Th. 3e cycle--Géochim., pétrol. et métallogénie--Nancy--I.N.P.L., 1983. / Rés. en fr. et en angl.

Texte remanié de: Th. doct.--Agron.--Montpellier--CIHEAM, 1997. / En appendice, choix de documents. Bibliogr. p. 119-123. Résumés en français et en anglais.

La construction de technosols permet la restauration durable de sols urbains contaminés, si tant est qu’ils parviennent à devenir fertiles et riches d’une biodiversité fonctionnelle. Afin de s’en assurer, la recolonisation de technosols composés d’un mélange de limon profond et de compost de déchets verts a été suivie à l’aide de 5 bioindicateurs : collemboles, acariens, vers, carabes et cloportes. Trois expérimentations ont ainsi été menées : (i) un dispositif expérimental dans le futur écoquartier de l’Union (Roubaix) (ii) des mésocosmes de taille plus réduite avec inoculation de vers et de cloportes et iii) des microcosmes en laboratoire suivant l’évolution de populations de collemboles. Les résultats obtenus montrent que si la connectivité des technosols à un élément paysager local joue sur la facilitation des premiers stades de recolonisation (pour la mésofaune et les vers notamment), le mode de gestion des technosols a un impact plus durable sur la dynamique de colonisation et sur l’implantation des divers taxons. La mise en place d’un couvert végétal herbacé (prairie fleurie, pelouse) ou arbustif s’est révélée particulièrement bénéfique pour les communautés pédofauniques, qui y sont plus riches et abondantes, ainsi que pour la fonctionnalité des technosols (meilleure dégradation de la litière, communautés de collemboles diversifiées en termes de traits fonctionnels). Il en va de même pour l’application de BRF qui favorise vers et mésofaune via le relargage de composés organiques et le développement de communautés fongiques associées. Ces résultats pourront ainsi être mis à profit par les aménageurs dans leurs projets de réhabilitation urbaine durable. / Soil construction appears to be a tempting way to restore, lastingly, contaminated urban soils provided that they can become fertile with a functional biodiversity capable of assuring essential ecosystem services. To ensure this, the recolonisation of newly established technosols composed of a mixture of compost and deep alluvion was monitored using judiciously chosen bioindicators: springtails, mites, earthworms, carabid beetles and woodlice. Thus, three experiments were carried out: (i) an experimental plot located inside the future “Ecoquartier de l’Union” (Roubaix, France) (ii) smaller mesocosms with an introduction of earthworms and woodlice and (iii) laboratory microcosms studying the evolution of collembolan populations. The results show that, if the connection of the technosols with an element of the local landscape (in this case a railway hedgerow) plays a part chiefly in aiding the first stages of recolonisation, notably for earthworms and springtails, technosols' management has a lasting impact on the colonization dynamics and the implantation of the different taxa. Establishing an herbaceous cover (flowering meadow, lawn) or a hedge was especially profitable to the pedofaunic communities, which were richer and more abundant, as well as to the technosols functioning (better litter degradation, diversified collembolan communities with regards to functional traits). The same is true for the addition of RCW (Ramial Chipped Wood) which benefits earthworm and mesofauna through the organic components released and the associated fungal development. Therefore, urban planners could use these results in their sustainable rehabilitation projects.

