Th. doct.-ing.--Géol. appl., sci. de l'eau--Rennes 1, 1984.

Th. doct-ing.--Sci. et tech. en prod. vég. et qualité des produits--Toulouse--I.N.P., 1981. N°: 162.

Th. doct.-ing.--Nancy, I.N.P.L., 1981.

Th. 3e cycle--Géol. de l'ing.--Nancy--I.N.P.L., 1982.

Th. doct.-ing.--Génie civil--Toulouse--I.N.S.A., 1982. N°: 67.

Nous nous sommes intéressés à évaluer l'influence du changement climatique sur les patrons nets de réponse des plantes aux agents pathogènes. Dans ce travail, nous avons étudié les effets de l’augmentation de la température (20°, 25° et 28°C) sur le phénotype précoces (symptômes de maladie) et sur la fitness en fin de cycle de différentes accessions et mutants de nodulation de la plante légumineuse modèle Medicago truncatula, inoculées par des souches d’agent pathogène racinaire Verticillium adaptées à des différentes températures. Le comportement des variétés de Luzerne cultivée (Medicago sativa) dans ces conditions a été également analysé. Le travail a été divisé en 3 parties. La première partie nous a permis d’identifier parmi 12 souches de Verticillium spp., une souche froide (VA1) et une souche tempérée (V31.2), avec une température optimale de 20°C et 25°C respectivement pour la croissance, la sporulation et l'agressivité sur M. truncatula. Par contre, notre collection des souches ne renfermant pas de souches adaptées à des températures plus élevées. Nous avons obtenu par mutagénèse UV de la souche V31.2 une troisième souche (AS38) chaude qui est agressive à 28°C. Dans la deuxième partie nous avons observé les symptômes de maladie pour sept accessions naturelles de M. truncatula, inoculées par ces trois souches d’agent pathogène, à trois températures 20°, 25° et 28°C et en présence de la souche Sinorhizobium meliloti RCR2011. De faibles symptômes ont été relevés pour deux accessions A17 et DZA315.16 inoculées par VA1 à 20°C. Nous avons observé une sensibilité maximale pour trois accessions (F83005.5, DZA315.16 et L321) inoculées par V31.2 à 25°C, et pour quatre accessions (F83005.5, DZA315.16, L321 et L198) inoculées par AS38 à 28°C. Les résultats des symptômes de maladie ont été confirmés par une quantification moléculaire de l’ADN fongique (qPCR) et par ré-isolement à partir des tissus aériens de la plante. L’effet de VA1 et V31.2 sur trois caractères de fitness (nombre et poids de gousse par plante, ainsi que biomasse aérienne) de M. truncatula a été étudié. L’effet de VA1 s’observe uniquement à 20°C sur l'accession A17. Par contre, V31.2 a montré un impact sur les trois caractères de fitness qui diminuent chez les accessions sensibles, ainsi que sur le nombre de gousse pour l’accession résistante L198. Dans la troisième partie nous avons analysé de la même façon pour quatre mutants de nodulation dans le fond génétique A17. Les mutants ont montré un niveau de résistance à la souche VA1 plus élevé qu’A17, quelle que soit la température étudiée. Vis à vis de la souche V31.2, à 20°C les mutants skl et hcl ont montré le même taux de symptômes qu’A17 tandis que les mutants nfp et sunn ont de taux de symptômes supérieur à celui d'A17. Ces mutants ont tous une sensibilité plus élevé à 25°C. Les résultats des symptômes de maladie ont été confirmés par le test de ré-isolement. Pour ces mutants nous montrons pour la première fois, que seul le mutant sunn (hypernodulant) à la même productivité qu’A17, quelle que soit la condition (contrôle ou inoculées) et la souche (VA1 ou V31.2) étudiée ; alors que le mutant skl (hypernodulant également) a une productivité plus faible. Les deux autres mutants déficients dans la nodulation nfp et hcl ont montré une productivité plus faible qu’A17 quelle que soit la souche et la température étudiée. Enfin une bonne similitude a été trouvée entre la réponse phénotypique précoce (symptômes de maladie) de M. truncatula et de M. sativa inoculées par Verticillium spp. Dans cette thèse, on n’est pas trouvé la corrélation positive entre la capacité de la nodulation et la protection contre la maladie, mais la symbiose augmente la fitness pour certaines de ces plantes. Les résultats suggèrent aussi que l'augmentation de la température pourrait contribuer à faire apparaître une souche adaptée à 28°C (AS38) qui est plus agressive et plus virulente que V31.2 sur M. truncatula.

