Le continuum sol-zone non saturée-aquifère est rarement abordé en modélisation des pesticides car il requiert des outils et une méthodologie élaborés. Ces outils peuvent avoir des niveaux de complexités variables, le plus simple étant le modèle global et le plus complexe, le modèle hydrogéologique de transport en 3 dimensions prenant en compte chacun des compartiments dans le détail. Dans ce contexte une modélisation associant de manière dynamique des outils ou des méthodes propres à chaque compartiment propose une solution intermédiaire intéressante. Une approche progressive de la modélisation hydrodynamique ainsi que de la modélisation des transferts de pesticides, appliqué au cas du bassin versant hydrogéologique de la source des Brévilles à Montreuil-sur-Epte (Val d’Oise) a pu être réalisée et fournir un modèle couplé 1D / 2D prenant en compte l’écoulement et le transport dans le sol, la zone non saturée et la zone saturée / The continuum ground-vadose zone-aquifer is rarely studied in the modeling of pesticides because it requires elaborate tools and methodology. These tools may have variable levels of complexity, the simplest being the global model and most complex, the hydrogeological model of transport in 3D taking into account each compartment in detail. In this context, a modeling associating in a dynamic way, tools or specific methods to each compartment will be an interesting intermediate solution. A progressive approach of hydrodynamic modeling and transfer modeling of pesticides applied to the case of the Brévilles spring catchment in Montreuil-sur-Epte (Val d'Oise) has been carried out and provided a coupled model 1D / 2D taking into account the flow and transport in the ground, the unsaturated zone and the saturated zone

Les eaux souterraines des plaines alluviales agricoles sont particulièrement vulnérables à la contamination en nitrates en raison d’une fertilisation importante, et de la faible profondeur des aquifères. Au sein de ces plaines alluviales, les zones ripariennes, caractérisées par des échanges importants entre les eaux de surface et les eaux souterraines, constituent des environnements propices à l’atténuation des nitrates via le processus de dénitrification. Ce processus naturel dépend de nombreux facteurs et est caractérisé par une forte variabilité spatio-temporelle. La modélisation est une approche intéressante pour étudier la dénitrification au sein des zones ripariennes car elle permet d’intégrer les différents facteurs contrôlant le processus de manière dynamique. L’objectif de cette thèse est d’améliorer la caractérisation et la quantification du processus de dénitrification et d’identifier ses facteurs de contrôle dans les plaines alluviales à travers une approche de modélisation à l’échelle du tronçon de plaine alluviale. L’analyse d’un jeu de données collectées dans un réseau de 25 piézomètres installés dans un méandre de la Garonne (Monbéqui, 6,6 km²) lors de 12 campagnes mensuelles a permis, dans un premier temps, d’identifier les facteurs contrôlant la dynamique des nitrates et le processus de dénitrification. Les données ont ensuite servi à la mise en place et à la validation de l’application du modèle distribué MOHID Land pour simuler l’hydrologie de la zone d’étude. Puis, un module permettant de simuler la dénitrification et prenant en compte les facteurs identifiés au préalable, a été introduit dans le modèle. L’analyse des données récoltées sur le terrain a montré que la dénitrification dans la zone d’étude est contrôlée par la géomorphologie, l’hydrologie et la présence de carbone organique. L’application du modèle hydrologique distribué MOHID Land a permis de simuler correctement l’hydrologie du site étudié en prenant en compte la géomorphologie de la plaine alluviale, les échanges eaux de surface - eaux souterraines et les épisodes de crues. Un module de dénitrification incluant à la fois le carbone organique dissous apporté par la rivière et le carbone organique particulaire présent dans l’horizon supérieur des sols a été implémenté dans le modèle hydrologique. Les résultats indiquent une dénitrification moyenne de 28 kg-N.ha-1.an-1 sur la période simulée dans la zone riparienne de Monbéqui. La dénitrification est plus importante dans les zones ripariennes de basses altitudes et plus globalement dans la partie aval du méandre, caractérisée par de fortes concentrations en nitrates. Les facteurs contrôlant la dénitrification au sein des plaines alluviales ont été identifiés et sont i) la géomorphologie qui détermine la saturation des horizons supérieurs des sols et la disponibilité du carbone organique ; ii) les écoulements souterrains qui contrôlent la répartition spatiale des nitrates, et iii) l’intensité et la fréquence des épisodes de crues qui entrainent des périodes favorables à la dénitrification. Finalement, les résultats obtenus dans la zone d’étude ont été comparés avec des applications du modèle dans des plaines alluviales possédant des caractéristiques contrastées, validant ainsi l’utilisation du modèle dans les environnements de plaine alluviale variés. Les résultats ont mis en avant l’importance de la connectivité hydrologique entre la rivière et la nappe alluviale ainsi que la distribution spatiale des sources de nitrates et de carbone organique comme facteurs expliquant les différences de capacité de dénitrification entre les sites. Ces travaux ouvrent des perspectives pour évaluer l’impact des modifications induites par le changement global sur le processus de dénitrification ainsi que sur leur modélisation à plus large échelle. / Groundwater systems in cultivated floodplains are