La phytoremédiation est présentée comme une option pour gérer des sols dégradés. Les potentialités de Miscanthus × giganteus ont été évaluées, dans des conditions ex situ et in situ, avec pour objectif de produire une biomasse sur des sols agricoles fortement contaminés par Cd, Pb et Zn. Il a été dressé un bilan sur le comportement de la plante face à un gradient de contamination des sols, en intégrant les variations saisonnières et différentes pratiques agronomiques (choix du cultivar, densité de plantation, amendement biologique, fertilisation azotée). Il a aussi été étudié l’influence du miscanthus sur la mobilité des métaux dans les sols. Les résultats ont montré que la contamination des sols ne perturbe pas la croissance de M. × giganteus et le rendement de la biomasse récoltée. Le cadmium, Pb et Zn sont principalement accumulés dans les racines et d’une façon générale, M. × giganteus réduit leur transfert vers les organes aériens. Cette plante présente un bon potentiel pour la phytostabilisation des métaux et d’une façon plus globale, pour le phytomanagement. Prises individuellement, les pratiques agronomiques n’ont pas d’effet sur le comportement de la plante. En revanche, la fertilisation azotée d’une part, et l’interaction entre le cultivar et l’ajout de l’inoculum endomycorhizien d’autre part, favorise légèrement l’accumulation de Cd et Zn dans les organes aériens des cultivars étudiés. Compte tenu du caractère pérenne de la plante, il conviendrait de valider ces résultats sur le long terme, d’étudier les effets du stress métallique sur la santé de la plante et d’évaluer le devenir des polluants en lien avec l’accumulation des matières organiques dans le sol. / Phytoremediation is considered as an option for management of degraded soils. The potential of Miscanthus × giganteus were assessed in ex situ and in situ conditions, with the aim of producing biomass on agricultural soils heavily contaminated by Cd, Pb and Zn. The study mainly focused on the behavior of M. × giganteus growing on soils presenting a contamination gradient, and included seasonal variations and different agronomic practices, i.e., choice of the cultivar, planting density, biological soil amendment and nitrogen fertilization. The influence of the plant on metal mobility in soils was also assessed. The results show that soil contamination does not affect M. × giganteus growth and shoot yields. Cadmium, Pb and Zn are mainly accumulated in roots and in general M. × giganteus reduces their transfer to the aboveground organs. This plant presents therefore a great potential for metal phytostabilisation, and in a more comprehensive way, for phytomanagement. Taken individually, agronomic practices did not affect the plant behavior. However, nitrogen fertilization on one hand, and the interaction between the cultivar ad the endomycorrhizal inoculum on the other hand, increase the Cd and Zn accumulation in miscanthus organs. Given the perennial nature of the plant, long-term studies are needed to validate the present results, to assess the effects of metal-induced stress on the plant health as well as the fate of contaminants in relation to the accumulation of soil organic matter in miscanthus plantations.

L’article 552 du Code civil prévoit que la propriété du sol emporte la propriété du dessus et du dessous. Cette disposition consacre l’existence du sous-sol sur la scène juridique et lie le sort du sous-sol à celui du sol. Le législateur a souhaité accorder un droit qui se déploie dans l’espace. Se dessine alors un lien, sinon de soumission, du moins de dépendance du sous-sol envers le sol. Le débat se noue autour de l’intensité du lien existant entre le sol et le sous-sol. La recherche du régime juridique applicable au sous-sol impose nécessairement de raisonner sur la force d’attraction que revêt le sol. Doté d’un pouvoir absorbant, ce dernier semble pouvoir déterminer le régime juridique applicable au sous-sol en préservant ainsi l’unité de l’immeuble. Toutefois, leur apparente dépendance doit être nuancée et la vision unitaire s’estompe face aux spécificités du sous-sol. En effet, la compréhension du régime juridique applicable au sous-sol nécessite la prise en compte d’autres éléments permettant de révéler toute la particularité du sous-sol. Il recèle de nombreuses richesses susceptibles d’entraîner une modification de l’objet de la propriété immobilière. Les exemples de dissociation de la propriété immobilière, organisés par la loi ou la volonté, sont pléthoriques et entrainent un relâchement des liens de dépendance. La présence de mines ou de vestiges archéologiques en sont un témoignage éloquent, la propriété du sous-sol étant alors soustraite à la puissance du propriétaire du sol. Cette étude, oscillant entre dépendance et autonomie, s’attachera à démontrer les particularités du sous-sol qui ne saurait, en définitive, se définir par sa seule relation avec le sol / Article 552 of the Civil Code provides that the property of the soil embraces the property of what is above and underneath it. This provision consecrates the existence of the subsoil on the legal scene and links the fate of the subsoil to the one of the soil. The legislator wished to grant a right which is deployed in space. This creates a connection at least a dependence of the subsoil towards the soil, if not even a submission. The debate is based on the intensity of the link between the soil and the subsoil. The search for the legal regime applicable to the subsoil necessarily requires to think about the force of attraction that the soil has. Possessing an absorbing power, the latter seems to be able to determine the legal regime applicable to the subsoil, thus preserving the unity of the real estate. However, their apparent dependence should be nuanced and the unitary perception fades because of the subsoil’s specificities. Indeed, the understanding of the legal regime applicable to the subsoil requires to consider other elements revealing the particularities of the subsoil. It contains many wealth which could lead to a modification of the object of the real estate property. Examples of the dissociation of real estate property, organized by law or will, are profuse and lead to a weakening of dependency links. The presence of mines or archaeological remains is an eloquent illustration since the property of the subsoil is then subtracted from the power of the owner of the soil. This study which oscillates between dependence and autonomy, will endeavor to demonstrate the particularities of the subsoil which cannot be defined only by its relation to the soil

