Les fontes de fer sont des matériaux largement utilisés dans de nombreux domaines allant de l’industrie automobile au secteur de l’énergie en passant par la fabrication des tuyaux d’adduction d’eau. Du fait de la teneur en carbone élevée de ces alliages, du graphite et/ou des carbures de fer précipitent pendant la solidification. Les propriétés finales des pièces dépendent alors de la nature de la matrice, de la présence ou non de carbures et surtout de la forme du graphite. Celui-ci peut cristalliser sous la forme de lamelles, de sphères ou de particules de formes intermédiaires. Les éléments présents à l’état de traces dans le bain de fonte liquide influencent de manière considérable la croissance du graphite et conditionnent sa forme finale. Leur moyen d’action ainsi que le mécanisme de croissance du graphite sphéroïdal sont encore un sujet de débat et cette thèse a pour objectif de contribuer à la compréhension des phénomènes mis en jeu. Les échantillons utilisés ont été élaborés selon le procédé de coulée par centrifugation, son influence sur les mécanismes étudiés est d’ailleurs au cœur de ce projet. Les différents essais et analyses réalisés prouvent que la structure des nodules observés dans les échantillons centrifugés est la même que dans le cas des pièces moulées en sable. De plus, les éléments traces montrent une action similaire lors de la solidification et pendant la croissance en phase solide durant le traitement thermique destiné à éliminer les carbures. Ces résultats suggèrent que le mécanisme de croissance du graphite sphéroïdal est le même lors de la croissance à partir du liquide ou en phase solide par décomposition des carbures. Une proposition est d’ailleurs faite pour expliquer le développement des nodules par une germination continue du graphite sur les plans de base conjuguée à une croissance selon les directions prismatiques. Un modèle mathématique associé à ce mécanisme est présenté et son application au procédé de centrifugation donne des résultats en accord avec les observations expérimentales. / Cast irons are widely used in the foundry industries for applications mainly in the automotive, energy and pipes industries. Because of the high carbon content, graphite and/or iron carbides appear during solidification. The properties of the casting depend on the nature of the matrix, the presence or not of carbides and the shape of the graphite. It can crystallise under the form of lamellae, spheroids or particles with an intermediate shape. Trace elements present in the melt strongly influence graphite growth and shape. Their action and the growth mechanism of the spheroidal graphite are still under debate and the aim of this project is to contribute to the understanding of these phenomena. The samples have been cooled by the centrifugal casting process whose influence on the studied mechanisms is the focus of this project. The different analyses that have been carried out show that the structure of the nodules is the same in centrifugated and sand mold castings. Moreover, the trace elements exhibit a similar action during solidification and solid state growth during heat-treatment for carbide dissolution. These results suggest that the growth mechanism of spheroidal graphite is the same during growth from the liquid and by solid state decomposition of carbides. A schematic is proposed to explain the growth of the nodules by a continuous nucleation on the basal surface of the graphite coupled to a growth along the prismatic directions. A mathematical model associated to this mechanism is presented and its application to the centrifugal casting process gives results in good agreement with experimental observations.

Les lacs jouent un rôle particulier dans le cycle de l’eau dans les bassins versants urbains. La stratification thermique et le temps de séjour de l’eau élevé favorisent le développement phytoplanctonique. La plupart des métaux sont naturellement présents dans l’environnement à l’état de traces. Ils sont essentiels pour les organismes vivants. Néanmoins, certains métaux sont connus pour leurs effets toxiques sur les animaux et les humains. La concentration totale des métaux ne reflète pas leur toxicité. Elle dépend de leurs propriétés et de leur spéciation (fractions particulaires, dissoutes: labiles ou biodisponibles et inertes). Dans les systèmes aquatiques, les métaux peuvent être absorbés par des ligands organiques ou minéraux. Leur capacité à se complexer avec la matière organique dissoute (MOD), particulièrement les substances humiques, a été largement étudiée. Dans les lacs, le développement phytoplanctonique peut produire de la MOD non-humique, connue pour sa capacité complexante des métaux. Pourtant, peu de recherche sur la spéciation des métaux dans la colonne d’eau des lacs urbains a été réalisée jusqu’à présent.Les objectifs principaux de cette thèse sont (1) d’obtenir une base de données fiables des concentrations en métaux traces dans la colonne d’eau de lacs urbains représentatifs; (2) d’évaluer leur biodisponibilité via une technique de spéciation adéquate ; (3) d’analyser leur évolution saisonnière et spatiale et leur spéciation; (4) d’étudier l’impact des variables environnementales, en particulier de la MOD autochtone sur leur biodisponibilité; (5) de lier la concentration des métaux au mode d’occupation du sol du bassin versant.Notre méthodologie est basée sur un suivi in-situ des lacs en complément d’analyses spécifiques en laboratoire. L’étude a été conduite sur trois sites: le lac de Créteil (France), le lac de Pampulha (Brésil) et 49 lacs péri-urbains (Ile de France). Sur le lac de Créteil, plusieurs dispositifs de mesure en continu nous ont fourni une partie de la base de données limnologiques. Dans le bassin versant du lac de Pampulha, la pression anthropique est très importante. Le climat et le régime hydrologique des 2 lacs sont très différents. Les 49 lacs de la région d’Ile de France ont été échantillonnés une fois pendant trois étés successifs (2011-2013). Ces lacs nous ont fourni une base