vulnerable to nitrate contamination due to extensive fertilisationand the shallow depth of the groundwater. Within the floodplain environment, riparian areas, characterised by significantexchanges between surface water and groundwater, are a favourable site for nitrate removal through denitrification.Denitrification is a natural process influenced by numerous factors and characterised by a high spatio-temporal variability.Modelling is an interesting approach for the study of denitrification within riparian areas because it means that floodplainspatial heterogeneity can be taken into account and many of its control factors integrated.The main objective of this thesis was to enhance knowledge of the denitrification process in floodplains and toidentify its control factors using a modelling approach at the scale of the floodplain reach. First, a dataset collected at amonthly time step over the course of a year within a 25-piezometer network of a meander area (Monbéqui, 6.6 km²) wasanalysed in order to identify factors controlling nitrate and denitrification patterns. The data were then used to set up andvalidate the MOHID Land model to simulate the hydrology in the study area. A module designed to simulate thedenitrification process, taking the main denitrification control factors into account, was then integrated into the MOHID Landmodel.The analysis of the dataset collected from the study area showed that denitrification was controlled bygeomorphology, hydrology and organic carbon presence. The application of the MOHID Land model allowed the hydrologyof the study area to be reproduced correctly, particularly the surface water – groundwater exchanges and the influence offlood events. A denitrification module integrating dissolved organic carbon borne by the river and particulate organic carbonfrom soil was added to the model. The results indicated that denitrification in the modelled riparian area was an average ofaround 28 kg-N.ha-1.yr-1 over the simulated period. High denitrification areas were located within the low elevation riparianarea and, more generally, in the downstream area of the meander where the nitrate concentrations were highest. The factors controlling denitrification that were identified in the study area were i) geomorphology, which controlled topsoil layersaturation and organic carbon availability; ii) groundwater flowpaths, which controlled the variability in nitrateconcentrations over the study area; and iii) flood event frequency and intensity, leading to high denitrification periods.Finally, the results were compared with other applications of the model in contrasting floodplains in order to assess themodel’s performance in various floodplain environment. The results indicated that hydrologic connectivity between the riverand groundwater and the spatial location of sources of nitrates and organic carbon were the major factors behind differencesin the denitrification process between floodplains. This study provides insight for an assessment of the impact ofmodifications that could be brought about by global changes to the denitrification process and for the modelling ofdenitrification at larger scales.

Cette thèse aborde le problème d’optimisation du déploiement des réseaux sans fil Mesh (Wireless Mesh Network) pour des applications large bande en milieu souterrain. Le déploiement des éléments du réseau a nécessité des études expérimentale et analytique du milieu. L’étude expérimentale nous a permis de mieux cerner la topologie du milieu, de modéliser statistiquement le signal reçu et, surtout, d’étudier la couverture radio des éléments du réseau en fonction de leur localisation dans le milieu. Aussi, du point de vue réseau, certains comportements des réseaux à sauts multiples et à plusieurs interfaces radio ont été abordés. Il s’agit, par exemple, du problème de la limitation de la capacité globale du réseau engendrée par le nombre important de relais que subissent les paquets dans le réseau. L’étude analytique quant à elle nous a permis de proposer trois approches de déploiement du réseau en milieu souterrain. Les différentes approches topologiques se distinguent selon qu’elles apportent au réseau une performance importante, une robustesse ou, finalement, une réduction globale du coût de déploiement. Une première approche topologique consiste à trouver la ou les positions idéales de la passerelle qui permettent de réduire l’étranglement du réseau WMN en période de trafic très dense. Dans un milieu confiné, la topologie du réseau est étroitement liée à la configuration géométrique du milieu et, on peut aisément comprendre, le fait que certains liens du réseau sur utilisés (dépendamment du protocole de routage adopté) puissent compromettre la performance globale du réseau. Avec une telle configuration, tous les nœuds voisins achemineront le trafic à travers les mêmes liens sans fil dont les capacités sont bien sûr limitées. La seconde approche topologique gère le problème de positionnement d’une passerelle de manière locale par formation de clusters (regroupements) indépendants. Elle nécessite des études préalables sur le comportement du réseau dans le milieu de déploiement. Ces études permettront de déterminer le dimensionnement de l’arbre qu'il convient de déployer pour la mise en place du réseau par regroupement arborescent (cluster) des éléments du réseau dans le milieu. Le dimensionnement de l’arbre recouvrant le sous-réseau tient étroitement compte de la densité du trafic dans celui-ci. Cette seconde approche vient diminuer voire même résoudre le problème de congestion que peut poser l’approche initiale. Ce faisant, la taille de