We review the characterization of communicating finite-state machines whose behaviors have universally or existentially bounded channels. These results rely on the theory of Mazurkiewicz traces. We investigate the question whether channel bound conditions are decidable for a given communicating finite-state machine.

La gestion et la valorisation des sédiments de dragage et de curage non-immergeables constituent des enjeux scientifiques et industriels majeurs auxquels la chaire industrielle de recherche " Économie Circulaire des Sédiments : EcoSed ", lancée en 2014 par l’IMT Lille Douai, vise à répondre à travers une approche pluridisciplinaire. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse de doctorat s’inscrivent dans un contexte de recherche partenariale associant des producteurs de sédiments et des industriels. Ces travaux visent plus particulièrement (i) la mise en place d’une méthodologie de caractérisation de l’écotoxicité intrinsèque des sédiments dans la perspective de leur intégration dans les filières de valorisation ; (ii) l’application de la méthodologie multi-échelle de la démarche nationale "SEDIMATERIAUX" pour la démonstration de l’innocuité environnementale d’un sédiment marin utilisé dans un scénario de valorisation en voirie légère ; et (iii) la comparaison de la méthodologie nationale sur l’acceptabilité environnementale des matériaux alternatifs en technique routière avec celle proposée dans le cadre réglementaire européen sur les produits de construction. Ces travaux ont permis de proposer un protocole de préparation des matrices sédimentaires et une batterie de bioessais sensibles.L’évaluation environnementale des sédiments marins utilisés dans les différents scénarios de valorisation en génie civil (bétons pour voiries légères, assises routières, bétons compactés routiers) a permis de valider l’innocuité de ces matériaux et de mettre en évidence la bonne stabilisation des éléments traces métalliques et métalloïdes au sein de leur microstructure. / The management and beneficial reuse of non-immersible dredged sediments are major scientific and industrial issues. The industrial research chair " Circular Economy of Sediments: EcoSed ", launched in 2014 by IMT Lille Douai, aims at answering these issues through a multidisciplinary approach. As part of this Doctoral Thesis, investigations were carried out under a partnership research context by combining sediment managers and industrial partners. More specifically, this work aims at (i) to set up a methodological approach to measuring the intrinsic eco-toxicity of sediments prior to their beneficial reuse; (ii) to implement the multi-scale national approach “SEDIMATERIAUX” to check the environmental safety of marine dredged sediment used as aggregates in road concretes; (iii) to compare the national approach on the reuse of alternative materials in road engineering with the European framework developed for environmental assessment of construction products. The results of this work allowed to propose a preparation protocol for the sediment matrix and a sensitive battery of bioassays. Environmental assessment of marine sediments reuse in the field of civil engineering (road concrete, roadbed, roller compacted concrete) allowed validating the environmental safety of these materials and to highlight the achievement of the good trace elements stabilization through their microstructure.

We give examples of two non nuclear non normal Hilbert-Schmidt operators that are not unitarily equivalent but have the same traces and kernel.

Le présent projet propose de mettre au point des marqueurs biologiques de génotoxicité environnementale permettant une approche intégrée de la complexité des contaminations. Les préoccupations relatives aux pollutions des sols et des sédiments sont récentes. La contamination métallique des sols par exemple, due aux activités anthropiques est cependant préoccupante. Ce, en termes de risques pour la santé humaine et environnementale, du fait de la persistance, de l’accumulation, et du transfert possible de ces métaux vers les nappes souterraines et vers les chaînes trophiques. Le projet de recherche porte sur la validation au laboratoire de marqueurs de génotoxicité, mis en œuvre sur plusieurs espèces représentatives en écotoxicologie terrestre, Eisenia fetida et Trifolium repens. Des travaux préliminaires, dans le cadre d’un programme « Ecotoxicité des sols contaminés par les éléments traces métalliques » soutenu par l’ANR et les FEDER, ont permis de mettre en évidence la pertinence du test des comètes avec Trifolium vis-à-vis des sols contaminées en éléments traces métalliques ou à des hydrocarbures en mélanges (lixiviats de déchet industriels). Le test des comètes (Single Cell Gel Electrophoresis Assay) permet la détection et la quantification des dommages à l’ADN (cassures double et simple brin, sites alcali-labiles) au sein d’une population cellulaire, induits par certains agents environnementaux. Il permet d’évaluer l’atteinte au génome d’organismes modèles exposés. Cette atteinte de l’ADN est une composante essentielle à estimer car elle contribue à l’origine des phénomènes de cancérogenèse. / This project proposes to develop biomarkers of environmental genotoxicity for an integrated approach to the complexity of the contamination. Concerns about pollution of soils and sediments are recent. Metal contamination of soils, for example, due to human activities, however, is worrying. This, in terms of risks to human health and environmental, because of the persistence, accumulation, and the possible transfer of these metals into groundwater and into food chains. The research project presented consists in the validation of laboratory markers of genotoxicity, implemented on several representative species in terrestrial ecotoxicology, Eisenia fetida and Trifolium repens. Preliminary work, as part of a program "Ecotoxicity of soils contaminated with trace elements" supported by the ANR and the ERDF, helped to highlight the relevance of the comet assay with Trifolium vis-à-vis Soil contaminated by trace metals or mixtures of hydrocarbons (industrial waste leachate). The comet assay (Single Cell Gel Electrophoresis Assay) allows detection and quantification of DNA damage (DNA double and single-stranded, alkali-labile sites) in a cell population, induced by certain environmental agents. It assesses the impairment of the genome of model organisms exposed. This DNA damage is an essential component to estimate because it contributes to the origin of the phenomena of carcinogenesis.

