Les facteurs qui régissent l'intensité et la répartition de la recharge naturelle et artificielle dans les aquifères cristallins altérés et fracturés sont mal connus. Ce sont cependant les caractéristiques déterminantes de ce type de roche—ces roches sont très hétérogènes—qui rendent difficile l’estimation des flux dans ces milieux ainsi que des propriétés hydrauliques qui les contrôlent. La première partie de ce manuscrit fournit un état des connaissances sur la recharge des eaux souterraines et ses méthodes d’estimation, permettant de comprendre les défis scientifiques et sociétaux abordés dans cette thèse. La deuxième partie présente les travaux numériques et expérimentaux menés pour approfondir notre compréhension de la dynamique des flux d’eaux souterraines dans ces milieux hétérogènes à plusieurs échelles. Le premier axe de recherche porte sur les processus de recharge naturelle à l’échelle du bassin versant. La recharge diffuse a été modélisée avec un modèle physique simple d’infiltration et comparée à des estimations préalables de recharge totale. Nos résultats illustrent la forte dépendance de la recharge aux précipitations et à l’irrigation, et l’importance de la recharge focalisée. Les facteurs responsables de la distribution spatiale de la recharge sont aussi étudiés. Le deuxième axe est basé sur le suivi de la mise en eau d’un bassin de recharge artificielle dans un site hautement monitoré et bien équipé. Ces observations ont été interprétées avec des modèles analytiques et numériques. Ces modèles ont mis en évidence l’existence de flux préférentiels horizontaux, mais aussi d’une compartimentation latérale qui entrave la propagation des intrants de recharge. / The factors governing the intensity and distribution of natural and artificial recharge in weathered and fractured crystalline aquifers are poorly understood. However, it is the defining characteristics of this type of rock—these rocks are very heterogeneous—that make the estimation of fluxes and the hydraulic properties controlling them difficult. The first of its two parts provides the theoretical framework on groundwater recharge processes and its estimation methods for comprehending the scientific and societal challenges discussed in this thesis. The second part presents the numerical and experimental work carried out to deepen our understanding of the dynamics of groundwater flows in these heterogeneous underground environments at several scales. The first line of research focuses on natural recharge processes at the watershed scale. Diffuse recharge was modeled with a simple physical infiltration model and compared to previous estimates of total recharge. Our results highlight the strong dependence of recharge on rainfall and irrigation, and the importance of focused recharge. The factors responsible for the spatial distribution of recharge are also studied. The second axis is based on the monitoring of the filling of an artificial recharge basin at a highly monitored and well-equipped site. These observations were interpreted with analytical and numerical models to improve our knowledge of flow dynamics in fractured crystalline rocks at the medium scale. These models illustrated the existence of preferential horizontal flows, but also of a lateral compartmentalization that hinders the propagation of recharge inputs.

Comprendre les mécanismes neurophysiologiques et les bases neurales de la conscience est un défi médico-scientifique majeur. A cette fin, il faut opérer une distinction entre les mécanismes neuraux des états de conscience, et ceux qui sous-tendent l'accès conscient à un contenu mental particulier (ou la prise de conscience). Les données expérimentales ayant contrasté état conscient/ état non conscient (coma, sommeil, sédation) d'une part, et perception consciente/inconsciente d'un même stimulus d'autre part, sont en faveur de l'implication d'un réseau d'aires cérébrales fronto-pariétales à la fois dans l'état et dans l'accès conscient à une information donnée. La comparaison état conscient/ état non conscient est malheureusement limitée par les différences de vigilance existant entre ces états. Nous avons cherché à contourner ce problème en nous focalisant sur deux populations de malades présentant un niveau de vigilance proche mais différant sous l'angle de l'état de conscience : patients éveillés, non conscients (état végétatif) versus patients éveillés et minimalement conscients (état de conscience minimale). Nos résultats, obtenus en utilisant les potentiels évoqués auditifs cognitifs à haute densité spatiale, sont en faveur de l'implication du même réseau d'aires cérébrales fronto-pariétales que celui mentionné ci-dessus, à la fois dans l'état et l'accès conscient. L'activation de ce réseau est contemporaine de l'apparition d'une P300b en potentiels évoqués qui semble constituer un marqueur très spécifique de conscience. Notre travail nous a permis également d'identifier un possible nouveau marqueur de la conscience qu'est la variation contingente négative (CNV). / Understanding the neurophysiological mechanisms and neural bases of consciousness is a major scientific and medical challenge. To do this, one has to distinguish neural mechanisms of conscious state from those subserving conscious access to a given mental state (that is awareness). Experimental data having contrasted conscious / non conscious state (coma, sleep, sedation) on the one hand, and conscious/ unconscious processing of a very same stimulus on the other hand are in favour of the implication of a network of lateral and medial frontal and parietal areas in both conscious state and conscious access. The comparison of conscious/ non conscious state is unfortunately limited by arousal difference between these two states. So, we endeavoured to overcome this problem by exploring two categories of patients with a same level of arousal but a different state of awareness: unaware awaked patients (vegetative state) versus awaked and minimally conscious patients (minimally conscious state). Our results obtained by using high-density auditory event related potentials argue in favour of the implication of the very same network of frontal and parietal areas than the one described above in both conscious state and conscious access to a given information. This network activation is associated with the emergence of a P300b wave, on event related potentials, which seems to be a very specific marker of consciousness. Our work also give us the opportunity to discover a potential new marker of consciousness, namely the contingent negative variation (CNV).

