerciale et pauvreté), environnementaux (qualité de l'air, pollution, ilots de chaleur et verdissement des quartiers centraux) et des enjeux liés à la géographie, au transport et à la sécurité (enclavement du quartier, sécurité routière, mobilité durable et criminalité). Cette recherche présente également les améliorations souhaitées par les citoyens, comme le verdissement, l'intégration des résidents ou l'amélioration de l'offre commerciale et immobilière; les craintes par rapport au développement futur, comme l'homogénéisation de la population ou la perte de l'esprit de quartier; et les projets qui verront le jour dans les prochaines années. / This thesis focuses on the different processes of revitalization transforming former working- class neighborhoods in the Limoilou area, more specifically in Lairet, Maizerets and Vieux- Limoilou. These neighborhoods have been undergoing a great deal of change in recent years, whether in terms of the population and businesses moving in, or the projects being developed. Rooted in the theories of political ecology and the anthropology of space, this research aimed to study how this dynamization takes shape and the effects on the residents and their living environment. Three objectives guided the study: to question the transformation of former working-class neighbourhoods and how this transformation is taking place; to reflect on the consequences of the transformations linked to this revitalization on the lifestyle of Limoulois and how these changes affect their daily lives; and finally, to understand the scope of these changes. A total of 15 semi-structured interviews were conducted with residents of the three Limoilou neighbourhoods. The results show that the rapid evolution of Limoilou has caused several concerns for residents, including social concerns (gentrification, immigration, and generational and cultural diversity), economic concerns (access to housing, commercial offer, and poverty), environmental concerns (air quality, pollution, heat islands, and greening of central neighbourhoods), and concerns related to geography, transportation, and security (neighbourhood isolation, road safety, sustainable mobility, and crime). This research also presents the improvements desired by citizens, such as greening, the integration of residents or the improvement of the commercial and real estate offer; the fears regarding the future development, such as the homogenization of the population or the loss of the neighbourhood spirit; and the projects that will emerge in the coming years.

Ce mémoire traite des différents processus de dynamisation transformant d'anciens quartiers ouvriers du secteur de Limoilou, plus précisément les quartiers de Lairet, Maizerets et du Vieux-Limoilou. Ces quartiers connaissent une grande période de changements depuis les dernières années, que ce soit au niveau de la population qui y déménage, des commerces qui s'y installent ou des projets qui s'y déploient. Ancrée dans les théories de l'écologie politique et de l'anthropologie de l'espace, cette recherche avait comme ambition d'étudier comment cette dynamisation prend forme et quels sont les effets sur les résidents et leur milieu de vie. Trois objectifs guident ainsi l'étude : s'interroger sur la transformation d'anciens quartiers ouvriers et comment celle-ci s'élabore; réfléchir aux conséquences des transformations liées à cette redynamisation sur les habitudes de vie des Limoulois et comment ces changements affectent leur quotidien; et finalement comprendre la portée de ces changements. Au total, 15 entrevues semi-dirigées ont été réalisées auprès de résidents des trois quartiers de Limoilou. Les résultats montrent que l'évolution pour le moins rapide de Limoilou a causé plusieurs enjeux pour les résidents, dont des enjeux sociaux (gentrification, immigration et mixité générationnelle et culturelle), économiques (accès au logement, offre commerciale et pauvreté), environnementaux (qualité de l'air, pollution, ilots de chaleur et verdissement des quartiers centraux) et des enjeux liés à la géographie, au transport et à la sécurité (enclavement du quartier, sécurité routière, mobilité durable et criminalité). Cette recherche présente également les améliorations souhaitées par les citoyens, comme le verdissement, l'intégration des résidents ou l'amélioration de l'offre commerciale et immobilière; les craintes par rapport au développement futur, comme l'homogénéisation de la population ou la perte de l'esprit de quartier; et les projets qui verront le jour dans les prochaines années. / This thesis focuses on the different processes of revitalization transforming former working- class neighborhoods in the Limoilou area, more specifically in Lairet, Maizerets and Vieux- Limoilou. These neighborhoods have been undergoing a great deal of change in recent years, whether in terms of the population and businesses moving in, or the projects being developed. Rooted in the theories of political ecology and the anthropology of space, this research aimed to study how this dynamization takes shape and the effects on the residents and their living environment. Three objectives guided the study: to question the transformation of former working-class neighbourhoods and how this transformation is taking place; to reflect on the consequences of the transformations linked to this revitalization on the lifestyle of Limoulois and how these changes affect their daily lives; and finally, to understand the scope of these changes. A total of 15 semi-structured interviews were conducted with residents of the three Limoilou neighbourhoods. The results show that the rapid evolution of Limoilou has caused several concerns for residents, including social concerns (gentrification, immigration, and generational and cultural diversity), economic concerns (access to housing, commercial offer, and poverty), environmental concerns (air quality, pollution, heat islands, and greening of central neighbourhoods), and concerns related to geography, transportation, and security (neighbourhood isolation, road safety, sustainable mobility, and crime). This research also presents the improvements desired by citizens, such as greening, the integration of residents or the improvement of the commercial and real estate offer; the fears regarding the future development, such as the homogenization of the population or the loss of the neighbourhood spirit; and the projects that will emerge in the coming years.