Des observations d'événements passés sont utilisées afin de démontrer que la rupture progressive explique les étalements, de grands glissements survenant dans les argiles sensibles. Lors d'une rupture progressive, le comportement anti-écrouissage est utilisé afin de distribuer les contraintes dans le talus et explique qu'une faible perturbation initie une grande rupture. Il est illustré que dans le cas des étalements, l'instabilité est déclenchée près du pied de talus par un déchargement critique, généralement causé par érosion. La rupture progressive se propage quasi-horizontalement dans le talus et réduit la pression des terres, menant à la dislocation active du sol en horsts et grabens. La dislocation du talus fait donc suite à la propagation de la surface de rupture. Une méthode numérique est élaborée afin d'identifier les paramètres influençant la rupture progressive et de valider l'application du mécanisme aux étalements. Cette méthode comporte deux étapes : (i) évaluation des contraintes présentes initialement dans le talus et (ii) modélisation de la rupture progressive. H est démontré que les hautes pentes, fortement inclinées avec un coefficient de pression des terres au repos (Ko) élevé sont susceptibles à la rupture progressive et que celle-ci se propage sur une grande distance. La rupture est favorisée par un sol ayant une grande fragilité lors du cisaillement et une faible rigidité. Une faible résistance à grande déformation du sol favorise une grande distance de propagation. Les argiles de l'est du Canada présentant une forte sensibilité et une grande fragilité lors du cisaillement sont donc considérées comme susceptibles à la rupture progressive. La méthode est appliquée à l'étalement survenu à Sainte-Monique-de-Nicolet, en 1994, dans une argile silteuse sensible presque normalement consolidée. H est démontré que la contrainte de cisaillement initiale dans la pente était près de la résistance intacte du sol. La stabilité du talus était précaire. L'initiation et l'étendue de la rupture observée est expliquée par un sol ayant une grande fragilité lors du cisaillement et une résistance à grande déformation près de la résistance remaniée du sol. D est donc démontré numériquement que la rupture progressive explique l'initiation et l'étendue de la surface de rupture de cet étalement.

En forêt boréale, le flux total de CO₂ du sol (F[indice CO2]) est le deuxième flux de carbone le plus important après la photosynthèse et peut représenter de 48 à 71% de la respiration totale de l'écosystème. Le F[indice CO2] dépend de l'état du sol à petite échelle, c'est-à-dire de sa température, de sa teneur en eau, de la quantité et de la qualité de la matière organique et de l'activité racinaire et microbienne. D'autres facteurs, appelés « facteurs externes », tels quel a topographie, les événements météorologiques et la hauteur de végétation influencent l'état du sol et donc indirectement le F[indice CO2]. Prédire le F[indice CO2] est complexe en raison du nombre important de facteurs à prendre en compte et des différents patrons de variation temporelle à modéliser. L'objectif de l'étude était de quantifier l'effet des facteurs externes susceptibles d'influencer la variabilité saisonnière, intrasaisonnière et spatiale des F[indice CO2] dans la forêt boréale. Des mesures de F[indice CO2] furent prises à la Forêt Montmorency (Québec, Canada) entre juin et octobre 2020. Un modèle de type Random forest regression fut utilisé pour prédire le F[indice CO2] en fonction de facteurs externes liés à la topographie, à la végétation et à la météo récente. Le modèle obtenu a permis d'expliquer 79 % de la variation des mesures de F[indice CO2]. Nos résultats ont démontré l'importance de la variation spatiale et intrasaisonnière (44 %) dans les mesures de F[indice CO2] par rapport à la variation saisonnière (35 %), ce qui a des implications pour la mesure et la modélisation de F[indice CO2]. La hauteur des arbres et la température de l'air furent les deux facteurs les plus importants pour prédire la valeur du F[indice CO2]. La méthodologie proposée permettrait de simuler le F[indice CO2] à partir de facteurs externes qui peuvent être obtenus à grande échelle à partir de relevés LiDAR et des données climatiques. / In the boreal forest, total soil CO₂ efflux (F[indice CO2]) is the second most important carbon flux after photosynthesis and can account for 48-71% of total ecosystem respiration. F[indice CO2]depends on the small-scale condition of the soil, i.e., its temperature, water content, quantity and quality of organic matter and root and microbial activity. Other factors, called "external factors", such as topography, weather events and vegetation height influence the soil condition and thus indirectly F[indice CO2]. Predicting F[indice CO2] is complex due to the large number of factors to be considered and the different patterns of temporal variation to be modeled. The objective of the study was to quantify the effect of external factors that may influence the seasonal, intra-seasonal and spatial variability of F[indice CO2] in the boreal forest. F[indice CO2] measurements were taken in the Montmorency Forest (Quebec, Canada) between June and October 2020. A random forest regression model was used to predict F[indice CO2] as a function of external factors such as topography, vegetation and recent weather. The developed model was able to explain 79% of the variation in F[indice CO2] measurements. Our results demonstrated the importance of spatial and intra-seasonal variation (44%) in F[indice CO2] measurements compared to seasonal variation (35%), which has implications for F[indice CO2] measurement and modeling. Tree height and air temperature were the two most important factors in predicting F[indice CO2] value. The proposed methodology would allow F[indice CO2] to be predicted from external factors that can be obtained on a large scale from LiDAR surveys and climate data.