L’hydratation en phase vapeur des verres inactif (simples et complexes) du domaine AVM (Atelier de Vitrification de Marcoule) a été étudiée en se focalisant sur l’influence de la composition du verre. Dans la première partie, les échantillons de verre ont été altérés à 50°C et 95% d’humidité relative, et les couches altérées (gel) ont été caractérisés par SEM, TEM, XRD, ToFSIMS et SAXS. Les résultats montrent que la teneur en aluminium par rapport à celle des alcalino-terreux joue un rôle clé dans la durabilité du verre. Lorsque le rapport molaire Al2O3/MgO<1, la vitesse d’hydratation en phase vapeur est augmentée de 10 à 20 fois par la formation des précipités riches en Mg. Dans d’autres cas, l’hydrolyse du réseau vitreux a été identifiée comme le mécanisme contrôlant la vitesse d’hydratation en phase vapeur. Des études complémentaires sur l’effet de la température et de l’humidité relative ont montré que le mécanisme prédominant d’hydratation en phase vapeur varie en fonction de la température et de la composition du verre. Dans la deuxième partie, des expériences avec des verres hydratés en phase vapeur puis immergés dans de l’eau pure ont montré que le gel n’avait pas d’effet passivant vis-à-vis l’altération aqueuse et que des phases secondaires formées pendant l’hydratation en phase vapeur pouvaient être solubles. Deuxièmement, une étude comparative de la structure des gels enrichies en ¹⁷O formées lors d’hydratation en phase vapeur (à 90 °C) et de l’altération aqueuse à très fort S/V par la spectroscopie RMN a montré pour la première fois, de la recondensation du bore avec de l’oxygène provenant de la phase vapeur. Les résultats suggèrent que l’altération du verre en phase vapeur n’est pas équivalente à l’altération en milieu aqueux à très fort S/V. / The vapor hydration of inactive surrogates of AVM (Atelier de Vitrification de Marcoule) glasses (simple and complex) has been studied in this thesis work with a special focus on the influence of glass composition. In the first part of the thesis, multiple glass samples were altered at 50°C and 95% RH and the altered samples were characterized using SEM, TEM, XRD, ToFSIMS and SAXS to study the altered (gel) layer. The results show that aluminum plays a key role in glass durability under the given conditions, especially in relative proportions to alkaline-earth elements. When the molar ratio of Al2O3/MgO<1, the overall vapor hydration rate was accelerated by 10-20 times due to the formation of Mg-rich smectites. In other cases, network-hydrolysis was identified as the rate controlling vapor hydration mechanism for the first six months. Complementary studies on the effect of temperature and relative humidity gave further insights into secondary phase precipitation, behavior of elements in the gel layer and altered layer morphology. These studies show that the predominant vapor hydration mechanism varies with temperature and glass composition as well. In the second part of the thesis, aqueous alteration experiments are discussed in two contexts. First, vapor hydrated glasses immersed in pure water showed that the gel layer did not have a passivating effect against aqueous alteration and that some of the secondary phases formed during vapor hydration are readily soluble. Secondly, comparative structural study of ¹⁷O enriched gel layers that were formed during vapor hydration (at 90°C) and aqueous alteration at a very high SA/V ratio using NMR spectroscopy showed for the first time, evidence of recondensation of boron with oxygen from the vapor phase. The results suggest that glass alteration in vapor phase is not equivalent to alteration in aqueous medium at a very high SA/Vratio.

