Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / La protection de la végétation le long des cours d’eau en milieu agricole est nécessaire en vue d’améliorer la qualité de l’eau et assurer une certaine diversité végétale. Les processus de régénération spontanée qui forment les communautés riveraines ainsi que les facteurs influençant le succès de la recolonisation ont été à ce jour peu étudiés. Des relevés de végétation et de données environnementales ont été effectués dans 124 bandes riveraines à différents stades de succession. La richesse et la diversité végétale des bandes riveraines n’ont pas augmenté en fonction de l’âge sauf pour les arbres et arbustes qui étaient plus diversifiés dans le talus des bandes plus vieilles. La succession végétale s’explique faiblement par les facteurs abiotiques, mais probablement davantage par les facteurs biotiques, notamment par l’arrivée d’une espèce arborée ou arbustive. Les résultats mettent en évidence la nécessité d’intervenir le long des rivières par des projets d’aménagement. / Protection of vegetation along streams in agricultural areas is necessary to improve water quality and support plant diversity regionally. Little is known about the spontaneous regeneration processes that shape the vegetation communities and the variables influencing the success of the re-colonisation processes, thus on the factors that could be manipulated to facilitate riparian buffer restoration. Vegetation surveys and environmental data were performed on 124 riparian buffers at different stages of plant succession. The richness and diversity of riparian vegetation did not increase as a function of age except for trees and shrubs that were more diverse in the slope of the oldest buffers. Our results suggest that biotic factors were the main driver of plant succession, rather than abiotic factors, precisely following the arrival of certain species of shrubs or trees and their subsequent influence. This research highlights the need for action along our waterways by restoration projects.

Après leur restauration, les tourbières dont la tourbe a été récoltée par aspirateur conservent un relief uniforme dépourvu de mares, pourtant caractéristiques des bogs naturels. Même lorsque recréées artificiellement sur les sites restaurés, les mares ne contribuent pas à en accroître la diversité végétale. En effet, les espèces typiques des mares ne se réimplantent pas spontanément à leur pourtour, dû à une absence de graines ou de rhizomes dans le matériel végétal réintroduit. Le transfert ciblé de fragments de végétation de surface issus du pourtour de mares d'emprunt vers des mares artificielles ne permet pas non plus l'établissement des plantes vasculaires qui y sont présentes. L'érosion de la tourbe et les conditions instables du substrat prévalant près des mares comptent parmi les facteurs limitant la survie des plantules. Le premier objectif poursuivi dans le cadre de ce projet de recherche consiste à faciliter la recolonisation de bords de mares de tourbière par des sphaignes et des espèces d'herbacées typiques de ce milieu. La méthode employée vise à stabiliser le substrat près de mares artificiellement créées en utilisant des transplants de deux espèces d’éricacées : Andromeda glaucophylla Link et Vaccinium macrocarpon Aiton. Les résultats indiquent que le couvert d'arbustes favorisait la survie des sphaignes dans la zone située près de la ligne d'étiage des mares. Les arbustes, combinés ou non à des sphaignes, ont également limité le soulèvement gélival de la tourbe de surface. Enfin, la présence d'un couvert d'éricacées n’a pas influencé l’établissement ni la croissance de cinq espèces d'herbacées semées au pourtour des mares créées. Le second objectif consiste à évaluer le type de tapis de bryophyte qui favorise l’établissement de trois espèces récalcitrantes d’herbacées introduites par semis. Les espèces de Carex ont germé de façon similaire sur tous les types de tapis, alors que les tapis de Sphagnum cuspidatum ont avantagé la germination de Scheuchzeria palustris. Enfin, les plantules d’herbacées ont eu une meilleure croissance sur des tapis de bryophytes récemment restaurés constitués de fragments de sphaignes que sur des tapis déjà bien établis. À la lumière de ces résultats, il serait avantageux de transplanter des arbustes d’éricacées dans la zone d’étiage des mares afin de stabiliser le substrat et de favoriser l’établissement de sphaignes. Le semis d’espèces d’herbacées dans cette zone serait envisageable dès les premiers stades de restauration. / Restored peatlands are characterized by a uniform vegetation cover and a surface lacking open water bodies. Since pools are known to increase biodiversity in natural peatlands, their creation were investigated for restored sites. So far, we cannot