Au Québec, dans toutes les provinces canadiennes et dans 18 États américains, la méthode de détermination des besoins en chaux des sols agricoles est basée sur l'analyse du pH[indice SMP]. Cependant, cette méthode pose des problèmes de précision par rapport aux sols dont les besoins en chaux sont faibles. Ainsi cette méthode n'est pas trop en phase avec la réalité agronomique d'une majorité de sols du Québec ayant de faibles besoins et entretenus chaque année par des pratiques de chaulage. L'objectif de cette étude était de développer une nouvelle procédure d'évaluation des besoins en chaux basée sur les analyses routinières des sols (pH[indice eau], MO, P[indice M3], K[indice M3], Ca[indice M3], Mg[indice M3], Al[indice M3]) et leur calibration par apprentissage supervisé sur les courbes de titrage de l'acidité des sols. Pour réaliser cette étude, 270 courbes de titrage ont été élaborés à partir d'expériences de laboratoire, ensuite ces courbes ont été paramétrisés et les covariables découlant de cette paramétrisation sont prédits par intelligence artificielle à partir de caractéristiques physico-chimiques de base des sols analysés. Ce projet de recherche a été réalisé de façon à prendre le plus en considération possible la réalité des sols agricoles au Québec, l'échantillonnage a été faite au niveau de 9 régions du Québec. Les résultats obtenus prouvent qu'il est possible de paramétriser une courbe de titration d'un sol et de prédire ses besoins en chaux à partir de ses paramètres physico-chimiques routinières. / In Quebec, in all Canadian provinces and in 18 American states, the method for determining the lime requirements of agricultural soils is based on pHSMP analysis. However, this method poses accuracy problems for soils with low lime requirements. Thus, this method is not in phase with the agronomic reality of a majority of Quebec soils with low needs and maintained each year by liming practices. The objective of this study was to develop a new procedure for evaluating lime requirements based on routine soil analyses (pH[subscript water], MO, PM3, KM3, CaM3, MgM3, AlM3) and their calibration by supervised learning on soil acidity titration curves. To carry out this study, 270 titration curves were elaborated from laboratory experiments, then these curves were parameterized and the covariates resulting from this parameterization are predicted by artificial intelligence from basic physicochemical characteristics of the analyzed soils. This research project was carried out in such a way as to take into account the reality of agricultural soils in Quebec as much as possible. The sampling was done in 9 regions of Quebec. The results obtained prove that it is possible to parameterize a soil titration curve and to predict its lime needs from its routine physico-chemical parameters.