chaque cluster est rigoureusement dimensionnée de manière à autoriser une disponibilité conséquente de ressources quelque soit la position des usagers dans le réseau. Elle répond également à cette flexibilité tant recherchée en milieu souterrain de pouvoir déployer le réseau seulement à l’endroit où le besoin se fait sentir. Cette flexibilité qu’offre le réseau permet, par-dessus tout, aux industries minières de faire d’énormes économies en matière d’achats d’équipements de réseau. Notre apport le plus significatif se situe au niveau de la performance de l’algorithme ‘Competitive Greedy’(CG)’ mis de l’avant pour gérer le réseau selon cette deuxième approche de positionnement de passerelles .Bien que la ‘Competitive Greedy’ soit légèrement plus gourmande en temps calcul que certains algorithmes existant dans la littérature, elle offre la meilleure solution en ce qui concerne le coût global du réseau (des solutions optimales qui permettent de réduire le coût du réseau). Ces performances seront minutieusement présentées et cet algorithme tient compte de la topologie du réseau, permet de gérer la taille du cluster, le nombre de relais que peut supporter chaque élément du réseau et, enfin, le nombre maximal de sauts (profondeur du réseau) qui séparent un élément quelconque du cluster à l’élément central du réseau qui est la passerelle. La troisième approche topologique est légèrement plus chère que les deux premières approches à cause du nombre de passerelles qu’il faut déployer pour assurer la robustesse du réseau WMN. Elle vient surtout corriger une vulnérabilité du réseau qui réside dans la manière dont les passerelles sont déployées selon les deux approches précédentes. En effet, il peut arriver que le réseau soit exposé à différentes pannes et à d’éventuels accidents dans le milieu qui pourraient mettre en danger la sécurité de ses usagers. / This thesis focuses on an optimization problem of the deployment of Wireless Mesh Network in an underground mine environment. The deployment of the network’s devices required analytical and experimental studies of the mining area. The experimental study allowed us to better define the topology of the area, to model the received signal power with statistics and especially to study the radio coverage of the network’s elements according to their location in the mine. Moreover, multihop and multiradio wireless mesh networks’ behaviour in the area is also addressed. To elaborate, the problem of the limitation of the total available capacity is due to the number of relays (hops) the packets are subjected to in the network. In regards to the analytical study, three approaches of the network deployment in the underground area were proposed. These different topological approaches bring different results in the network depending on the performance, the robustness and the total reduction of expenses. The first topological approach consists in finding one or several optimal positions of the gateway which allows us to reduce the congestion of the WMN network in very dense traffic periods. In a confined area, the topology of the network is closely linked to the geometric shape of the area due to overused established links (based on the adopted routing protocol) that compromise the total performance of the network. The second topological approach manages the problem of position of a gateway in a local way by forming tree based independent clusters. It requires prior studies on the behaviour of the network in the deployed area. These studies will allow us to determine the size of the tree that is necessary to unfold the installation of the network by clustering the elements of the network in the area. The size of the sub-network tree will closely take into account the traffic density in the area. This second approach reduces, and even resolves the problem of congestion that can occur in the first approach. Each cluster is strictly sized in such a way that it allows the disposal of a minimum resource at the level of users in the network whatever their positions are. It also answers the question of flexibility looked after in the underground area that will allow us to unfold network only in the location where needed. This flexibility of the network allows mining industries to make huge savings while purchasing network equipments. The most significant concept introduced is the algorithm “Competitive Greedy (CG)” that allows us to manage this network approach. Competitive Greedy algorithm requires more work than existing ones, but it does offer the best solution regarding the total cost of the network (optimum resolutions which allow us to reduce network expenses). These performances will thoroughly be introduced and this algorithm will allow us to manage the size of the cluster, the numbers of relays that each element of the network can support, and finally the maximum number of hops (network depth) which separates the clusters’ element with its associated gateway. The third topological approach is a little bit more expensive compared to the first two approaches because of the number of gateways required to assure the robustness of the WMN. It resolves vulnerability problem of the network in the way gateways are deployed according to the first two approaches. In fact, this third approach is very important as it is possible that the network can expose different failure and possible accidents in the environment that can cause severe security problem to the users.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Génie civil : Lille 1 : 2005. / N° d'ordre (Lille 1) : 3632. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. 160-175.