rely on spontaneous recolonization for these created microhabitats. Mosses transfer from natural pool margins to artificial ones is a technique that failed to restore vascular plant communities associated with these microhabitats, although diaspores (rhizome, seeds, plants fragments) are transferred with mosses. Peat erosion and substrate instability around pool margins are factors affecting survival of seedlings. The main objective of this research project was to facilitate Sphagnum and vascular plants establishment around pool margins created in restored peatlands. One way to achieve this was through substrate stabilization using two species of shrubs (transplants of Andromeda glaucophylla Link and Vaccinium macrocarpon Aiton). Results show that ericaceous cover increased survival of Sphagnum along pool margins. Ericaceous shrubs -with or without mosses- also reduced frost heaving compared to the control but did not influence establishment or growth of five herbaceous species sowed around pool margin. The second objective was to evaluate different types of bryophyte seed beds to determine which one increase establishment of three herbaceous species sowed. Carex species have equally germinated on all seed beds, although Scheuchzeria palustris had a higher germination rate on Sphagnum cuspidatum seed beds. Finally, seedlings had a better growth rate on newly restored Sphagnum seed beds than on those well established. According to these results, we recommend transplanting ericaceous shrubs along pool margins as they stabilize substrate and promote Sphagnum growth. The best timing for herbaceous species sowing along pool margins would be in the first restoration process steps.

La région de Schefferville est située dans la fosse de Labrador, importante ceinture géologique traversant le Québec et le Labrador où la majeure partie de la production canadienne de fer est extraite. L'extraction de minerais de fer dans cette contrée est à l'origine de grands dépôts de résidus miniers (mort-terrain et stériles miniers). Étant donné leurs caractéristiques physico-chimiques peu propices à la croissance végétale et les conditions climatiques rigoureuses, la colonisation naturelle de ces dépôts de matériaux miniers par des espèces végétales est grandement limitée. Tenant compte des fonctions écologiques des associations symbiotiques bénéfiques entre les plantes et les champignons du sol dans les écosystèmes naturels, ainsi que de l'utilité d'amendements organiques tels que le biochar, la tourbe de sphaigne et le compost dans l'amélioration des propriétés physico-chimiques des substrats appauvris et déstructurés, on a émis l'hypothèse que l'inoculation de semis d'espèces végétales indigènes à la région de Schefferville avec des isolats fongiques indigènes seule ou en combinaison avec des amendements organiques devrait permettre l'établissement d'une communauté végétale sur ces matériaux. À cet effet, dans ce projet de thèse, on a réalisé en serre quatre expériences avec des espèces végétales indigènes à la région de Schefferville en présence d'isolats fongiques isolés à partir de leur rhizosphère et de différents amendements organiques. La première expérience consistait à évaluer la capacité de bouturage des tiges du Salix planifolia plantées horizontalement et verticalement sur des stériles miniers, du mort-terrain et de la tourbe de sphaigne. Nous avons obtenu une production précoce de pousses, un taux de survie et une production de biomasse plus élevés des boutures dans le mort-terrain par rapport aux stériles miniers. Ces résultats ont aussi révélé que les boutures horizontales ont un taux de survie plus élevé et produisent rapidement plus de pousses que les boutures verticales. De ce fait, des boutures horizontales ont été trempées et inoculées avec des inocula de Rhizoscyphus ericae #22 et Meliniomyces sp et de Phialocephala fortinii dans des stériles miniers stérilisés et non stérilisés au cours de la deuxième expérience. Les résultats ont révélé une réponse mitigée des boutures aux souches fongiques inoculées. La souche P. fortinii a eu un effet neutre sur le taux survie des boutures, la production de pousses, et la production de biomasse. En revanche, les souches Rhizoscyphus ericae #22 et Meliniomyces sp ont démontré un certain effet, bien que peu prononcé, sur la performance des boutures. Dans la 3ème expérience, nous avons testé les impacts de 4 niveaux de tourbe et de biochar, seul ou en combinaison sur la croissance et l'établissement des semis du Betula glandulosa et de l'Alnus crispa sur du mort-terrain. Les résultats n'ont révélé aucun effet positif du biochar ou de la tourbe sur la croissance des semis. La synergie positive tant attendue entre le biochar et la tourbe n'a donc pas été détectée. Dans la 4ème expérience, nous