de données synoptique, représentative de la contamination métallique à l’échelle d’une région fortement anthropisée.Afin d’expliquer le rôle des variables environnementales sur la concentration métallique, le modèle Random Forest a été appliqué sur les bases de données du lac de Pampulha et des 49 lacs urbains avec 2 objectifs spécifiques: (1) dans le lac de Pampulha, comprendre le rôle des variables environnementales sur la fraction labile des métaux traces, potentiellement biodisponible et (2) dans les 49 lacs, comprendre la relation des variables environnementales, particulièrement au niveau du bassin versant, sur la concentration dissoute des métaux. L’analyse des relations entre métaux et variables environnementales constitue l’un des principaux résultats de cette thèse. Dans le lac de Pampulha, environ 80% de la variance du cobalt labile est expliqué par des variables limnologiques: Chla, O2, pH et P total. Pour les autres métaux, le modèle n’a pas réussi à expliquer plus de 50 % de la relation entre fraction labile et variables limnologiques. Dans les 49 lacs, le modèle Random Forest a donné un bon résultat pour le cobalt (60% de la variance expliquée) et un très bon résultat pour le nickel (86% de la variance expliquée). Pour Ni les variables explicatives sont liées au mode d’occupation du sol : « Activités » (Equipements pour l’eau et l’assainissement, entrepôts logistiques, bureaux…) et « Décharge ». Ce résultat est en accord avec le cas du lac de Créteil où la concentration en Ni dissous est très élevée et où les catégories d’occupation du sol « Activités » et « Décharges » sont dominantes / Lakes have a particular influence on the water cycle in urban catchments. Thermal stratification and a longer water residence time in the lake boost the phytoplankton production. Most metals are naturally found in the environment in trace amounts. Trace metals are essential to growth and reproduction of organisms. However, some are also well known for their toxic effects on animals and humans. Total metal concentrations do not reflect their ecotoxicity that depends on their properties and speciation (particulate, dissolved: labile or bioavailable and inert fractions). Trace metals can be adsorbed to various components in aquatic systems including inorganic and organic ligands. The ability of metal binding to dissolved organic matter (DOM), in particular humic substances, has been largely studied. In urban lakes, the phytoplankton development can produce autochthonous DOM, non humic substances that can have the ability of metal binding.. But there are few studies about trace metal speciation in lake water column.The main objectives of this thesis are (1) to obtain a consistent database of trace metal concentrations in the water column of representative urban lakes; (2) to access their bioavailability through an adapted speciation technique; (3) to analyze the seasonal and spatial evolution of the metals and their speciation; (4) to study the potential impact of environmental variables, particularly of dissolved organic matter related to phytoplankton production on metal bioavailability and (5) to link the metal concentrations to the land use in the lake watershed.Our methodology is based on a dense field survey of the water bodies in addition to specific laboratory analysis. The research has been conducted on three study sites: Lake Créteil (France), Lake Pampulha (Brazil) and a panel of 49 peri-urban lakes (Ile de France). Lake Créteil is an urban lake impacted by anthropogenic pollution. It benefits of a large number of monitoring equipment, which allowed us to collect a part of the data set. In Lake Pampulha catchment, the anthropogenic pressure is high. Lake Pampulha has to face with many pollution point and non-point sources. The climate and limnological characteristics of the lakes are also very different. The panel of 49 lakes of Ile de France was sampled once during three successive summers (2011-2013); they provided us with a synoptic, representative data set of the regional metal contamination in a densely anthropized region.In order to explain the role of the environmental variables on the metal concentrations, we applied the Random Forest model on the Lake Pampulha dataset and on the 49 urban lake dataset with 2 specific objectives: (1) in Lake Pampulha, understanding the role of environmental variables on the trace metal labile concentration, considered as potentially bioavailable and (2) in the 49 lakes, understanding the relationship of the environmental variables, more particularly the watershed variables, on the dissolved metal concentrations. The analysis of the relationships between the trace metal speciation and the environmental variables provided the following key results of this thesis.In Lake Pampulha, around 80% of the variance of the labile cobalt is explained by some limnological variables: Chl a, O2, pH, and total phosphorus. For the other metals, the RF model did not succeed in explaining more than 50% of the relationships between the metals and the limnological variables.In the 49 urban lakes in Ile de France, the RF model gave a good result for Co (66% of explained variance) and very satisfying for Ni (86% of explained variance). For Ni, the best explanatory variables are landuse variables such as “activities” (facilities for water, sanitation and energy, logistical warehouses, shops, office…) and “landfill”. This result fits with Lake Creteil where dissolved Ni concentration is particularly high and where the “activities” and “landfill” landuse categories are the highest