Dans les zones de subduction, le recyclage de sédiments vers le manteau et la remontée de magmas depuis le manteau jusqu'à la croûte des arcs insulaires représentent des échanges de matière entre la croûte continentale et le manteau terrestre. Nous avons examiné ces échanges de masse en utilisant les compositions isotopiques de l'Hafnium et du Néodyme. Dans la zone de subduction d'Izu-Mariannes, les sédiments subduits présentent des compositions isotopiques de l'Hf et du Nd équivalentes aux compositions de l'eau de mer du Pacifique. La croûte océanique altérée présente des compositions isotopiques identiques à une croûte océanique non-altérée. Dans les zones de subduction de Luzon et de Java, les laves d'arc présentent des compositions isotopiques de l'Hf très radiogéniques par rapport à leurs compositions isotopiques du Nd. Ces compositions des laves d'arc de Luzon et de Java semblent conditionnées par la contamination de leurs sources par des sédiments océaniques subduits.

Chez les patients présentant un trouble de la conscience l'évaluation de leurs fonctions cognitives résiduelles est un enjeu clinique majeur, limité par la faible sensibilité des tests. La musique en tant que stimulation émotionnelle en lien avec la mémoire autobiographique pourrait représenter une stimulation cognitive de choix chez cette population. De nombreuses études ont rapporté les effets bénéfiques d'une exposition à la musique sur le fonctionnement cognitif, à la fois normal et pathologique, mais aucune n'a permis de déterminer objectivement de tels effets chez les patients en état de conscience altérée. Ce travail de thèse s'articule en trois études principales : 1) la présentation d'extraits musicaux préférés chez des patients en éveil de coma est liée à une importante connectivité cérébrale au sein de structures corticales participant à la perception de la musique et à la récupération d'informations autobiographiques ; 2) la réponse cognitive au propre prénom P300 obtenue chez des patients en éveil de coma est évoquée plus souvent lorsque ce dernier est précédé d'un extrait musical préféré ; 3) un contexte musical personnel familier entraîne l'activation de multiples structures cérébrales notamment celles impliquées dans l'analyse de stimulations autobiographiques. L'ensemble de ces travaux témoigne du recrutement de nombreux réseaux cérébraux lors de l'écoute musicale que ce soit chez les sujets sains et les patients en éveil de coma et suggère l'existence d'un possible amorçage autobiographique par la musique. Ainsi, l'emploi de la musique permettrait de favoriser l'expression des capacités cognitives et conscientes des patients en coma et en éveil de coma / Evaluating the residual cognitive functions in patients with disorders of consciousness is a major clinical challenge, restricted by the poor sensitivity of clinical tests. Music as a highly familiar and emotional stimulus in close relationship with autobiographical memory may be constitute a relevant tool for cognitive stimulation. Numerous studies have demonstrated that music listening conveys beneficial effects on cognitive processes as well as both normal and pathologic cerebral functioning. Surprisingly, no quantitative study has evaluated the potential effects of music on cognition and consciousness in comatose and post-comatose patients. The present thesis revolves around three studies: 1) an increased functional connectivity during exposure of favourite music is shown in cortical structures linked to music perception and memory search processes for post-comatose patients; 2) the cerebral response to the first name, the P300 component, is more often observed in post-comatose patients when its presentation was preceded by a preferred musical excerpt; 3) listening to personally relevant music is associated to activations in many cerebral structures, particularly in regions linked to autobiographical memory retrieval and self-processing. The whole of this work reveals that listening music involves numerous cerebral networks whether it be in healthy subjects or post-comtaose patients. These results also suggest the presence of an autobiographical priming by music. Finally, the use of music in clinical context can be boost the cognition in comatose and post-comatose patients