La luzerne est l'un des fourrages les plus cultivés au Québec en raison de son bon potentiel de rendement et sa haute qualité nutritionnelle. Cette plante requiert des pratiques agronomiques axées sur le chaulage afin d'optimiser sa croissance et son rendement. L'objectif de cette étude était de déterminer les effets de neuf amendements calciques (CaCO₃ grossier, CaCO₃ moyen, CaCO₃ fin, Ca(OH)₂, chaux mixte 1, chaux mixte 2, chaux mixte 3, anhydrite et un mélange (CaCO₃ grossier et anhydrite)) sur une luzernière en établissement (site 1) et sur une luzernière en entretien (site 2). Des expériences se sont déroulées dans deux champs situées à Saint-Augustin-de-Desmaures (Québec) selon un plan de trois blocs complets randomisés. Les résultats du site 1 montrent que les amendements calciques n'ont aucun effet significatif sur la hauteur des plants, la lecture de l'indice chlorophyllien avec le compteur SPAD-502 et sur le rendement. Pour l'exportation foliaire, le soufre s'est révélé significatif avec un accroissement de 3% avec l'anhydrite et le mélange. Concernant le site 2, l'effet de la chaux mixte 1, s'est révélé significatif sur la hauteur de la luzerne. L'anhydrite, le mélange et la chaux mixte 3 ont montré un effet significatif sur la lecture chlorophyllienne avec SPAD-502 et le rendement. Pour l'exportation foliaire, le soufre s'est révélé significatif avec une augmentation de 13% avec l'anhydrite, le mélange et la chaux mixte 3. L'approche de Diagnostic de Composantes Nutritionnelles (CND) ont permis d'obtenir trois grandes classes de performance agronomique en termes de rendement et de CNDr² : classe hautement performante, performante et classe moins performante. En termes d'équilibre nutritif, nous avons obtenu 3 classes : classe hautement équilibrée, équilibrée et classe déséquilibrée. La présente étude nous a révélé que l'anhydrite, la chaux mixte 3 et le mélange ont un effet sur l'équilibre nutritif de la luzerne. Cette étude pourrait être poursuivie afin de valider les effets à long terme des traitements et de valider le CNDr² des indices de déséquilibre. / Alfalfa is a widely grown forage in Québec due to its good yield potential and high nutritional quality. It requires liming to optimize its growth and yield. The objective of this study was to determine the effects of nine calcium amendments on alfalfa under establishment (site 1) and maintenance (site 2). The calcium amendments used in this study were: coarse CaCO₃, medium CaCO₃, fine CaCO₃, Ca(OH)₂, mixed lime 1, mixed lime 2, mixed lime 3, anhydrite and a mixture of coarse CaCO₃ and anhydrite. The experiments took place in two fields, located in Saint-Augustin-de-Desmaures near Québec City, using three complete randomized blocks. The results from site 1 show that calcium amendments have no significant effects on plant height, SPAD-502 reading and yield. For foliar export, sulfur was found to be significant with an increase of 3% with anhydrite and blending. Regarding site 2, mixed lime 1 had a significant effect on alfalfa growth. Anhydrite, the mixture and mixed lime 3 showed a significant effect on SPAD-502 reading and yield. For foliar export, sulfur was found to be significant with an increase of 13% for anhydrite, mixture and mixed lime 3. The CND approach allowed us to define three major classes of agronomic performance for yield and CNDr²: high performance class, performance class and less efficient class. For nutrient balance, we developed three classes: highly balanced, balanced and unbalanced. The present study showed us that anhydrite, mixed lime 3 and the mixture have an effect on the nutrient balance of alfalfa. Further study could validate the long-term effects of the treatments and the CNDr² of the imbalance indices.