Les zones arides abritent 35% de la population mondiale et affichent parmi les plus hauts niveaux de pauvreté. La faible quantité et l’hétérogénéité spatio-temporelle des précipitations et des écoulements compliquent non seulement l’exploitation de la ressource mais aussi la compréhension de ces hydro-systèmes. Cependant, depuis les origines de l’histoire humaine, les populations ont su domestiquer l’eau des zones arides, tant superficielle, que souterraine. Mais les dernières décennies ont vu certaines zones arides devenir le théâtre du développement d’activités industrielles aux usages d’eau intensifs qui posent des problèmes de gestion et d’accès à l’eau des usagers, en particulier des populations vulnérables. Dans le nord du Chili, le Désert d’Atacama est l’une des zones les plus arides au monde. Depuis les années 90, avec l'installation de grands projets miniers, la région a connu une croissance démographique et économique constante. L’eau souterraine y est intensivement utilisée pour les activités minières, l’approvisionnement des populations et l’agriculture. Afin de comprendre si les problèmes d’accès à l’eau souterraine de l’aquifère Pampa del Tamarugal, région de Tarapacá, sont dus au fait que la ressource est limitée, que la gestion des eaux souterraines doit être améliorée, ou encore à un manque d’information scientifique sur cette ressource, une approche multi et interdisciplinaire a été mise en place. Cette approche est constituée de deux grandes parties : d’une part, la caractérisation des ressources en eau souterraines de l’aquifère Pampa del Tamarugal. Pour cela, les données brutes existantes et leurs conditions de production ont été analysées et un nouveau réseau hydrométrique a été conçu grace à l’analyse multicritère couplée à une analyse SIG. Ensuite, la réalisation d’une carte piézométrique actualisée et la comparaison de cette carte avec les données piézométriques des dernières décennies ont permis de comprendre l’évolution de l’aquifère. L’étude géologique détaillée et l’analyse hydrochimique et isotopiques de sources et forages a permis de caractériser la recharge de l’aquifère, entre autres de définir le rôle prépondérant du substratum mésozoïque sur les écoulements notamment dans la couverture cénozoïque. Pour pallier au manque de données historiques, une approche complémentaire a été mise en place consistant en l’intégration des connaissances des populations locales indigènes pour l’élaboration du modèle hydrogéologique conceptuel. D’autre part, la gestion des ressources en eaux souterraines de l'aquifère Pampa del Tamarugal a été analysée, en s’attachant notamment à comprendre le rôle de l’information scientifique et technique et les stratégies et discours des acteurs sur cette gestion et sur les usages. Finalement, l’étude d’un système ancestral de gestion de l’eau a permis de générer l’information nécessaire à sa préservation en tant que patrimoine hydraulique de zone aride mais également à sa réutilisation pour la gestion actuelle de l’aquifère. Ces travaux de recherche ont permis d’améliorer la compréhension des mécanismes de recharge, ainsi que des écoulements et de l’évolution de la ressource en eaux souterraines sous pression anthropique dans une zone aride et montagneuse telle que le nord du Chili. Ils ont aussi permis de préciser les contraintes limitant l’accès à l’eau des populations vulnérables dans la zone d’étude, et le rôle de l’information scientifique dans la gestion de la ressource en eaux souterraines. / Drylands are home to 35% of the world's population and have among the highest levels of poverty. The small quantity and spatio-temporal heterogeneity of rainfall and runoff complicate not only the exploitation of the resource but also the understanding of those hydro-systems. However, since the origins of human history, in arid areas, people have been able to domesticate both surface and ground water the water. But the last decades have seen some arid areas become the scene of the development of industrial activities with intensive water uses that pose problems of management and access to water for users, particularly vulnerable populations. In the north of Chile, the Atacama Desert is one of the most arid areas of the world. Since the 1990s, with the installation of major mining projects, the region has experienced constant demographic and economic growth. Groundwater is extensively used for mining, domestic supply and agriculture. In order to understand if the problems of access to the groundwater of the Pampa del Tamarugal aquifer, in the Tarapacá region, are due to a limited resource, management issues, or to a lack of scientific information, a multi-disciplinary and interdisciplinary approach has been put in place. This approach consists of two main parts: first, the characterization of the groundwater resources of the Pampa del Tamarugal aquifer. For this, the existing raw data and their production conditions have been analysed and a new hydrometric network has been designed with a multi-criteria analysis coupled with a GIS analysis. Then, the