Predation is considered a powerful ecological force influencing community structure, diversity, and abundance. Paleoecology offers a unique perspective, allowing us to examine ecological processes such as predation over evolutionary timescales. The three studies summarized below include two case studies testing the role of predation in evolution and one method-oriented project, which explores new tools with which to examine predator-prey interactions in the fossil record. Considering the importance of community interactions in the current global biodiversity crisis, understanding ecological and evolutionary dimensions of predation is critical to conservation biology and ecology, as predators are thought to play a vital role in maintaining ecosystem health and biodiversity. Predation has been dismissed as a causal mechanism for some major prey groups. For example, the evolutionary decline and cryptic or antitropical distribution of brachiopods is often explained as due to the potentially low energetic value and suspected non-palatability or toxicity of brachiopod tissues. Here we demonstrate that multiple invertebrate marine predators (crustaceans, echinoderms, and gastropods) are willing and able to consume brachiopods, and that predation pressure on the living brachiopod population may be consequential. Examination of the fossil record is consistent with this interpretation: evidence for drilling and repair of brachiopod shells is found throughout the fossil record in multiple orders. This suggests that although brachiopods may be unwanted prey in the presence of energetically more desirable targets, they do appear to be edible and are subject to intense predator-prey interactions. Limpets are important prey for some crab species, yet little is known about the role of durophagy in the evolution of the limpet shell. Feeding trials using three common species of Pacific Northwest limpets (Lottia digitalis, L. pelta and Tectura scutum) were conducted to assess how different shell morphologies affect mortality and handling time. We predicted that large size, shell ornament, and low-spires would result in either increased survivorship, and/or longer handling times. Contrary to our expectation that ridges resist predation, individuals with smooth morphologies experienced significantly lower mortality, as did those with low-spires. As species possessing high-spires and ridges typically occur high in the intertidal where predation risk due to crabs is relatively low, these morphologies are likely adaptions to physical factors such as thermal stress. One of the major caveats of using gastropod drill holes to assess predator-prey interactions in both the modern and the ancient is the correct identification of drill holes of predatory origin. By examining known predatory drill holes using environmental scanning electron microscopy, we aim to refine the development of a novel technique for augmenting their identification, and to explore the relationship between predator body size, predatory radula dentition, and radular microrasping marks observed on the shells of prey organisms. Electron micrographs were used to measure the spacing of microrasping marks produced by the radula, and the intercusp spacing of the radula dentition. A relationship between predator body size and microrasping marks makes it possible to infer predator size from these microtraces in both modern and fossil specimens, augmenting our ability to examine predator-prey interactions throughout the history of this important ecological interaction. Proxies for predation intensity such as predation traces or antipredatory morphologies provide an invaluable method to examine predation in both modern communities, and the fossil record. Our understanding of the importance of predation in regulating biodiversity and in evolution will continue to grow with the development of new methodologies, and a comprehensive understanding of predatory defenses. / Ph. D.