avons exploré les effets combinés du compost issu de déchets domestiques et de deux consortia microbiens fongiques en présence des semis du B. glandulosa et de l'A. crispa dans les stériles miniers. Comme attendu, la combinaison des deux sources d'amendements n'a pas stimulé la croissance des semis par rapport à une application individuelle. Cependant, un effet contrasté du compost a été détecté, avec un effet positif sur la croissance des semis du B. glandulosa et un effet neutre sur la croissance des semis de l'A. crispa. Le consortium de champignons indigènes a eu un effet neutre sur la croissance des deux espèces végétales. En revanche, chez l'A. crispa, l'introduction d'une souche exotique (Laccaria bicolor) a réduit la croissance des semis. En conclusion, les divers résultats obtenus au cours de ce projet de thèse n'ont pas permis de confirmer l'effet bénéfique des traitements d'inoculation de différentes souches fongiques et d'ajout d'amendements organiques. Toutefois, ils ont permis de démontrer que les espèces arbustives utilisées peuvent croître sur le mort-terrain, substrat qui pourrait être utilisé dans des projets de restauration subséquents. / The Schefferville region is in the Labrador Trough, an important geological belt crossing Quebec and Labrador where most of the Canadian iron production is extracted. The extraction of iron ores in this region has resulted in large deposits of mine tailings (overburden and waste rock). Due to their poor physico-chemical characteristics for plant growth and the harsh climatic conditions, the natural colonization of these mining materials deposits by plant species is greatly limited. Considering the ecological functions of beneficial symbiotic associations between plants and soil fungi in natural ecosystems, as well as the usefulness of organic amendments such as biochar, peat moss and compost in improving the physico-chemical properties of depleted and destructured substrates, it was hypothesized that inoculation of seedlings of plant species native to the Schefferville area with native fungal isolates alone or in combination with organic amendments would allow the establishment of a plant community on these materials. To this end, in this thesis project, four experiments were conducted in the greenhouse with plant species native to the Schefferville region in the presence of fungal isolates isolated from their rhizosphere, and different organic amendments. The first experiment consisted in evaluating the growth capacity of Salix planifolia stem cuttings planted horizontally and vertically on waste rock, overburden, and peat moss. We obtained higher early shoot production, survival rate and biomass production of cuttings in overburden compared to waste rock. These results also indicated that horizontal cuttings had higher survival rates and quickly produced more shoots than vertical cuttings. Therefore, horizontal cuttings were dipped and inoculated with Rhizoscyphus ericae #22 and Meliniomyces sp and Phialocephala fortinii inocula in sterilized and unsterilized waste rock in the second experiment. Results suggested a limited response of cuttings to the inoculated fungal strains. The P. fortinii strain had a neutral effect on cutting survival rate, shoot production, and biomass production. In contrast, Rhizoscyphus ericae #22 and Meliniomyces sp showed some effect, although not very pronounced, on the performance of cuttings. In the 3rd experiment, we tested the impacts of 4 levels of peat moss and biochar, alone or in combination on the growth and establishment of Betula glandulosa and Alnus crispa seedlings on overburden. Results showed no positive effect of biochar or peat moss on seedling growth. The much-expected positive synergy between biochar and peat was not detected. In the 4th experiment, we explored the combined effects of compost and two fungal microbial consortia in the presence of B. glandulosa and A. crispa seedlings in waste rock. As expected, the combination of the two amendment sources did not stimulate seedling growth compared to an individual application. However, a contrasting effect of compost was detected, with a positive effect on B. glandulosa seedling growth and a neutral effect on A. crispa seedling growth. The native fungi consortium had a neutral effect on the growth of both plant species. In contrast, for A. crispa, the introduction of an exotic strain (Laccaria bicolor) reduced seedling growth. In conclusion, the various results obtained during this thesis project did not confirm the beneficial effect of inoculation treatments with different fungal strains and addition of organic amendments. However, they did demonstrate that the shrub species used can grow on the overburden, a substrate that could be used in subsequent restoration projects.