Ce doctorat repose sur l'utilisation de Glycymeris glycymeris, un bivalve de la famille des Glycymerididae, pour reconstruire la variabilité environnementale en rade de Brest (France). Il vise à comparer des données géochimiques archivées dans ces coquilles avec diverses variables biologiques et écologiques. Les objectifs sont d'identifier de potentiels proxys et d'étendre notre connaissance de la variabilité environnementale avant les premières mesures instrumentales.Au total, 38 spécimens (vivants ou morts) ont été utilisés pour construire une chronologie s'étendant de 1891 à 2014.Les indices de croissance standardisés suggèrent que la croissance coquillière est principalement influencée par le débit de l'Elorn, la salinité et la matière particulaire en suspension.Des analyses isotopiques, réalisées sur les portions juvéniles de 24 spécimens, mettent en évidence que les variations de δ18Oaragonite enregistrent fidèlement la température de surface, permettant sa reconstruction sur 45 ans en rade de Brest. En terme de forçage climatique, ces variations de température en rade semblent contrôlées par le gyre subpolaire et l'East Atlantic Pattern.Cinq coquilles (3 d'âge inférieur à 10 ans et 2 âgées de 45 ans) ont ensuite été analysées pour leurs concentrations en strontium et magnésium par LA-ICP-MSLes concentrations en Mg et Sr, quant à elles, sont positivement corrélées à la température de l'eau à une échelle sub-annuelle, mais négativement à l'échelle annuelle.Cette étude met en lumière le potentiel de G. glycymeris comme archive de la variabilité climatique et environnementale en rade de Brest. Du fait du nombre important de spécimens sub-fossiles en rade, cette thèse fournit une base de travail pour l'extension de ces reconstructions dans un passé encore plus lointain. / This PhD thesis uses Glycymeris glycymeris, a temperate bivalve in the Glycymerididae family, to reconstruct environmental variability in the Bay of Brest, France. This work comprises of geochemical data archived within shells, compared with several biological and ecological variables. The aims of this study were to assess for potential proxies and expand environmental knowledge prior to local observational records.Thirty-eight live- and dead-collected specimens were used to create a chronology spanning 1891 to 2014. When the standardised growth index was correlated with local environmental factors, it showed that the predominant drivers of growth were Elorn inflow, salinity and suspended particulate matter.Isotopic analysis was undertaken on the juvenile increments of 24 shells. Our results highlight that variations in δ18Oaragonite accurately record local sea surface temperatures, leading to the creation of a 45-year SST reconstruction for the Bay of Brest. Correlations between this and climate forcings show that SSTs in this area are controlled by the subpolar gyre and the East Atlantic Pattern.Five shells (three under the age of 10 and two aged 45) were analysed using a LA-ICP-MS to determine the quantity of strontium and magnesium. Mg and Sr intensities are positively correlated with temperature sub-annually, but on an annual scale there is a negative correlation.This study conveys the potential of G. glycymeris as an archive of climatic and environmental variability in the Bay of Brest. As there are a large number of sub-fossil specimens in the area, this study also provides an anchored base for expansion further back in time.

Cette thèse entend proposer un concept technologique – non-anthropocentré – de trace numérique. Il s’agit de rappeler que l’informatique exigeant des objets et des actes qu’ils passent par l’inscription pour exister, les machines computationnelles sont parties prenantes des processus de production des traces numériques, qu’une « sémiotique technologique » permettrait de décrire. L’enjeu d’un tel concept est de mettre en circulation une narration qui ne soit pas de l’ordre de ces discours de fin de monde décrits par Déborah Danowski et Eduardo Viveiros de Castro. Ces discours racontent la vie d’humains réduits à habiter un environnement ontologiquement dévitalisé et artificialisé, comme c'est le cas lorsque la valorisation technique et économique des traces numériques risque à terme de déboucher sur une « délégation machinique de nos relations » (Louise Merzeau) ou encore sur une « gouvernementalité algorithmique » ou un « asservissement machinique » (Antoinette Rouvroy et Thomas Berns). À partir du moment où il y a des discours de fin de monde cependant, c’est qu’une tentative est à l’œuvre :celle qui consiste à inventer une mythologie adéquate à notre présent, celle qui essaie de dire quelque chose de la fin d’une certaine aventure anthropologique. Et c’est pour participer à cette tentative, tout en cherchant à éviter de contribuer aux discours de fin de monde, qu’une approche technologique des traces numériques à même de faire compter les machines computationnelles est proposée. / This Ph.D. thesis aims at proposing a concept that is technological – in other words, not anthropocentric – of digital traces. The point is that since computational processes require objects and actions to take the form of inscriptions as a condition of their existence, computational machines are fundamentally involved in the process of producing digital traces, which a technological semiotics could describe. What is at stake in the concept we propose is to put into circulation a narration which avoids the theme of “the end of the world” described by Déborah Danowski and Eduardo Viveiros de Castro. These “end of the world” stories evoke the life of human beings who are reduced to living in an environment that is ontologically devitalized and purely artificial, as it seems to be the case when the technical and economic valorization of digital traces has the end result of “delegating our human relations to machines” (Louise Merzeau) or yet again of leading to “algorithmic governmentality” (Antoinette Rouvroy and Berns). When the theme of “the end of the world” raises its head, it means that an attempt is being made: an attempt to invent a mythology appropriate to our present situation, a narration which tries to say something about the end of a certain anthropological adventure. And it is in order to participate in this venture, but seeking to avoid contributing to the theme of “the end of the world”, that we propose a technological approach to digital traces, enabling us to take into account computational machines as a part of the