L'exploitation croissante de pétrole non conventionnel du bitume de l'Alberta (Canada) a soulevé des préoccupations majeures environnementales, car ce type de pétrole est intrinsèquement différents des pétroles conventionnels. Les études précédentes se sont principalement concentrées sur le bitume dilué, mais le pétrole brut synthétique, aussi connu sous le nom de "synthetic crude oil" ou "SCO", qui prend 35 % de part de marché des pétroles de bitume, n'a pas été bien étudié. Il y a actuellement très peu d'information sur la charge des contaminants dans le SCO, les techniques efficaces de décontamination après déversement, et les facteurs qui sont déterminants pour la réussite de la biorestauration. À cet égard, le but de cette étude est de développer ces connaissances en utilisant des microcosmes de sol dans des conditions de laboratoire. Premièrement, nous avons caractérisé les contaminants d'HAP qui viennent du SCO. Le résultat d'analyse du sol contaminé par le SCO (le Sol-SCO) nous a démontré qu'il y a une différence marquée sur l'abondance relative des HAP entre un sol contaminé avec SCO et un sol contaminé du pétrole conventionnel de "Texascrude" (le Sol-Texas). Le Sol-SCO contient une fraction significativement plus élevée d'HAP lourds (avec 3 à 6 anneaux) que le Sol-Texas. Les deux sols ont été également caractérisés par des taux de perte de HAP contrastés, ce qui est causé probablement par leurs compositions différentes. Cela soulève des inquiétudes quant à l'efficacité des méthodes de décontamination actuelles, car elles ont été développées originairement pour le pétrole conventionnel. À cet effet, nous avons évalué les potentiels de divers traitements pour le Sol-SCO, tels que l'atténuation naturelle (NA), l'ajout de boue d'épuration (S), l'inoculation de champignon (F), la plantation de graminées (P) et leurs combinaisons (S-F, S-P, F-P, et S-F-P). En suivant le taux de perte d'HAP (y compris les HAP alkylés et 16 HAP prioritaires de l'EPA), nous avons trouvé que tous les traitements sont très efficaces avec au moins 80 % de perte d'HAP après 60 jours. Cependant, les taux de perte d'HAP sont distincts entre les HAP légers ( ≤ 3 anneaux, ~ 96 % de perte moyenne) et les HAP lourds (4 à 6 anneaux, ~ 29 % de perte moyenne). Nous avons également observé que le traitement S-P a atteint les meilleurs résultats au niveau de la concentration d'HAP qui demeurent dans le sol post-traité (0,10 ± 0,02 mg•kg⁻¹ pour une concentration initiale de 0,29 ± 0,12 mg•kg⁻¹). Afin de trouver les facteurs qui ont donné ces meilleurs résultats liés avec les traitements avec la boue (notamment le S et le S-P), nous avons étudié les structures communautaires des bactéries. Le résultat a démontré qu'il n'y a pas de changement significatif au niveau de la structure de microbiome entre les traitements. Cependant, en intégrant toutes les données ensemble (les taxa de bactérie, les concentrations d'HAP, le niveau de CO₂ de sol, et l'humidité de sol), nous avons observé que les traitements se différencient en trois groupes - - le Cluster de plante, le Cluster de microorganisme, et le Cluster de contrôle. L'analyse de multi-facteurs iii (MFA) a démontré que ces changements sont fortement contribués par l'application de la boue et la plantation. Le MFA aussi a montré que la plupart des bactéries sont corrélées avec les HAP alkylés (tels que le 1- méthylphénanthrène, le 2-éthylanthracène, le 3-éthylphénanthrène et le 4-butylbenzothiophène) au lieu des HAP non-alkylés qui sont suivants choisis comme les cibles de l'étude environnementale. Cela implique que, en comparant avec les HAP non-alkylés, les bactéries métabolisaient principalement les HAP alkylés dans nos sols. Donc on suggère que les études futures pour la biorestauration des HAP devraient inclure plus de HAP alkylés dans leurs cibles d'analyse afin d'évider d'avoir du biais potentiellement important. En conclusion, notre étude a démontré que les traitements avec la boue d'épuration sont capables de mieux réduire la contamination d'HAP de SCO (comparativement aux autres traitements) dans le sol. Cette observation suggère que ces techniques pourraient être des bons candidats pour les recherches futures sur la biorestauration. Cependant, une attention particulière est nécessaire pour choisir l'environnement d'application, car des facteurs tels que l'humidité, le CO₂ et la concentration d'HAP auraient des impacts significatifs sur les activités microbiennes.

