Il est important de connaître la conductivité thermique du sol ainsi que l’amplitude et l’orientation de la vitesse des écoulements souterrains lors du dimensionnement d’un champ de puits géothermiques. Ce mémoire présente la méthodologie et les conclusions d’une analyse numérique d’un nouveau concept de test de réponse thermique (TRT) pour échangeurs de chaleur géothermiques verticaux. Cette configuration de TRT permet de mesurer à la fois les propriétés hydrauliques du sol et ses propriétés thermiques. Le but premier du mémoire est de vérifier la validité du concept pour ensuite développer une méthode de résolution permettant d’estimer, à partir de la réponse thermique lors du TRT, la conductivité thermique du sol ainsi que la norme et l’orientation de la vitesse des écoulements souterrains. Pour ce faire un modèle numérique de puits a été construit avec la méthode des éléments finis afin d’effectuer des simulations numériques de la réponse thermique dans diverses conditions. À partir de ces simulations, il a été possible de démontrer le potentiel du concept de TRT et d’élaborer des méthodologies pour retrouver les propriétés désirées. Une méthode de résolution graphique est d’abord présentée. Dans un second temps, le formalisme des problèmes inverses est appliqué afin d’obtenir une deuxième méthode de mesure des paramètres du sol. Les résultats montrent que le TRT proposé permet de retrouver ces paramètres dans la plupart des scénarios envisagés. / It is important to know the subsurface thermal conductivity and the groundwater flow parameters (i.e. its velocity and orientation) when sizing a geothermal borefield. This master’s thesis presents a methodology and the conclusions of a numerical analysis of a novel thermal response test (TRT) concept for vertical geothermal heat exchangers. This configuration of TRT is able to measure both the hydraulic and the thermal properties of the ground. The main objective behind this work is to validate the concept and then to develop an efficient methodology to obtain from the thermal response of the TRT an estimation of the ground thermal conductivity along with the velocity and the orientation of groundwater flows. To achieve this, a numerical model of borehole was built using the finite element method. This model was then used to simulate the thermal response for various conditions. From these simulations, it has been possible to demonstrate the potential of the concept and to elaborate methodologies to find the desired properties. A graphical method is first presented. Following that, inverse problem techniques were applied to get a second measurement methodology. Results show that the suggested TRT is able to find the parameters in most of the cases.

La jachère agroforestière améliorée consiste à planter des arbres, après une série de cultures, dans le but de rapidement restaurer la fertilité des sols. Cette pratique est encouragée car elle permettrait, entre autres, de raccourcir le temps des jachères; d’améliorer la fertilité des sols; d’augmenter les rendements des cultures. De plus, cette dernière aurait un bon potentiel d’adoption par les agriculteurs car sa pratique est proche de la jachère traditionnelle. En République Démocratique du Congo, un projet datant de la fin des années 90 a permis à plus de 300 agriculteurs de pratiquer des jachères agroforestières à Acacia auriculiformis afin d’améliorer le rendement des cultures de manioc – principal aliment de cette région. La présente thèse s’était fixée comme but d’étudier le potentiel des jachères agroforestières en approfondissant certains aspects de cette pratique notamment ceux liés aux effets que pourraient avoir l’âge des arbres sur les sols. Plus spécifiquement, les objectifs étaient de: i) évaluer et comparer les effets des jachères agroforestières à A. auriculiformis dont les classes d’âge étaient 1 à 3 ans, 3 à 5 ans et 5 à 7 ans ainsi que des jachères traditionnelles de 5 ans sur la fertilité et les stocks de carbone des sols ; ii) évaluer et comparer les rendements de manioc et les contenus en nutriments de leurs feuilles et farines; et iii) identifier les facteurs socio-économiques liés à la continuité de la pratique de la jachère agroforestière à A. auriculiformis par les agriculteurs. Les résultats obtenus permettent de conclure que les jachères successives à A. auriculiformis âgées de 1 à 7 ans après la première récolte d’une plantation mature d’acacias de 7 ans améliorent les propriétés physico-chimiques ainsi que les stocks de carbone des sols comparativement aux jachères traditionnelles de 5 ans. Les effets de l’âge de jachères sur les propriétés physico-chimiques et les stocks de carbone n’étaient pas significatifs. Des essais de culture de manioc ont également été réalisés