contemporary world. / Doctorat en Philosophie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les estuaires sont des systèmes hautement dynamiques où interagissent des processus biogéochimiques complexes qui influent sur le devenir de la matière organique et non organique. La confrontation des eaux fluviales et marines induit des changements rapides des principaux facteurs structurant la distribution des organismes vivants et gouvernant la spéciation de certains éléments traces entre phase particulaire et dissoute, ex : gradient de salinité, teneurs en matières en suspension (MES). Ce travail vise à étudier l’estuaire de la Charente, principal fleuve influançant le bassin de Marennes-Oléron (première zone ostreicole française) afin (i) de caractériser la structure de la communauté zooplanctonique en relation avec les paramètres environnementaux, (ii) le fonctionnement de la base du réseau trophique de l’estuaire (identification des sources de matière organique exploitée par les organismes zooplanctoniques et suprabenthiques) et (iii) d’établir un état de contamination par les métaux des compartiments biotiques. L’estuaire de la Charente se distingue par des concentrations en MES extrêmement élevées, présentant néanmoins une contribution importante de la matière organique (efflorescence phytoplanctonique printanière en zone mésohaline et production microphytobenthique). La zone de turbidité maximale semble correspondre à un écotone qui contrôle les flux de matière organique et la distribution des organismes. Le mélange physique des particules issues des systèmes dulcicoles et marins adjacents à l’estuaire avec cette forte charge de matériel resuspendu conduit à une homogénéisation des signatures isotopiques et métalliques particulaires en été et automne le long du gradient de salinité. Les quatre assemblages zooplanctoniques identifiés sont structurés spatialement par la salinité et la concentration en MES et temporellement par les variations de température et de débit fluvial. Malgré la dominance quantitative du matériel détritique au sein du pool de matière organique particulaire (MOP), il semble que les 5 taxons planctoniques ou suprabenthiques dominants étudiés (Eurytemora affinis, Acartia spp., Daphnia spp., Neomysis integer, Mesopodopsis slabberi) présentent une sélectivité importante vis-à-vis de sources primaires distinctes. Cette succession spatio-temporelle d’espèces sélectives conduit à une multiplication des flux trophiques et semble ainsi optimiser à l’échelle annuelle l’exploitation de la MOP disponible. Les concentrations en Cd, Cu, Hg, Pb, V et Zn ont par ailleurs été mesurées dans près de 40 taxons estuariens (zooplancton, benthos, poissons). Malgré des concentrations en métaux dissous et particulaires plus faibles que dans les grands estuaires européens subissant une pression anthropique importante (Seine, Gironde), les niveaux de contamination mesurés dans les différents compartiments biotiques semblent globalement équivalents. Les évènements brefs (crue hivernale, efflorescence phytoplanctonique printanière) altèrent toutefois fortement ce schéma général en modifiant les sources primaires de matière organique disponibles et les concentrations métalliques particulaires (Cd notamment). / Estuaries are highly dynamic systems where complex biogeochemical greatly affect the fate of organic and non-organic matter. The physical mixing of freshwater and saltwater leads to high variability in the main drivers controlling organisms distribution and trace metals partitioning between the particulate and dissolved phases: eg. salinity gradient, suspended particulate matter concentration (SPM). This work aims thus at studying the Charente estuary, which is the main river discharging into the Marennes-Oléron Bay (first oyster producing area in France) in order to (i) characterize the zooplankton community structure and relate it to the main environmental parameters, (ii) identify the main organic matter sources contributing to the functioning of the planktonic food web and (iii) to characterize contamination of the biological compartment of this estuary. Although being one of the most turbid estuaries in Europe, the Charente estuary displays quite high organic matter contribution, especially through a spring phytoplankton bloom in the mesohaline area and microphytobenthic production. The maximum turbidity zone (MTZ) displays some ecotonal characteristics, controlling both organic matter fluxes and organisms distribution. The physical mixing of terrestrially and marine derived particles within the high load of resuspended estuarine particles leads to quite homogeneous isotopic and metallic signatures in particles all along the salinity gradient during summer and autumn. Salinity and SPM concentration significantly controls the spatial distribution of the four zooplankton assemblages identified while temperature and river discharge controls their temporal variations. Despite the quantitative dominance of terrestrially derived detrital organic matter, the five dominant planktonic and suprabenthic taxa studied (Eurytemora affinis, Acartia spp., Daphnia spp., Neomysis integer, Mesopodopsis slabberi) display strong selectivity toward different organic matter sources. At the annual scale, the exploitation of the available stock of organic matter seems optimized by this spatio-temporal succession of selective species that leads to multiple trophic pathways. In addition, the concentrations of Cd, Cu, Hg, Pb, V and Zn were measured in nearly 40 estuarine taxa (zooplankton, benthos, fishes). Although particulate and dissolved metal concentrations were somewhat low as compared to those measured in highly impacted European estuaries (Seine, Gironde), the contamination levels recorded in these biotic compartments were of the same order of magnitude. Moreover, brief events such as high water levels and phytoplankton blooms greatly affect this overall pattern by modifying the available organic matter sources and particulate trace metals concentrations (especially Cd).