356891\u Le dynamisme des cours d’eau peut avoir des effets dévastateurs sur les infrastructures à proximité et la stabilisation des berges. L’enrochement a longtemps été utilisé comme technique d’aménagement des berges, jusqu’à une période récente où le génie végétal a été reconnu comme une technique de replacement. Toutefois, les connaissances sont limitées concernant la réponse des espèces pionnières des zones riveraines soumises à différents régimes hydriques. Dans le cadre de la présente étude, la survie et la croissance végétative des boutures de saule (Salix) sous divers régimes hydriques ont été étudiées. Les résultats indiquent un taux de survie supérieur à 88% pour l’ensemble des trois espèces, peu importe le régime hydrique. Les trois espèces testées, soit S. discolor, S. eriocephala et S. interior, ont présenté une bonne tolérance au stress hydrique, bien que S. eriocephala ait produit la plus grande biomasse aérienne et racinaire des trois espèces. La présente étude jette ainsi les premières bases pour assurer une bonne utilisation de ces espèces dans les ouvrages à partir des techniques de génie végétal. Sur la base de la présente étude, l’usage de ces espèces et plus particulièrement du S. eriocephala pourrait contribuer à la réussite des projets de génie végétal pour la stabilisation des bergesau Québec.

Les différentes études menées sur la dynamique naturelle du couvert végétal, les propriétés germinatives des semences, le développement du système racinaire et la production grainière aboutissent à une meilleure connaissance d'une quinzaine d'espèces végétales herbacées autochtones. Ainsi, le comportement germinatif des semences de Graminées est contrôlé par une inhibition tégumentaire qui disparaît plus ou moins rapidement en fonction du temps et des conditions de conservation ; les semences des Papilionacées sont dites dures et ne peuvent germer qu'après la fissuration du tégument. En conditions contrôlées et sur le substrat naturel, les vitesses d'enracinements observées vont de 2.2 mm/j pour la Koelérie du Valais à 5.7 mm/j pour le Brome érigé ; elles augmentent lorsque la granulométrie du substrat est plus fine. En outre, les Poacées favorisent la production de matière racinaire alors que les Papilionacées favorisent la production de matière aérienne. Les simulations de pluie sur micro-parcelles et le suivi du fonctionnement érosif de 2 ravines élémentaires végétalisées et instrumentées montrent l'importance de la couverture végétale quant à la réduction des matériaux transportés. La faisabilité de la végétalisation des marnes noires de la Durance est démontrée.

A Whapmagoostui-Kuujjuarapik, le couvert végétal est très dégradé suite à de nombreuses perturbations de nature anthropique. Le village est en fait une mosaïque d'îlots résiduels de végétation et de surfaces dénudées. Le substrat sableux exposé, souvent mobilisé par le vent durant la période sans neige, crée des tempêtes de poussière occasionnant de sérieux problèmes respiratoires. Devant ces faits, il existe un profond désir au sein de la communauté crie de solutionner le problème en favorisant le retour de la végétation. Dans ce contexte, les objectifs principaux de cette recherche étaient i. d'identifier les facteurs contraignant la recolonisation végétale naturelle ainsi que ii. de déterminer les différentes interventions pouvant favoriser la recolonisation végétale assistée. Pour ce faire, les substrats du village de Whapmagoostui-Kuujjuarapik ont été échantillonnés et soumis à des analyses physico-chimiques. Des échantillons de sol de l'écosystème de référence (dunes côtières non-perturbées) et d'un marais environnant (utilisé comme source de fertilisant organique) ont été prélevés à des fins comparatives. Des échantillons de sol ont également été prélevés pour vérifier la présence d'une banque de graines viables dans le village. Finalement, des expériences en serre et sur le terrain ont été menées pour vérifier la réponse d'espèces herbacées indigènes à différents traitements de fertilisation. La disponibilité des nutriments est plus faible et les particules sont plus grossières pour le substrat prélevé dans le village. La banque de graines viables de Leymus mollis et de Lathyrus japonicus se limite aux îlots résiduels de végétation. Bien que ces contraintes ne favorisent pas la croissance et la recolonisation végétale dans le village, il semble improbable qu'elles limitent à elles seules le rétablissement du couvert végétal. La fertilisation chimique favorise l'émergence de L. mollis alors qu'elle influence négativement l'émergence et la survie des autres espèces (L. japonicus et Trisetum spicatum). Son effet sur la croissance et l'accumulation de biomasse est toutefois moins évident puisqu'elle agit dans la plupart des cas en interaction avec d'autres facteurs. Grâce aux connaissances acquises, nous recommandons l'ensemencement de graines de L. mollis, accompagné de fertilisation chimique, et l'ensemencement de graines de L. japonicus pour stabiliser les substrats, développer un couvert végétal et initier la restauration dans le village. L'ensemencement de graines de T. spicatum n'est pas recommandé en raison de l'absence (ou de la complexité) de réponses aux traitements. L'utilisation de substrat provenant du marais n'est pas recommandée puisqu'elle nuit à l'émergence de toutes les espèces et à la croissance de L. japonicus et T. spicatum. Le succès des différentes interventions semble cependant étroitement lié à une diminution importante du régime de perturbations dans le village.