realization of an updated piezometric map and the comparison of this map with the piezometric data of the last decades allow to understand the evolution of the aquifer. Based on a detailed geological study and hydrochemical and isotopic analysis of sources and boreholes, the recharge of the aquifer has been characterized with the preponderant role of the Mesozoic substratum on the flows especially in the Cenozoic cover. To compensate for the lack of historical data, a complementary approach has been put in place consisting of integrating the local and indigenous knowledge for the development of the conceptual hydrogeological model. On the other hand, the management of the groundwater resources of the Pampa del Tamarugal aquifer was analyzed, with particular attention to understanding the role of scientific and technical information and the strategies and discourses of the actors on this management and on uses. Finally, the study of an ancient water management system has generated the information necessary for its preservation as a water heritage an arid zone but also in order to reuse this system for the current management of the aquifer. This research has improved the understanding of the Pampa del Tamarugal recharge mechanisms, as well as the flow and evolution of groundwater resources under anthropogenic pressure in an arid and mountainous area such as northern Chile. They also clarified the constraints limiting access to water for vulnerable populations in the study area, and the role of scientific information in the management of groundwater resources.

Les aquifères karstiques sont caractérisés par un écoulement rapide dans les conduits karstiques et un écoulement lent dans la roche encaissante (matrice). En raison de cet écoulement rapide, ces aquifères sont fortement vulnérables à la pollution. L'objectif principal de cette thèse est d'évaluer l'importance des échanges d'eau à l'interface entre les conduits et la matrice et par conséquent l'impact de ces échanges sur le transport de soluté dans le système karstique. Pour investiguer l'apport de l'équation de Brinkman à l'évaluation des écoulements d'eau, un modèle dont la géométrie du conduit est décrite par la fonction sinus a été établi. Deux scénarii sont appliqués. Le scénario A emploie la loi de Darcy dans le conduit et la matrice. Le scénario B emploie l'équation de Brinkman et la loi de Darcy dans le conduit et la matrice, respectivement. Le terme supplémentaire de l'équation de Brinkman décrivant les forces de cisaillement joue un rôle prédominant sur l'échange d'eau entre le conduit et la matrice lorsque les conduits sont sinueux. Le modèle hydrodynamique - transport a été appliqué au système karstique du Val d'Orléans. La calibration a démontré que le meilleur diamètre moyen du conduit est de 5 m, la perméabilité dans la roche encaissante est de 5,7×10-10 m2 et celle du conduit de 1,65×10-5 m2 à 5,5×10-5 m2. Les prédictions du modèle hydrodynamique - transport ont été comparées aux crues de la Loire observées dans les années 1992 et 1993 durant lesquelles les concentrations en chlorure (traceur naturel conservatif) ont été dosées dans la Loire et à la source du Bouillon. Avec un coefficient d'emmagasinement dans la matrice de 0,9 m-1, la distance pénétrée par l'eau de la crue dans la matrice est d'environ 530 m en deux mois pour une crue de 2 m (exemple de 1993).

Le cycle de la matière organique à l'échelle continentale reste encore en partie méconnu. Ainsi, le COD a surtout été étudié sous un aspect chimique indifférencié. Des études isotopiques et l'utilisation de biomarqueurs ont permis d'élucider certains aspects de son cycle. La présente étude s'inscrit dans cette perspective. Deux types de milieux distincts, le fleuve Saint-Laurent et l'aquifère de l'Astien (France), ont été examinés. Dans le volet "Saint-Laurent", nous nous sommes intéressés au cycle du carbone organique terrigène (COT) à partir de mesures 13C et 14C du COD et d'une composante réfractaire du COD afin de comprendre l'origine et l'évolution du COT lors de son transit vers l'océan. Dans le second volet, les mêmes approches ont été retenues afin de déterminer la nature, les sources, l'état de dégradation et l'évolution temporelle du COD dans une nappe d'eau souterraine. Nous retenons une origine majoritairement terrigène pour le COD du Saint-Laurent, ainsi que son âge globalement très récent. Cependant, une fraction de ce COD est apparue beaucoup plus ancienne. La présente étude indique que le COD total du système hydrologique du fleuve Saint-Laurent est en majorité constitué de composés organiques facilement biominéralisables et donc potentiellement grands consommateurs d'oxygène dissous. Le COT pourrait donc jouer un rôle plus important qu'estimé aujourd'hui dans l'apparition de conditions hypoxiques dans les estuaires et zones côtières du globe. Dans le système de l'aquifère de l'Astien, les cinétiques relatives de dégradation des composés organiques issus de la macromolécule ligneuse pourraient donner lieu à des applications géochronométriques.