La fixation de N2, ou diazotrophie, est un processus biogéochimique majeur en raison de son apport en azote nouveau dans la couche de surface de l’océan. Cependant ses facteurs de contrôle restent mal connus. Le fer, dont les concentrations de surface sont faibles, est un élément potentiellement limitant de la fixation de N2 du fait du contenu en fer important de la nitrogénase. En raison de leur découverte récente, peu d’études ont été menées sur les cyanobactéries diazotrophes unicellulaires (UCYN) pouvant être responsables de ~50% de la fixation de N2 à l’échelle globale. Des expériences en culture ont permis de caractériser et quantifier pour la première fois la réponse d’une UCYN, Crocosphaera watsonii, face à la limitation en fer. En condition de limitation en fer, il a été observé une réduction de la croissance et des taux de fixation de N2 ainsi qu’une stratégie d’adaptation des cellules avec une diminution de leur volume. La stimulation de la croissance et de l’activité de C. watsonii cultivées en condition de limitation en fer suite à l’ajout d’une pluie saharienne artificielle a permis de mettre en évidence qu’une partie au moins du fer issu de poussières désertiques est biodisponible. En Atlantique subtropical Nord, où nous avons déterminé une forte contribution de la fixation de N2 à la production nouvelle, nous avons observé une limitation de la fixation de N2 et de la production primaire principalement par les phosphates et mis en évidence le rôle des métaux traces dans le contrôle de la fixation de N2. Un ajout de pluie saharienne a permis de stimuler systématiquement la fixation de N2 et la production primaire. / Despite the biogeochemical importance of N2 fixation, which represents the largest source of newly-Fixed nitrogen to the open ocean, some uncertainties remain about its controlling factors. Iron (Fe) is widely suspected as a key controlling factor due to the high Fe content of the nitrogenase complex and to its low concentration in oceanic surface seawaters. N2 fixation rates associated with unicellular N2 fixing cyanobacteria (UCYN) were estimated to be ~50% of the total N2 fixation at global scale, but as they have been recently discovered few studies have been conducted on these organisms. We performed culture experiments in order to quantify for the first time the response of an UCYN, Crocosphaera watsonii, to Fe limitation. Reduction of ambient Fe concentration led to significant decreases in growth rate and N2 fixation rates per cell and we observed an adaptive strategy to Fe limitation with a cell volume reduction. Then, the enhancement of growth and activity of C. watsonii under Fe limitation condition after artificial Saharan rain addition highlighted that at least a part of the Fe released by the dust is bioavailable. In subtropical North Atlantic, an important contribution of N2 fixation to new production was observed and we showed that primary production and N2 fixation were globally P-Limited. We revealed that trace metals play a key role in controlling N2 fixation in this area. Saharan rain addition stimulated N2 fixation, presumably by supplying these nutrients. All these results contribute to our knowledge of the control of oceanic N2 fixation and provide new insight about interactions between Fe, nitrogen and carbon biogeochemical cycles.