Le rôle et l'importance des micro-organismes telluriques (PGPR et champignons ECM) à favoriser la santé, la croissance et la nutrition de Picea glauca ont été étudiés sur stériles et résidus miniers fins riches en quartz-biotite de la mine d’or Sigma-Lamaque située dans la région de l'Abitibi au Canada. L’étude a été divisée en trois composantes. Premièrement, la structure des communautés de champignons ECM associés aux racines de Picea glauca a été analysée sur quatre sites différents à proximité du site minier. Deuxièmement, une expérience en laboratoire a été effectuée afin de sélectionner in vitro des champignons ECM prometteurs qui démontrent une excellente croissance sur résidus miniers. Troisièmement, une expérience en serre impliquant la croissance de semis de Picea glauca sur stériles et résidus miniers fins a été réalisée et la performance de différents traitements de champignons ECM et PGPR a été évaluée. Les résultats suggèrent que les champignons ECM et PGPR adaptés aux conditions du site jouent un rôle très important au niveau de la santé et de la croissance de Picea glauca sur résidus miniers riches en quartz-biotite. / The role and importance of soil microorganisms (PGPR and ECM fungi) in promoting the health, growth, and nutrition of Picea glauca were investigated on biotite-quartz-rich waste rocks and fine tailings of Sigma-Lamaque gold mine located in the Abitibi region of Canada. The study was divided into three components. Firstly, the community structure of ECM fungi associated with Picea glauca was analyzed on four locations near the mining site. Secondly, a laboratory experiment was conducted in order to in vitro select promising ECM fungi that were growing well on mine tailings. Thirdly, a glasshouse experiment involving the growth of Picea glauca seedlings on waste rocks and fine tailings was conducted and the performance of different treatments of ECM fungi and PGPR was evaluated. Results suggested that site-adapted ECM fungi and PGPR play a very important role in the health and growth of Picea glauca on biotite-quartz-rich waste rocks and fine tailings.

Le génie végétal est reconnu comme une approche efficace pour stabiliser une berge dégradée tout en apportant une plus-value écologique à l'ouvrage. Toutefois, la contribution de ces ouvrages de stabilisation de berge à la diversité végétale riveraine ainsi que les mécanismes sous-jacents sont encore mal connus. L'objectif de cette thèse de doctorat est d'évaluer la réponse des communautés végétales à la stabilisation de berge, et de déterminer les processus structurant la végétation. La flore vasculaire riveraine a été inventoriée dans 124 sites du Québec, principalement dans les Basses terres du Saint-Laurent. La diversité végétale de berges stabilisées et naturelles a d'abord été caractérisée, pour mettre en lumière la contribution du génie végétal au maintien d’une végétation diversifiée sur les berges, par comparaison avec les berges naturelles et les enrochements. Une chronoséquence a ensuite permis de documenter la capacité du génie végétal à initier une succession de la végétation vers des stades post-pionniers. Finalement, les mécanismes écologiques structurant les communautés végétales riveraines ont été identifiés sur les berges de génie végétal et sur les berges naturelles. J'ai pu démontrer le retour d'une diversité alpha importante sur les berges de génie végétal, accompagné d'une grande richesse en d'espèces indigènes et hydrochores. En revanche, la composition des communautés sur les berges de génie végétal semblait plus homogène que celle des enrochements ou des berges naturelles, et dépendait de l'ordre de Strahler du cours d'eau (position du site dans le bassin hydrographique). Les techniques de génie végétal induisaient un changement temporel dans la composition des communautés suivant le schéma classique de succession végétale, aboutissant avec le temps à un retour d'espèces post-pionnières ligneuses, compétitrices et tolérantes au stress et à l'ombre. Les communautés de berges stabilisées avec du génie végétal semblaient principalement structurées par les mécanismes de colonisation de l'habitat riverain, liés à la dispersion des graines et aux processus agissant à l'échelle du paysage. En somme, ces travaux permettent une meilleure compréhension des effets de la stabilisation de