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Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La pollution des sols par les Eléments Traces Métalliques est un problème majeur car, contrairement aux autres milieux, le sol possède une plus faible capacité à s’épurer. Les différents modèles empiriques exprimant la solubilité et le coefficient de distribution Kd de ces polluants inorganiques dans les sols ne tiennent pas compte de l’influence des facteurs environnementaux. Le travail de thèse a consisté à étudier l’effet de facteurs environnementaux, dits « sensibles au changement global », sur la mobilité de Cd, Pb, Zn, As et Hg dans les sols, à l’aide d’un plan factoriel fractionnaire 24-1. Onze échantillons de sol représentatifs de 3 sites d’études industriels et agricoles des bassins de la Meuse et de l’Ebre ont été étudiés dans le cadre du projet européen AQUATERRA. Le comportement de As n’est pas significativement corrélé à la nature intrinsèque des échantillons de sol mais à l’augmentation de la température et à une condition anoxique. Ces facteurs stimulent les activités microbiennes de solubilisation de As tels que réduction dissolutive microbienne des oxyhydroxydes de Fe et la réduction de As(V). La forte implication de l’activité microbienne permet de modéliser la mobilité de As en fonction des facteurs environnementaux, pour l’ensemble des 11 échantillons de sol. A l’inverse, le comportement de Cd, Pb et particulièrement Zn, est très significativement corrélé à la nature des échantillons de sol et notamment le pH du sol. Enfin, la phytodisponibilité de Cd, Pb, Zn et As a été estimée, à l’aide d’un système à compartiment, et modélisée de manière empirique, afin de permettre une meilleure compréhension des phénomènes de transfert sol-plante. / Pollution induced by trace elements in soils is a major environmental problem because, compared to atmospheric and water pollution, the soil environment is much less resilient. Few studies have been conducted on the effect of environmental factors on trace elements mobility. The different empirical models expressing trace elements solubility and distribution coefficient in soils don’t take into account the effect of these factors. The thesis study the effect of global-change-sensitive factors on Cd, Pb, Zn, As and Hg mobility in soils, using a 24-1 fractional factorial design. Eleven soil samples representative of the 3 industrial and agricultural studied sites of the Meuse and Ebro basins have been studied in the framework of the European AQUATERRA project. As behaviour is not significatively linked to intrinsic nature of soil samples but to the temperature increase and to an anaerobic condition. These factors stimulate microbial activities involved in As solubilisation processes such as microbial dissolutive reduction of Fe oxyhydroxydes and As(V) reduction. The strong influence of microbial activity allow to model As mobility as a function of environmental factors for the whole 11 soil samples. On the contrary, Cd, Pb and above all Zn behaviour, are correlated very significatively to the nature of soil samples like soil pH. Finally, Cd, Pb, Zn and As phytoavailability have been assessed thanks to a compartment system and modelled empirically which aims to better estimate of soil-plant transfer processes.