Abstract This study focuses on the process of self-regulated learning by investigating in detail how learners engage in self-regulated and strategic learning when studying in g/nStudy learning environments. The study uses trace methods to enable recognition of temporal patterns in learners’ activity that can signal strategic and self-regulated learning. The study comprises three data sets. In each data set, g/nStudy technology was used to support and trace self-regulated learning. In the analysis, micro-analytical protocols along with qualitative approach were favoured to better understand the process of self-regulated and strategic learning in authentic classroom settings. The results suggested that the specific technological tools used to support strategic and self-regulated learning can also be used methodologically to investigate patterns emerging from students’ cognitive regulation activity. The advantage of designing specific tools to trace and support self-regulated learning also helps to interpret the way in which the learning patterns actually inform SRL theoretically and empirically. Depending on how the tools are used, they can signal the typical patterns existing in the learning processes of students or student groups. The learning patterns found in the students’ cognitive regulation activity varied in terms of how often the patterns emerged in their learning, how the patterns were composed and when the patterns were used. Moreover, there were intra-individual differences – firstly, in how students with different learning outcomes allocated their study tactic use, and secondly, how self-regulated learning was used in challenging learning situations perceived by students. These findings indicate log file traces can reveal differences in self-regulated learning between individuals and between groups of learners with similar characteristics based on the learning patterns they used. However, learning patterns obtained from log file traces can sometimes be complex rather than simple. Therefore, log file traces need to be combined with other situation-specific measurements to better understand how they might elucidate self-regulated learning in the learning context. / Tiivistelmä Tässä väitöskirjassa tutkitaan oppilaiden itsesäätöisen ja strategisen oppimisen ilmenemistä oppimisprosessin aikana. Tutkimuksessa hyödynnetään g/nStudy- oppimisympäristöä, jonka avulla on mahdollista tukea ja jäljittää oppimisen strategista toimintaa. g/nStudy-oppimisympäristö tallentaa lokidataa, joka on tarkkaa ajallista informaatiota siitä toiminnasta, jota oppilas tekee työskentelynsä aikana. Toisin sanoen, lokidatasta on mahdollista jäljittää ne tiedot, jotka reflektoivat strategista – ja itsesäätöistä oppimista. Erityisenä mielenkiinnon kohteena oli selvittää miten lokidatasta voi löytää strategisia oppimisen toimintamalleja, ja miten nämä strategiset oppimisen toimintamallit vaihtelevat oppilaiden, oppilasryhmien ja erilaisten oppimisen tilanteiden aikana. Väitöstutkimus muodostuu kolmesta erillisestä tutkimusaineistosta. Jokaisessa kolmessa aineistossa on hyödynnetty g/nStudy-teknologian mahdollisuuksia tukea ja jäljittää itsesäätöistä oppimista. Tutkimusaineiston analyysissä hyödynnetään mikroanalyyttista lähestymistapaa sekä laadullista tutkimusotetta. Tutkimuksen analyyttinen lähestymistapa antaa mahdollisuuden ymmärtää itsesäätöisen- ja strategisen oppimisen ilmenemistä aidossa oppimistilanteessa. Tutkimustulokset osoittavat, että oppimisympäristöön sisällytettyjä teknologisia työkaluja voidaan käyttää tukemaan itsesäätöistä ja strategista toimintaa. Sen lisäksi samoja työkaluja voidaan käyttää myös menetelmällisenä välineenä tutkittaessa itsesäätöistä – ja strategista toimintaa erilaisissa oppimistilanteissa. Tutkimus -tulokset osoittavat, että oppimisen strategiset toimintamallit vaihtelivat oppilaiden – ja oppimistilanteiden välillä. Oppimisen strategisissa toimintamalleissa oli myös laadullisia eroja sen suhteen, miten usein ne ilmenivät oppimisprosessin aikana ja mistä strategisista toiminnoista ne koostuivat. Johtopäätöksenä voi todeta, että lokidatan käyttäminen tutkimusmenetelmänä edesauttaa paljastamaan opiskelun strategisia toimintamalleja oppilaiden – ja oppilasryhmien välillä. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että strategiset toimintamallit voivat olla hyvinkin monimuotoisia. On tärkeää tunnistaa, missä tilanteissa ja milloin näitä toimintamalleja käytetään ja erityisesti mikä on niiden vaikutus oppimisen laatuun.

Pollution et agriculture urbaine (AU) sont deux mondes interconnectés soumettant les villes au défi de la durabilité, dans un contexte où la pollution aux metalloïdes augmente au moins autant que l'intérêt pour l'agriculture urbaine. Les biofertilisants / bioamendements utilisés en AU (champignons mycorhiziens à arbuscules, compost, biochar) peuvent influencer la mobilité des polluants du sol. Cette étude vise à mieux comprendre le devenir de contaminants inorganiques géogéniques et anthropiques, majeurs (Cd, Pb) ou émergents (Sb), dans des systèmes sol-plante-biofertilisant et leur bioaccessibilité pour l'homme. Si la mobilité des polluants est modifiée par les biofertilisants, le type de source influence aussi leur bioaccessibilité. La communauté fongique semble cruciale dans ces phénomènes mais est impactée par l'ajout de compost. Ainsi, l'utilisation de ces biofertilisants sur sol pollué est à raisonner du fait des interactions multiples affectant la phytodisponibilité des polluants. / Urban agriculture (UA) and pollution are two worlds more inter-connected every day, creating one of the main challenges of sustainable cities as persistent metal(loid) contamination increases as much as the interest for urban agriculture. Biofertilizers and bioamendments used in UA (arbuscular mycorrhizal fungi, compost, and biochar) can influence the mobility of contaminants in soil. This study aims to better understand the fate of anthropic or geogenic, major (Cd, Pb) and emerging (Sb), inorganic contaminants in soil-plant-biofertilizer systems and their human bioaccessibility. While contaminant mobility in soil is affected by biofertilizers, their origin influences also their bioaccessibility. The fungal community seems crucial in this phenomenon but is impacted by compost addition. Hence, using these biofertilizers in contaminated soils has to be thought wisely because of the multiple interactions affecting contaminant's phytoavailability.