Le secteur de l'îlot des Palais durant la seconde moitié du dix-neuvième siècle se trouvant à la limite de trois quartiers dans un environnement fortement industriel, nous nous sommes interrogés sur les pratiques des ménages y ayant résidé à ce moment. Il était question de voir si les pratiques de ces derniers correspondaient aux normes des groupes d'appartenance auxquels ces maisonnées ont pu s'identifier. Pour ce faire, plusieurs étapes alliant recherches historiques et étude de la culture matérielle ont été nécessaires. Spécifiquement, ce sont les céramiques découvertes dans des fosses à déchets liées à l'occupation domestique de deux bâtiments qui ont été comparées aux portraits des ménages y ayant résidé. Ces portraits ont été réalisés à partir de documents d'archives et de sources secondaires. À cette fin, l'archéologie sociale, dont l'archéologie des maisonnées, a été mise à contribution. Les études queer appliquées à l'archéologie ont aussi servi de trame de fond. Elles ont encouragé une remise en question de concepts souvent vus comme immuables, par exemple la famille ou les identités, en plus d'encourager une meilleure réflexivité. Ainsi, s'il nous a été possible de déterminer que de nombreux éléments reflètent des pratiques conformes aux prescriptions faites aux classes moyennes victoriennes, des nuances doivent être apportées. En effet, d'autres indices pourraient indiquer des pratiques liées à des appartenances diversifiées ou différenciées de la part de certains ménages ou individus. Nous en concluons que, si la céramique a fourni des indices quant aux pratiques et aux appartenances des maisonnées étudiées, elle n'est pas suffisante à elle seule. Les expériences humaines étant variées et fluides, une multitude de nuances doivent être apportées à nos interprétations. Malgré tout, cette étude a permis d'esquisser un portrait des résidents de ce secteur à une époque pour laquelle la composante industrielle du site avait jusqu'à maintenant préséance. / This study explores the domestic practices of households who, during the latter half of the nineteenth century, lived at the îlot des Palais site, at the intersection of three neighbourhoods in an industrial area of Quebec city. We wanted to examine if their practices complied with the norms of the social groups with which they may have identified. To this effect, the study of the associated material culture and archival documents was necessary. Specifically, we studied the ceramic assemblages found in trash deposits linked to the occupation of three dwellings, combined with information on the occupants. This was obtained through both archival documents and secondary sources. The theme of social archaeology, and specifically household archaeology was useful in the undertaking of this project, and queer archaeology served as a lens through which we questioned ourselves, and examined concepts often regarded as self-evident, such as family. This approach enabled us to better identify our biases and to consider a broader spectrum of possibilities regarding the identities and practices of the studied households. While we identified many elements indicating conformity to Victorian norms and practices of the middle-class, some elements suggest different practices which could have been linked to other groups or identities. The human experience is complex, varied, and fluid, and many nuances must be considered in our interpretations. Nevertheless, we achieved a more nuanced understanding of the daily lives and practices of the people in this area of the city that most archaeologists simply consider an industrial sector.