Au croisement de l’anthropologie médicale, de la communication, du design industriel et des nouvelles technologies de l’information, ce mémoire se penche sur les difficultés communicatives rencontrées par le personnel médical et les patients de provenances culturelles variées dans le milieu des urgences hospitalières à Montréal. Dans l’optique d’améliorer l’échange au poste de triage, la réflexion porte principalement sur la pertinence et les caractéristiques d’un support visuel d’appoint. Elle aborde la problématique par l’étude des concepts de perception, de compréhension, d’interprétation et de représentation graphique sous les angles théoriques de la communication visuelle (Benjamin, Berger, Dibi-Huberman), de la sémiologie du discours social (Verón) et du jeu herméneutique (Gadamer). Les systèmes symboliques de cent cinquante images, illustrant sur Internet trois symptômes propres à la gastro-entérite, ont été analysés d’après une méthodologie mixte quantitative et qualitative afin d’identifier leurs sens dénotatifs et connotatifs. Les résultats appuient le recours à des images pour contourner les barrières langagières et révèlent l’existence d’une culture médicale visuelle internationale dont le code iconographique est hybride et pluriculturel. Ces nouvelles informations indiquent des critères de performance et des hypothèses concernant les changements occasionnés par l’ajout d’un support visuel dans la dynamique communicationnelle de l’ETC. La recherche ouvre aussi une piste vers l’étude herméneutique du produit en design industriel. / At the crossroads of anthropology, communicational and technology approach, this dissertation aims to provide a vision of the emergency room where cultural differences between the medical staff and the patients confront themselves creating communicational difficulties. To overcome the linguistic barriers, a visual support is considered as an alternative solution. In this way, the problematic is seen through the concepts of perception, comprehension, interpretation and graphic representation witch are examined by the visual culture, semiotic and hermeneutic theories. The symbolic systems of 150 images illustrating three gastro-enteritis symptoms have been analyzed following a quantitative and qualitative methodology in order to reveal their denotative and connotative significations. The results showed the existence of a new visual culture that presents a hybrid and pluricultural iconographic code. Based on these findings, new hypothesis concerning the impact of a visual support on the communicational dynamic could be proposed.

Au croisement de l’anthropologie médicale, de la communication, du design industriel et des nouvelles technologies de l’information, ce mémoire se penche sur les difficultés communicatives rencontrées par le personnel médical et les patients de provenances culturelles variées dans le milieu des urgences hospitalières à Montréal. Dans l’optique d’améliorer l’échange au poste de triage, la réflexion porte principalement sur la pertinence et les caractéristiques d’un support visuel d’appoint. Elle aborde la problématique par l’étude des concepts de perception, de compréhension, d’interprétation et de représentation graphique sous les angles théoriques de la communication visuelle (Benjamin, Berger, Dibi-Huberman), de la sémiologie du discours social (Verón) et du jeu herméneutique (Gadamer). Les systèmes symboliques de cent cinquante images, illustrant sur Internet trois symptômes propres à la gastro-entérite, ont été analysés d’après une méthodologie mixte quantitative et qualitative afin d’identifier leurs sens dénotatifs et connotatifs. Les résultats appuient le recours à des images pour contourner les barrières langagières et révèlent l’existence d’une culture médicale visuelle internationale dont le code iconographique est hybride et pluriculturel. Ces nouvelles informations indiquent des critères de performance et des hypothèses concernant les changements occasionnés par l’ajout d’un support visuel dans la dynamique communicationnelle de l’ETC. La recherche ouvre aussi une piste vers l’étude herméneutique du produit en design industriel. / At the crossroads of anthropology, communicational and technology approach, this dissertation aims to provide a vision of the emergency room where cultural differences between the medical staff and the patients confront themselves creating communicational difficulties. To overcome the linguistic barriers, a visual support is considered as an alternative solution. In this way, the problematic is seen through the concepts of perception, comprehension, interpretation and graphic representation witch are examined by the visual culture, semiotic and hermeneutic theories. The symbolic systems of 150 images illustrating three gastro-enteritis symptoms have been analyzed following a quantitative and qualitative methodology in order to reveal their denotative and connotative significations. The results showed the existence of a new visual culture that presents a hybrid and pluricultural iconographic code. Based on these findings, new hypothesis concerning the impact of a visual support on the communicational dynamic could be proposed.