Les sols des friches industrielles sont souvent multi-polluées et représentent des surfaces toujours plus importantes présentant de forts enjeux sociaux-économiques. Leur réhabilitation passe par une bonne compréhension du fonctionnement écologique des sols, qui, en plus d’être pollués, présentent des structures et des teneurs en nutriments souvent inhabituelles. Malgré cela, une recolonisation par la faune, la flore et les microorganismes est généralement observée. La capacité de ces nouvelles communautés à restaurer et maintenir les fonctions clés des sols reste à évaluer, et cela semble indissociable de la mesure d’une ou plusieurs fonctions écosystémiques. La décomposition de la litière est un processus écosystémique clef permettant la réalisation des cycles biogéochimiques du carbone et des nutriments. Les processus de la décomposition dépendent à la fois de ses acteurs (faune et microorganismes) et de la qualité de la litière végétale. De ce fait, la réponse de cette fonction écosystémique à la pollution du sol intègre les effets de cette pollution sur les communautés de plantes, d’animaux, et de microorganismes, ce qui en fait un indicateur potentiellement pertinent pour évaluer les effets de la pollution sur le fonctionnement des écosystèmes du sol. L’objectif central de cette thèse a donc été d’étudier le fonctionnement des friches industrielles en se focalisant sur les effets délétères de la pollution des sols sur la décomposition de la litière de feuilles. L’hypothèse centrale découlant de cet objectif a été que la pollution des sols pouvait impacter la décomposition par deux voies d’action. (1) La première voie, directe, est constituée de l’ensemble des effets délétères que pourraient provoquer les polluants sur les acteurs de la décomposition dont dépend la bonne réalisation de cette fonction. (2) Concernant la deuxième voie d’action, nous avons supposé que la pollution, en entraînant des modifications de la physiologie des plantes, pouvait modifier les paramètres physico-chimiques de la litière et ainsi impacter de façon indirecte la décomposition des litières. Nos résultats ont permis de montrer l’absence de l’effet direct pour huit friches industrielles fortement polluées, et ce malgré des perturbations des communautés d’acteurs, avec notamment une augmentation de l’abondance des détritivores et une modification de la colonisation microbienne des litières sur les sites pollués. Ces résultats plaident en faveur d’une redondance fonctionnelle suffisante au sein de ces communautés, permettant de maintenir le processus de décomposition. Nous avons également montré un effet indirect positif de la pollution sur la décomposition. Cet effet résulte de l’amélioration systématique de la qualité de la litière, entraînant dans certains cas une augmentation de l’activité des acteurs de la décomposition. Par ailleurs, nous avons également montré une accumulation des polluants dans ces mêmes litières, en particulier le Zn et le Cd, polluants pouvant potentiellement produire des effets délétères sur les acteurs de la décomposition. Toutefois, la présence de ces ETM n’a pas semblé influencer la consommation des litières par certains acteurs de la décomposition de la litière. Cependant, ce résultat reste à valider in situ en présence de l’ensemble des communautés de détritivores. De nombreuses perspectives s’ouvrent à la suite de ces travaux. Parmi elles, il reste notamment à déterminer 1) quels sont les mécanismes (physiologiques) qui entrainent une augmentation de la qualité des litières produites sur les sols contaminés ? 2) comment des communautés différentes permettent d’assurer des taux de décomposition similaires ? et 3) quels sont les impacts de la consommation des litières provenant des sites contaminés sur le fonctionnement et la physiologie des détritivores ? / Brownfield soils are multi-polluted areas, which cover an increasing surface and thus present serious socio-economical challenges. A better understanding of the ecological functioning of these sites is mandatory for their restoration. In addition to the high pollution found at these sites, brownfields are characterized by a specific soil structure and occasionally also by particular nutrient contents. Despite these constraints, several brownfield are well colonized by plants, fauna and microorganisms. The capacity of these new communities to uphold main ecosystem function remains to be evaluated based on the measurement of one or several ecosystem functions. Leaf litter decomposition is critically important in driving carbon and nutrient biogeochemical cycles. This function depends on decomposition actors (fauna and microorganisms) but also on leaf litter quality. By that, leaf litter decomposition integrates effects of soil pollution on plant, animal and microorganism communities. Thus, leaf litter decomposition is a relevant indicator to evaluate pollution effects on the functioning of soil ecosystems. The main objective of this thesis was to study brownfields soil function by focusing on the impairment of soil pollution on the leaf litter decomposition. The main hypothesis was that soil pollution could negatively affect leaf litter decomposition by two different ways. (1) By direct effects, resulting from adverse effects of soil pollution on decomposition actors, and (2) by indirect effects, assuming that soil pollution will induce modifications of the plant’s physiology, resulting in changes in leaf litter quality and subsequent effects on the decomposition. Our results revealed the absence of direct negative effects for eight highly polluted sites, despite a disturbance of decomposer actors, specifically the increase in abundance of detritivores and a modified microbial colonization of the leaf litter at the polluted sites. These results are in favor of a sufficient functional redundancy of decomposer actors in the local communities, which allowed the maintenance of the decomposition process. We also showed a positive indirect effect of soil pollution on the decomposition. This effect resulted from the improvement of litter quality produced at the polluted sites. This induced, at least for some sites, an increase of the decomposition rate, possibly due to a higher activity of decomposer actors. Furthermore, we also observed pollutants accumulation in these litter, especially Cd and Zn. These pollutants could potentially impair decomposition actors. Whatever, presence of these pollutants in litter did not impair litter consumption by some detritivores. Numerous perspectives can be developed from this study. Among them it seems specifically important to evaluate: 1) which are the (physiological) mechanisms behind the increase in leaf litter quality at polluted sites? 2) How can different communities assure the same decomposition rates at polluted sites? and 3) Are there negative effects observed on the performance and physiology of detritivores when consuming leaf litter from polluted sites ?