Les processus de transport et d'atténuation des contaminants dans un sol saturé sont déterminés en fonction de plusieurs facteurs parmi lesquels la consolidation à grande déformation joue un rôle majeur. L'étude de la consolidation d’un sol saturé tient généralement compte des aspects mécaniques et hydrauliques du milieu. Le facteur qui induit une modification structurale importante d'un sol saturé recevant une charge externe est l'expulsion de l'eau dans les pores. L'objectif de cette recherche vise à intégrer les équations de transport des contaminants avec les équations générales de la consolidation à grande déformation des sols (Foriero et Ladanyi, 1995 et 1998). Il est important pour le spécialiste en sols et en environnement de connaître l’état des contraintes, la perméabilité, l’indice des vides, le degré de consolidation, mais aussi les concentrations de contaminants et leurs gradients en vue de faire des prévisions dans le cadre d’un projet affectant un sol contaminé ou à d’autres fins. Pour ce faire, un programme informatique basé sur la méthode des éléments finis a été développé pour résoudre l'équation différentielle résultant du couplage de la consolidation et de la contamination. Les variables utilisées dans le logiciel sont les propriétés du sol, le coefficient de dispersion et la concentration initiale du contaminant. Les résultats de recherche indiquent que le programme informatique peut être utilisé pour prédire les paramètres reliés à la consolidation à grande déformation du sol et à l’évolution de la concentration du contaminant.

L'exploitation minière au Canada est d'une importance économique et sociale indéniable. Les industries minières produisent des résidus miniers qui peuvent contaminer les écosystèmes terrestres et aquatiques à court et à long terme. Cette étude porte sur la restauration écologique des déchets miniers aurifères dans le nord canadien, plus particulièrement dans le nord du Québec. L'objectif de ce mémoire est d'évaluer le potentiel de différents systèmes d'implantation pour la végétalisation d'un site minier dégradé en observant la survie des plantes, les paramètres physico-chimiques et les communautés microbiennes du sol quatre ans après leur implantation sur un site minier aurifère nordique. Le dispositif agroforestier a été réalisé sur un site de post extraction d'or, sur des résidus fins, en utilisant un mélange d'espèces d'arbres et d'herbacées, l'amendement de microorganismes symbiotiques et de biochar. Les résultats ont montré un effet positif de l'inoculation sur la survie des arbres, en particulier pour les espèces Alnus viridis ssp. Crispa et Picea glauca avec des taux de survie supérieurs à 90 %. D'autre part, l'analyse des séquences de champignons et de bactéries dans le sol avec la technologie Illumina Miseq a permis d'évaluer la diversité des microorganismes et leur interaction dans l'environnement. La présence des bactéries du genre Pseudomonas et des ectomycorhizes des genres Amphinema et Cadophora montre que ces microorganismes sont adaptés à ce milieu et que leur utilisation comme inoculum est pertinente. Le biochar a un effet sur les paramètres chimiques du sol, en particulier le pH, le carbone et l'azote total. Ces paramètres ont finalement affecté les communautés microbiennes du sol. Ainsi, nos résultats suggèrent que la végétalisation des sites miniers dégradés peut être améliorée par l'implantation de végétaux inoculés avec des microorganismes symbiotiques et un amendement en biochar qui sont adaptés aux conditions édapho-climatiques. / Mining in Canada is of undeniable economic and social importance. The mining industry produces tailings that may contaminate the soil and water ecosystems, causing long-term land degradation. This study focuses on the ecological restoration of gold mining wastes in the Canadian north, specifically in northern Quebec. The objective of this master thesis is to assess the potential of different implantation systems for the revegetation of a mine degraded land by assessing the survival of plants, the physicochemical parameters, and the microbial communities of the soil after four years. The field trials were established on gold post-mining sites on fine tailings, using a mixture of tree and herbaceous species, the amendment of symbiotic microorganisms, and biochar. This study has provided insight into the complexity of soil-plant-microorganism relationships. The results showed a positive effect of inoculation on the tree survival rate, especially for Alnus viridis ssp. Crispa and Picea glauca and their survival rate of over 90%. Moreover, the characterization of fungi and bacteria in the soil with the Illumina Miseq technology made it possible to assess the diversity of microorganisms and their interaction in the environment. Also, the presence of bacteria of the genus Pseudomonas and ectomycorrhizal fungi of the genera Amphinema and Cadophora suggest that these beneficial soil microorganisms are well adapted to this environment and can be used as inoculum. Biochar affects soil chemical parameters, especially pH, total carbon, and total nitrogen. These parameters ultimately affected the soil microbial communities. Thus, our results suggest that revegetation of degraded mine sites is possible with a combination of plants, amendments of biochar and, microsymbionts, adapted to edapho-climatic conditions.