L'exploitation croissante de pétrole non conventionnel du bitume de l'Alberta (Canada) a soulevé des préoccupations majeures environnementales, car ce type de pétrole est intrinsèquement différents des pétroles conventionnels. Les études précédentes se sont principalement concentrées sur le bitume dilué, mais le pétrole brut synthétique, aussi connu sous le nom de "synthetic crude oil" ou "SCO", qui prend 35 % de part de marché des pétroles de bitume, n'a pas été bien étudié. Il y a actuellement très peu d'information sur la charge des contaminants dans le SCO, les techniques efficaces de décontamination après déversement, et les facteurs qui sont déterminants pour la réussite de la biorestauration. À cet égard, le but de cette étude est de développer ces connaissances en utilisant des microcosmes de sol dans des conditions de laboratoire. Premièrement, nous avons caractérisé les contaminants d'HAP qui viennent du SCO. Le résultat d'analyse du sol contaminé par le SCO (le Sol-SCO) nous a démontré qu'il y a une différence marquée sur l'abondance relative des HAP entre un sol contaminé avec SCO et un sol contaminé du pétrole conventionnel de "Texas-crude" (le Sol-Texas). Le Sol-SCO contient une fraction significativement plus élevée d'HAP lourds (avec 3 à 6 anneaux) que le Sol-Texas. Les deux sols ont été également caractérisés par des taux de perte de HAP contrastés, ce qui est causé probablement par leurs compositions différentes. Cela soulève des inquiétudes quant à l'efficacité des méthodes de décontamination actuelles, car elles ont été développées originairement pour le pétrole conventionnel. À cet effet, nous avons évalué les potentiels de divers traitements pour le Sol-SCO, tels que l'atténuation naturelle (NA), l'ajout de boue d'épuration (S), l'inoculation de champignon (F), la plantation de graminées (P) et leurs combinaisons (S-F, S-P, F-P, et S-F-P). En suivant le taux de perte d'HAP (y compris les HAP alkylés et 16 HAP prioritaires de l'EPA), nous avons trouvé que tous les traitements sont très efficaces avec au moins 80 % de perte d'HAP après 60 jours. Cependant, les taux de perte d'HAP sont distincts entre les HAP légers ( ≤ 3 anneaux, ~ 96 % de perte moyenne) et les HAP lourds (4 à 6 anneaux, ~ 29 % de perte moyenne). Nous avons également observé que le traitement S-P a atteint les meilleurs résultats au niveau de la concentration d'HAP qui demeurent dans le sol post-traité (0,10 ± 0,02 mg•kg⁻¹ pour une concentration initiale de 0,29 ± 0,12 mg•kg⁻¹). Afin de trouver les facteurs qui ont donné ces meilleurs résultats liés avec les traitements avec la boue (notamment le S et le S-P), nous avons étudié les structures communautaires des bactéries. Le résultat a démontré qu'il n'y a pas de changement significatif au niveau de la structure de microbiome entre les traitements. Cependant, en intégrant toutes les données ensemble (les taxa de bactérie, les concentrations d'HAP, le niveau de CO₂ de sol, et l'humidité de sol), nous avons observé que les traitements se différencient en trois groupes - - le Cluster de plante, le Cluster de microorganisme, et le Cluster de contrôle. L'analyse de multi-facteurs (MFA) a démontré que ces changements sont fortement contribués par l'application de la boue et la plantation. Le MFA aussi a montré que la plupart des bactéries sont corrélées avec les HAP alkylés (tels que le 1-méthylphénanthrène, le 2-éthylanthracène, le 3-éthylphénanthrène et le 4-butylbenzothiophène) au lieu des HAP non-alkylés qui sont suivants choisis comme les cibles de l'étude environnementale. Cela implique que, en comparant avec les HAP non-alkylés, les bactéries métabolisaient principalement les HAP alkylés dans nos sols. Donc on suggère que les études futures pour la biorestauration des HAP devraient inclure plus de HAP alkylés dans leurs cibles d'analyse afin d'évider d'avoir du biais potentiellement important. En conclusion, notre étude a démontré que les traitements avec la boue d'épuration sont capables de mieux réduire la contamination d'HAP de SCO (comparativement aux autres traitements) dans le sol. Cette observation suggère que ces techniques pourraient être des bons candidats pour les recherches futures sur la biorestauration. Cependant, une attention particulière est nécessaire pour choisir l'environnement d'application, car des facteurs tels que l'humidité, le CO₂ et la concentration d'HAP auraient des impacts significatifs sur les activités microbiennes.