Les plantes aromatiques et médicinales en Albanie constituent un secteur économique qui exerce de fortes pressions sur la ressource naturelle et entraine la dégradation des habitats des plantes, voire même les expose à des risques d'extinction. L'objectif global de la thèse est de proposer de nouvelles approches complémentaires pour améliorer la base de connaissance sur la ressource des PAM en Albanie. La première partie de la thèse traite du travail qu'il a fallu réaliser sur l'existant (inventaires et études) pour en tirer les enseignements et détecter les manques éventuels. Le travail sur les archives albanaises recouvrant la période allant de 1920 à 1986 et différentes études réalisées entre 1988 et 2010 ont permit de cerner les différents dispositifs de gestion de la ressource. Une partie des données historiques exploitables a été rassemblée et structurée sous forme de base de données. La seconde partie de la thèse propose une méthode de modélisation de l'habitat exploitée à partir des traces GPS des cueilleurs en utilisant essentiellement des concepts issues de la « Time Geography ». La collecte de l'information repose sur une approche participative (crowdsourcing) associant les cueilleurs en tant que contributeur d'information. Les traces GPS sont traitées et analysées par un modèle qui met en œuvre un ensemble de filtres pour ne retenir que les portions de trace qui appartiennent à l'action de cueillette stricto sensu. Déterminer l'action de cueillette reviens à détecter indirectement l'emplacement d'une plante. L'application successive des filtres de la vitesse instantanée, de la densité spatio-temporelle, de la surface et de la moyenne des variations d'angles sert à modéliser la zone de cueillette (zc) qui par agrégation à différentes échelles permet de reconstituer l'habitat exploité. La construction du modèle théorique a été traduite en langage SQL et implémentée dans une base de données spatiale pour faciliter le traitement automatisé des données. Ce modèle a été testé sur trois types plantes : la sauge, le romarin et le tilleul. La comparaison des résultats de la modélisation, représentés sous forme de cartographies synthétiques, d'un côté, avec les données terrains (photos géoréférencées) de l'autre, ont permis de faire évoluer le modèle dans un premier temps et de valider les résultats dans un second temps. La construction d'une base de données capable d'intégrer le résultat du traitement des traces GPS et les données historiques d'archives, tout en les restituant sous forme de vues cartographiques ou statistiques permet de démontrer qu'il est possible de faire cohabiter et de croiser des données provenant de sources d'origine et de nature différente. Malgré un nombre d'expérimentions limités, le modèle couplé à la base de données «BD OPAM», jette les premières bases d'un observatoire préfigurant la gestion évolutive des PAM. / Medicinal and aromatic plants in Albania is an economic sector that exerts great pressure on the natural resource and causes the deterioration of the habitats of plants and even puts them at risk of extinction. The overall aim of the thesis is to provide new complementary approaches to improve the knowledge base on PAM resource in Albania. The first part of the thesis deals with the work that had to be made on the existing (inventories and studies) to draw lessons and identify potential gaps. The Work on the Albanian archives covering the period from 1920 to 1986 and various studies conducted between 1988 and 2010 have made it possible to identify the various devices of resource management. A harvestable part was collected as historical data and structured as a database. The second part of the thesis proposes a method of habitat modeling operated from GPS traces of the gatherers using mainly concepts from the "Time Geography." The collection of information is based on a participatory approach (crowdsourcing) involving gatherers as information contributor. GPS tracks are processed and analyzed by a model that uses a set of filters to select only those portions that belong to trace's action of picking in strict sense. Determine the action of gathering come back to indirectly detect the location of a plant. The successive application filters of the instantaneous speed, of the spatio-temporal density, of the surface and the mean variation of angles used to model the collection area (zc) that the aggregation at the different scales used to reconstruct the exploited habitat. The construction of the theoretical model has been translated into the SQL language and implemented in a spatial database to facilitate automated data processing. This model has been tested on three herbs: sage, rosemary and linden. Comparison of the results of modeling, represented as synthetic maps on one side, with the land data (photos georeferenced) on the other, have helped to change the model initially and validate results a second time. Building a database that can integrate the treatment outcome of GPS tracks and historical data archives, while restoring the form of map views or statistics used to demonstrate that it is possible to integrate and crossing data from sources of different nature and origin. Despite a limited number of experimenting, the coupled to the database "BD OPAM" model, laying the first foundations of a monitoring foreshadowing adaptive management of PAM.