sur des sols de jachères agroforestières de 1 à 3 ans ; 3 à 5 ans et 5 à 7 ans ainsi que sur des sols de jachères traditionnelles âgées de 5 ans. À l’issue de 11 mois de culture, les rendements obtenus sur les jachères agroforestières longues (5 à 7 ans) ont été supérieurs à ceux de toutes les autres jachères de cette étude et ces derniers étaient également associés à des niveaux élevés de potassium contenu dans les feuilles ainsi que les farines de manioc. Cette étude a également permis, à travers la combinaison de méthodes qualitative et quantitative, de connaître les avantages et contraintes perçus par les agriculteurs. L’augmentation du rendement des cultures ainsi que la récolte d’A. auriculiformis pour la fabrication de charbon de bois ont été citées comme les avantages les plus importants par les agriculteurs. Les enquêtes ont également permis de mettre en évidence le fait que la disponibilité de la main d'œuvre en ce qui concerne le nombre des membres du ménage travaillant dans les champs était la variable qui expliquait le mieux la continuité de la pratique de la jachère agroforestière. En définitive, les jachères agroforestières à A. auriculiformis, notamment celles âgées entre 5 et 7 ans, ont permis d’améliorer la fertilité et les stocks de carbone des sols ainsi que les rendements de manioc. C’est également à cet âge que les arbres peuvent être récoltés pour la fabrication de charbon de bois, ce qui rejoindrait les attentes des agriculteurs. -- Mots clés : jachère agroforestière, Acacia auriculiformis, propriétés physico-chimiques du sol, carbone du sol, rendements de manioc, adoption, Plateau des Batéké. / Agroforestry improved fallow consists of planting trees after a series of crops in order to quickly restore soil fertility. This practice is encouraged because it would allow, among other things shorten the time of traditional fallows; improve soil fertility; and increase crop yields. In addition, the latter would have a good adoption potential because its practice is close to traditional fallow. In the Democratic Republic of Congo, a project dating back to the late 1990s enabled more than 300 farmers to practice agroforestry fallow of Acacia auriculiformis to improve the yield of cassava crops - the main food of this region. The aim of this thesis was to study the potential of agroforestry fallows with emphasis on certain aspects in connection with this practice, particularly those related to the effects that age of trees may have on soils. More specifically, the objectives were to: i) evaluate and compare the effects of A. auriculiformis agroforestry improved fallows with different class ages 1 to 3 years, 3 to 5 years, 5 to 7 years, as well as traditional fallows of 5 years on the soil fertility and carbon stocks; ii) evaluate and compare cassava yields and nutrient contents of cassava leaves and flours; and iii) identify the socio-economic factors linked to the continuity by farmers of this A. auriculiformis agroforestry improved fallow. The results of this study indicate that successive A. auriculiformis agroforestry improved fallows aged 1 to 7 years after the first harvesting of a 7-year old mature A. auriculiformis plantation, improve the soil physicochemical properties and soil carbon stocks compared to traditional 5-year traditional fallows. The effects of age on soil physico-chemical properties and carbon stocks were not significant. Cassava cultivation trials were conducted on 1 to 3, 3 to 5, and 5 to 7-year-old agroforestry fallow soils as well as on 5-year-old traditional fallow soils. After 11 months of cultivation, yields obtained on long agroforestry fallows (5 to 7 years) were higher than those of all other fallows in this study and these were also associated with high levels of potassium in the cassava leaves and flour. This study also made it possible, through the combination of qualitative and quantitative methods, to know the advantages and constraints perceived by farmers. Increased crop yield and the harvest of Acacia auriculiformis for charcoal production were cited as the most important benefits for farmers. The surveys also highlighted the fact that the availability of labor in terms of the number of household members working in the fields was the best explanatory variable for the continuity of the agroforestry fallow practice. In the end, A. auriculiformis agroforestry fallows, especially the ones between 5 and 7 yearold, can improve soil fertility and soil carbon stocks as well as cassava yields. It is also at this age class that trees can be harvested for charcoal making, which would meet farmers' expectations. Key words: agroforestry fallow, Acacia auriculiformis, soil physico-chemical properties, soil carbon, cassava yields, adoption, Batéké Plateau.