Ce travail a porté sur l'étude de la structure et de la dynamique des bio(géo)macromolécules de la tourbière des Sagnes (Limousin, France) à l'aide de méthodes de dégradation chimiques et thermochimiques. La première partie a été consacrée à l'application de méthodes de dégradation chimiques pour apprécier l'impact d'une perturbation argileuse contemporaine sur la tourbière étudiée dans le cadre d'un partenariat entre l'université de Poitiers et AREVA. La tourbière présente un fonctionnement normal : activité microbienne et apport de matière organique en surface (acrotelme et mésotelme) et état du sédiment profond (catotelme) non perturbés. La seule influence notable du dépôt argileux, c'est l'augmentation apparente de l'activité de bactéries sulfato-réductrices sous sa zone de dépôt. Une seconde partie de développement analytique a tout d'abord porté sur l'évaluation de la capacité de la thermochimiolyse préparative en présence de TMAH d'analyser en un temps court et simultanément plusieurs familles de biogéomarqueurs. Pour cela, les résultats obtenus ont été comparés avec ceux obtenus par les méthodes chimiques habituellement utilisées. Compte-tenu des différents mécanismes impliqués, la thermochimiolyse apparait plus comme une méthode complémentaire. Enfin, une nouvelle méthode d'analyse des sucres (utilisation du bromure d'acyle) a été développée. Cette méthode a permis l'analyse sélective des sucres de la fraction lignocellulosique (principalement xylose et arabinose). / The purpose of this work was to study the structural composition, and consequently, dynamics of bio(geo)macromolecules of the Sagnes peatland (Limousin, France) by chemical and thermochemical degradation techniques. The first part constituted a framework between the university of Poitiers and AREVA and aimed to present a molecular inventory of a peat disturbed by a clay deposit. Results show that the clay deposit has no significant impact on the peatland evolution: microbial activity and production in the upper layer (acrotelm and mesotelm) and no apparent modification of the deepest organic sediment in the bottom layer (catotelm). Only phospholipid analysis showed an increase in sulfate-reducing bacteria under the clay deposit zone. The second part consisted of comparative studies between the most used chemical and thermochemical techniques for molecular characterization. Thermochemolysis should be viewed and used as a pertinent and a complementary method for the analysis of complex environmental systems. Finally, a novel technique using acetyl bromide allows the specific analysis of ligno-cellulosic carbohydrates (especially xylose and arabinose).

Le but de cette étude était de caractériser à l'échelle moléculaire la maturité d'un compost de déchets verts et de biodéchets et son incorporation dans un sol.<br />Cinq nouveaux critères de maturité ont été déterminés par thermo-gravimétrie et thermochimiolyse. Cette technique permet d'observer l'augmentation de l'activité bactérienne (rapport acides ramifiés/linéaires et mono/diacides). De plus l'oxydation de composés triterpèniques dans les lipides est mise en évidence. L'évolution de la matière organique (MO) des substances humiques (SH) ne fait pas apparaître de lien direct avec les lipides libres.<br />L'apport de compost sur un sol instable augmente l'activité biologique améliorant ainsi sa stabilité structurale et limitant les risques d'érosion. Des marqueurs lipidiques du compost ont été suivis après épandage. L'incorporation de la MO du compost dans les SH est démontrée par l'augmentation du rapport acides ramifiés/linéaires et la présence d'omega-méthoxyesters.

Cette étude porte sur l’influence de différents traitements sur les caractéristiques et l’évolution de la matière organique de boues de stations d’épuration (Step). Les échantillons étudiés proviennent de 3 stations municipales de la Vienne. Le premier volet développé au cours de l’étude a pour but la mise au point d’une méthode d’analyse qualitative et quantitative des constituants des boues de Step. Les résultats obtenus démontrent le potentiel de la thermochimiolyse-GCMS à caractériser, sans extraction préalable, la matière organique d’un échantillon brut. Le deuxième volet de cette thèse s’est intéressé à l’influence de différents traitements (séchages, accélérateur d’électrons et méthanisation) sur l’évolution de la matière organique. Ainsi, le séchage thermique provoque une fragilisation de la matière organique, le séchage solaire une complexification et les lits plantés de roseaux n’ont pas d’influence significative à court terme. L’application du procédé d’oxydation avancé sur une boue flottée a provoqué une acidification et des changements structuraux de la matière organique. Ainsi une faible dose (1,25 kGy) a conduit à une complexification de la matière organique alors qu’une plus forte dose (50 kGy) semble la fragiliser. La modification de la matière organique à l’issue du procédé de méthanisation concerne uniquement la fraction lipidique et notamment des acides gras. / This study investigated the influence of different treatments on the characteristics and evolution of organic matter of municipal wastewater sludge. For this, three municipal wastewater treatment plants of Vienne department were sampled.The first phase developed during the study focused on the improvement of a method for qualitative and quantitative analysis of the sewage sludge’s constituents. The presented results demonstrate the strong potential of the thermochemolysis-GCMS to characterize, without extraction, the organic matter of a raw sample.The second part of this Ph.D has focused on the influence of various treatments (drying, electron beam and methanation) on the evolution of organic matter. Thus, the thermal drying causes weakening of the organic matter while the solar drying induces its complexification and reed beds induce no significant change. The application of an advanced oxidation process on a floated sludge caused acidification and structural changes of the organic matter. A low dose (1.25 kGy) led to more complex organic matter, while a higher dose (50 kGy) seems to weaken it. The changes in organic matter induced by anaerobic digestion mainly concerned the lipid fraction, in particular fatty acids.