Les sols organiques cultivés de l'ouest de la Montérégie alimentent une grande part du secteur horticole de la province de Québec. Or, le drainage pour leur mise en culture les rend particulièrement vulnérables à la dégradation et aux pertes de sol. Des scientifiques présument que la moitié de leur dégradation s'expliquerait par l'érosion. Cependant, son intensité réelle est mal connue. Le présent projet de recherche réalisé dans le cadre de la maîtrise en sols et environnement présentait comme objectifs de quantifier l'érosion totale cumulée depuis 1963 en sols organiques cultivés et d'étudier la modulation de son intensité par des mesures de la redistribution spatiale du césium-137. Les taux d'érosion annuels obtenus varient de 0,4 à 8,8 t/ha, alors que ceux estimés initialement varient de 4,1 et 54,6 t/ha. Cependant, la valeur moyenne de 2,9 t/ha (avec un écart-type standard de 2,1 t/ha) obtenue était comparable à celle obtenue dans l'actuelle Étude sur l'état de santé des sols agricoles du Québec réalisée par l'IRDA qui était de 3,6 t/ha (avec un écart-type standard de 4,5 t/ha). Aucune différence significative entre les taux d'érosion annuels n'a pu être détectée au moyen d'analyses de la variance entre les groupes de champs à l'étude. De plus, les analyses comparatives entre les taux d'érosion des sols calculés à partir des teneurs résiduelles en césium-137 par rapport à ceux estimés à l'aide des différents paramètres physico-chimiques ne donnent pas de résultats significatifs. On peut émettre l'hypothèse que la part des pertes de sol par érosion serait plus importante que celle présumée au départ. De plus, plusieurs hypothèses sont avancées afin d'expliquer l'absence d'effet et de tendance significative détectée. Enfin, il semble qu'un nouveau modèle d'interprétation des inventaires de césium-137 en pertes de sol par érosion doive être développé pour les sols organiques cultivés et drainés. / The cultivated organic soils of western Montérégie supply a large part of the horticultural sector of the province of Quebec. However, drainage for their cultivation makes them particularly vulnerable to degradation and soil loss. Scientists assume that half of their degradation can be explained by erosion. However, its real intensity is poorly known. The present research project carried out within the framework of the master's degree in soils and environment presented as objectives to quantify the total cumulative erosion since 1963 in cultivated organic soils and to study the modulation of its intensity by measurements of the spatial redistribution of caesium-137. The annual erosion rates obtained vary from 0.4 to 8.8 t/ha, while those initially estimated vary from 4.1 to 54.6 t/ha. However, the average value of 2.9 t/ha (with a standard deviation of 2.1 t/ha) obtained was comparable to that obtained in the current Study on the Health of Agricultural Soils in Quebec carried out by the IRDA which was 3.6 t/ha (with a standard deviation of 4.5 t/ha). No significant difference between the annual erosion rates could be detected by means of analyzes of variance between the groups of fields under study. In addition, the comparative analyzes between the soil erosion rates calculated from the residual caesium-137 contents compared to those estimated using the various physico-chemical parameters do not yield significant results. It can be hypothesized that the share of soil loss by erosion would be greater than presumed initially. In addition, several hypotheses are put forward to explain the lack of effect and significant trend detected. Finally, it seems that a new model for interpreting caesium-137 inventories in soil loss by erosion must be developed for cultivated and drained organic soils.