Les ressources souterraines fournissent une part importante de l'eau douce de notre planète. Notre travail s'inscrit dans une démarche de protection de cette ressource vitale par la modélisation et la simulation numérique. Couplée aux études de terrains, la simulation numérique est en effet un outil indispensable, du fait de l'incertitude sur le milieu géologique. Cette incertitude conduit à une approche stochastique. Nous nous sommes concentrés sur les écoulements dans les réseaux de fractures générés aléatoirement. Pour permettre la résolution de ces écoulements par une méthode d'éléments finis mixte hybride, nous avons élaboré un algorithme de maillage spécifique aux fractures. Cette technique permet de construire le système linéaire quelle que soit la géométrie du réseau généré. Nous avons ensuite effectué une étude comparative de trois solveurs linéaires : un solveur direct, un multigrille algébrique et un Gradient Conjugué Préconditionné. Cette étude nous a conduit à proposer une méthode de résolution plus efficace pour ce problème. Nous avons alors étudié une méthode de décomposition de domaine de type Schur, qui permet d'allier les avantages du solveur direct et du Gradient Conjugué Préconditionné. Cette méthode consiste à réduire le problème à un problème aux interfaces, par une définition naturelle des fractures, ou paquets de fractures, comme sous-domaines. Nous avons proposé une approche originale d'optimisation de l'algorithme et un préconditionnement global de type déflation. Notre implémentation de cette méthode est compétitive. Elle permet de résoudre tous les cas tests étudiés et elle est plus rapide, dans la majorité des cas, que les trois autres solveurs.

Le continuum sol-zone non saturée-aquifère est rarement abordé en modélisation des pesticides car il requiert des outils et une méthodologie élaborés. Ces outils peuvent avoir des niveaux de complexités variables, le plus simple étant le modèle global et le plus complexe, le modèle hydrogéologique de transport en 3 dimensions prenant en compte chacun des compartiments dans le détail. Dans ce contexte une modélisation associant de manière dynamique des outils ou des méthodes propres à chaque compartiment propose une solution intermédiaire intéressante. Une approche progressive de la modélisation hydrodynamique ainsi que de la modélisation des transferts de pesticides, appliqué au cas du bassin versant hydrogéologique de la source des Brévilles à Montreuil-sur-Epte (Val d'Oise) a pu être réalisée et fournir un modèle couplé 1D / 2D prenant en compte l'écoulement et le transport dans le sol, la zone non saturée et la zone saturée

Un empoisonnement naturel et à grande échelle, touche aujourd'hui les populations consommant les eaux des aquifères du delta du Bengale. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre la mobilité de l'arsenic en décrivant les interactions entre les transformations minéralogiques et les processus microbiens sur le site d'étude de Chakdaha au Bengale Occidental (Inde). Les interactions entre les bactéries ferri-réductrices ou sulfato-réductrices avec une ferrihydrite dopée en As sont étudiées dans des expérimentations en réacteur et en colonne dans des conditions anoxiques. Le couplage des processus biotiques et abiotiques est pris en compte dans différents modèles numériques. Un premier modèle énergétique a été testé sur les expériences en réacteur et sur des données publiées avec des sédiments du Bengale. Ce modèle donne une explication du découplage observé entre la libération en solution du Fe(II) et de l'As(III). Les expériences en colonne ont permis ensuite de représenter une transition rédox possible avec la réduction d'oxydes de fer et la précipitation de sulfures de fer. Par ailleurs, des observations à Chakdaha ont révélé le rôle possible des carbonates dans les zones de fortes concentrations en As. L'ensemble des acquis expérimentaux et des observations de terrain ont permis de développer un modèle de transfert réactif 1D de l'As dans ces aquifères. Différents scénarios sur la séquence entre les accepteurs d'électrons ont été comparés aux données, en particulier le ratio solide Fe(II)/Fe. Les modèles de transport réactif couplés aux processus microbiens permettront à l'avenir une meilleure prédiction du transfert des polluants dans l'environnement.