La contamination de l'environnement aquatique par les éléments traces métalliques (ETM) est un des problèmes majeurs auxquels est confrontée la société actuelle. Ces métaux transitent dans la colonne d'eau avant de s'accumuler dans les sédiments où ils sont impliqués dans de nombreuses réactions biogéochimiques susceptibles de modifier plus ou moins fortement leur spéciation et donc leur (bio)disponibilité pour l'ensemble du réseau trophique. C'est au sein de ces problématiques centrées sur le devenir des ETM dans l'environnement aquatique que s'oriente ce travail de recherche. Inscrites dans le programme européen INTERREG-III Stardust, nos recherches ont été menées principalement dans trois sites d'études transfrontaliers franco-belge: l'Escaut, la Lys et !'Espierre. La distribution des ETM dans les sédiments des 3 sites a mis en évidence une forte contamination par le cadmium. Cependant, ces sédiments sont caractèrisés par un bon piégeage des ETM par les sulfures (principalement Cd, Cu, Pb et Zn) et dans une moindre mesure Ni et Co, plus labiles. Différents indices de qualité des sédiments et des eaux interstitielles ont ici été utilisés et ont montré que les sédiments de l'Espierre paraissaient peu toxiques en raison des fortes teneurs en AVS alors que les eaux interstitielles l'étaient davantage à cause d'une dureté relativement faible. D'autre part, la mise au point de DGT-AgI pour la mesure des sulfures a été mise en application et a permis de mettre en évidence l'effet saisonnier sur la production de sulfures dans les sédiments de la Mer du Nord. Parallèlement à ces recherches, le développement de microélectrodes d'or a finalement permis de suivre en continu dans la colonne d'eau, la concentration en Zn et Pb à des concentrations de l'ordre du ppb et des essais ont été réalisés directement dans le sédiment. / The pollution of aquatic ecosystems by trace metals (TM) is one of the major problems to which is faced our present society. These metals pass in transit through the water column and are finally trapped in sediments. From then on, they are involved in several biogeochemical reactions that likely modify more or less significantly their speciation and therefore their (bio)availability for the whole trophic chain. My researches are involved in this environmental topic and take part in the European Program INTERREG-III, Stardust. Three cross-border sites between France and Belgium have mainly been considered for this thesis: Scheldt, Lys and Spierre rivers. Trace metal analysis in the three sites sediments have pointed out high contamination by cadmium. However the metals (mainly Cd, Cu, Pb and Zn) are mostly trapped in the reduced sulphur pool in these sediments. Conversely, Co and Ni are less trapped in these sediments due to their higher availability. Several sediment and porewater quality indexes have been used and shown that Spierre sediments seem to have a low toxicity according to the high AVS concentrations whereas interstitial waters are more polluted because of the low water hardness. Furthermore, the DGT -AgI technique used for the determination of dissolved sulphides has been deployed successfully in the North Sea sediment core to emphasize the sëasonal effect on the sulphides production. ln the same way, our work on gold microelectrodes results finally in the monitoring on line of Zn and Pb concentration in Deùle river, and sorne preliminary measurements directly in the Deûle sediments.

Les travaux présentés dans le cadre de cette thèse portent sur la contribution à l’étude des processus électrocinétiques appliqués aux sédiments de dragage. Deux aspects ont été étudiés ; le premier est dédié à la phase de prétraitement et développe le processus d’électrodéshydratation, tandis que le second aspect traite de l’électroremédiation. L’électrodéshydratation des sédiments de dragage par la technique électrocinétique apparait comme une technique prometteuse. Dans ce cadre, des essais ont été réalisés sous différentes conditions dans le but de fournir une compréhension générale du comportement des sédiments soumis à un champ électrique seul ou combiné avec une contrainte mécanique, et d’évaluer la performance de déshydratation du sédiment, avec un accent particulier sur la détermination des paramètres physico-chimiques. Ensuite, des études sont menées afin d’évaluer l’efficacité du procédé électrocinétique sur la décontamination d’un sédiment de dragage, en utilisant des additifs aux propriétés chimiques bien définies. Afin de cibler les deux types de contaminants organiques (HAP) et inorganiques (métaux lourds), il s’est avéré intéressant de combiner les avantages de plusieurs types d’additifs. En combinant un acide avec un tensioactif, on arrive à améliorer ainsi l’efficacité du procédé d’électroremédiation. La considération énergétique du processus permet de réduire le coût par le biais de deux paramètres ; la dépense énergétique avec le traitement périodique et la concentration de l’additif. Les résultats ont montré que cette technique allie les avantages de compétitivité vis-à-vis des autres méthodes et d’efficacité de cibler les deux types de polluants. / The works presented in this thesis focuse on the contribution to the study of electrokinetic processes applied to the dredged sediments. Two aspects have been studied ; the first one deals with the preprocessing phase and develops the dewatering process, while the second aspect is devoted toe electroremediation. Dewatering dredged sediments by electrokinetics appears as a promising technique. In this framework, tests were performed under various conditions to provide a general understanding of the behaviour of the sediment subjected to a single electric field or combined with a mechanical stresses, and also to assess the performance of the dehydratation with particular emphasis on the determination of physicochemical parameters. Subsequently, studies were conducted to assess the potential of the Electrokinetic process on a dredged-contaminated sediment using additives with well-defined chemical properties. In order to target the two types of organic and inorganic contaminants, it was interesting to combine the advantages of several types of additives. For example, combining an acid with a surfactant can improve the electroremediation process. The improvement of this process can also be carried regarding to the economic aspect through two parameters; energy consumption with the periodic voltage treatment and the concentration of the additive. Therefore this electroremediation technique combines the advantage of being more competitive and efficient for several elements (organic and inorganic) present in the solid matrix.