berge sur la flore riveraine, et proposent des pistes de recherche pour améliorer les pratiques de restauration de la végétation riveraine en contexte de stabilisation de berge. / Bioengineering is an alternative approach to hard civil engineering to stabilize unstable or eroding riverbanks while promoting a high ecological value. However, the contribution to bioengineered riverbanks to riparian plant diversity and the underlying processes at play are still largely unknown. This thesis aims to assess the response of riparian plant communities to riverbank stabilization, and to determine the processes structuring the vegetation. Vascular plant species of riparian habitats have been inventoried at 124 sites in Québec, mainly in the Saint Lawrence lowlands. First, the plant diversity of stabilized and natural riverbanks was characterized to shed light on the contribution of bioengineering to the recovery of a biodiverse riparian vegetation, compared to riprapped and natural sites. Second, a chronosequence was used to investigate the potential of bioengineering techniques to initiate vegetation succession toward post-pioneer stages. Finally, ecological mechanisms shaping riparian plant communities were evaluated on bioengineered and natural riverbanks. I demonstrated that bioengineering promoted a highly diverse vegetation, associated with great richness in native and hydrochorous species. Yet, community composition of bioengineered riverbanks was more homogeneous, compared to those of riprap or natural sites, and were dependent on the stream order (localization in the watershed). Bioengineering started a temporal shift of the vegetation following the classic vegetation succession scheme, with the recovery of ligneous post-pioneer species, competitive, stress- and shade-tolerant. Plant communities of bioengineeredriverbanks was structured by mechanisms related to habitat colonization, linked to the dispersal vector and landscape-scale processes. Altogether, this thesis gives a deeper understanding of riverbank stabilization effects on riparian flora, and suggest promising future research to diagnose the restoration success of a stabilization operation involving bioengineering.

Les bogs côtiers peuvent être envahis par l’eau de mer. Ils demeurent ensuite sans couvert végétal en raison des conditions salines et acides, de haute nappe phréatique et de faible disponibilité des nutriments. On veut accélérer la colonisation végétale de ces bogs en utilisant des plantes de marais salés et des amendements. Une expérience terrain testait si la roche phosphatée et la chaux dolomitique pouvaient améliorer la croissance de: (1) transplants de Carex paleacea et (2) Spartina pectinata, (3) transferts de diaspores récoltées en juillet et (4) août et (5) un témoin. Une expérience en serre testait les doses de chaux nécessaires pour C. paleacea et S. pectinata. La roche phosphatée a amélioré la croissance de tous les matériaux végétaux puisque le P est rare dans les bogs. La transplantation de C. paleacea a entraîné les couverts végétaux et les biomasses aériennes les plus élevés et le transfert de diaspores a entraîné une diversité d’espèces supérieure. La chaux n’a pas amélioré la croissance de la végétation. On recommande l’application de roche phosphatée, la transplantation de C. paleacea et le transfert de diaspores de marais salés. / Coastal cutover bogs are prone to sea water contamination. It keeps them unvegetated because of salinity, acidity, high water table level and low nutrients availability. We want to encourage plant colonization of those bogs using salt marsh vegetation and amendments. A field experiment aimed to examine whether rock phosphate (P2O5) and dolomitic lime (CaO.MgO) improve growth of (1) Carex paleacea, (2) Spartina pectinata transplants, (3) salt marsh diaspores transfer of different maturity - July, (4) August and (5) a bare peat control. A greenhouse experiment tested the lime dose needed by C. paleacea and S. pectinata. Results showed that P improved growth of all plant treatments because of P deficiency in bogs, while C. paleacea resulted in greater vegetation cover and aerial biomass, and diaspores transfer in higher diversity. Lime failed to improve vegetation growth. Rehabilitation should be done using P, salt marsh diaspores transfer and C. paleacea transplantation.

Les sols sous contraintes que ce soit du point de vue charges polluantes comme avec les Métaux Traces (MT) ou bien du point de vue stress hydrique (perte des capacités de rétention menant à la désertification des sols) concernent de nombreux espaces du territoire national, de même que la région du pourtour Méditerranéen. Le nombre de sites pollués par des substances inorganiques affectant de larges espaces est en constante augmentation. Les stratégies pour leur rémédiation sont variées mais très peu envisagent la dépollution tout en restaurant les propriétés pédologiques des sols concernés. La rémédiation comme la restauration des capacités fertilisantes de sols pollués sont un enjeu international. Pour cela, la stratégie de cette étude porte sur le développement d’outils technologiques innovants basée sur la phytorémédiation assistée par des matrices duales de sols contaminés par des MT (Cuivre, Chrome, Arsenic). Ces matrices duales ont une action double concomitante en permettant une immobilisation ou un piégeage des MT tout en favorisant la repousse végétale ou la catalyse de la croissance végétale. Le piégeage peut se faire par l’apport d’amendement ayant des capacités d’échanges (généralement liées à l’existence de phase allophane et/ou d’un réseau poral important) et de rétention (liées au réseau porale et à l’existence de phases minérales type phosphates, silice amorphe, oxydes hydroxydes de fer-manganèse). L’élaboration, à partir de laitiers d’aciéries, d’une matrice susceptible d’adsorber des MT (aspect dépollution) tout en favorisant la pousse végétale (aspect amendement) nous a permis de tester ce produit de synthèse. La seconde originalité de cette étude est d’analyser le potentiel de ces matrices, non seulement à différentes échelles (du pot en passant par le stade mésocosme et jusqu’au champ), du point de vue impact écotoxique – dépollution de sols associé à une re-végétalisation. Cette dernière participe également au transfert des charges polluantes (MT) depuis l’amendement de synthèse ou du sol vers, et dans le réseau racinaire des radicelles et ainsi favoriser la réhabilitation des propriétés hydriques des sols par le développement d’un couvert végétale pérenne. On conjugue ainsi un apport dépolluant à celui de maintient de la potentielle anti-désertification grâce au développement de solutions innovantes respectueuses de l’environnement sur la base de technologie douce valorisant les co produits de l’industrie. / Soil contamination by trace elements is a widespread problem in many parts of the world. The accumulation of toxic metals in soil is mainly inherited from parent materials or inputs through human activities. In fact, one of the sources of soil contaminations is very important resulting from chemical widely used wood preservative industries in aquatic environments and storing the wood after treatment by chromated copper arsenate (CCA). Elements such as As, Cu, Cr, and Zn can be found in excess in contaminated soils at wood treatment facilities, especially when Cu sulphates and chromated copper arsenate (CCA) were used as a preservative against insects and fungi, which may result in soil phytotoxicity as well as toxic to plants, animals and humans. New techniques are being developed to remediate trace elements in contaminated soils such as phytoremediation and in situ stabilization. In situ stabilization technique or in situ immobilisation is one of the common practices for reducing negative effects of metals and metalloids such as As, Cr, Cu, Pb, Cd and Zn in contaminated soils by adding amendments. Alkaline materials are usually added to acidic soils to improve soil chemical and physical properties and also to reduce the mobility and bioavailability of contaminant. Slag, which consists of calcium oxide, phosphorus oxide, silicon oxide, iron oxide, and other metal oxides, is an alkaline by-product of metallurgical processes or a residue of incineration processes. Slags have been successfully used to soil reclamation and soil fertiliser. It has been used as a soil additive to reduce various metals contaminated soil by precipitation and adsorption on the surface of metal oxide. The objectives of this Ph.D study were to evaluate the physical, chemical soil properties and the distribution of trace elements in contaminated soil. Also to evaluate the characteristics of two different slags samples, a basic slag (BS) and a basic slag phosphate (BSP) which are alkaline by-products of the French steel industry and which used as a soil amendments to improve soil properties and for the in situ immobilisation of copper and metals in chromated copper arsenate (CCA) contaminated soil.