Ces travaux contribuent à caractériser des compartiments environnementaux (i.e. eau, sol et solution du sol, substrat, macrophytes à l’échelle individuelle et des communautés) et leur fonctionnement pour in fine améliorer l’efficacité de zones humides construites (CW) à décontaminer une masse d’eau contaminée en cuivre. Les connaissances sur le maintien de l’homéostasie de Cu chez les végétaux ainsi que sa phytotoxicité aux expositions élevées sont résumées. Les principaux mécanismes physico-chimiques et biologiques intervenant en phytoremédiation d’eaux contaminées en Cu en CW sont également discutés. Plusieurs solutions de phytoremédiation de type phytostabilisation aidée ont été évaluées en lysimètres in situ sur un site de traitement du bois contaminé au Cu, afin d’établir le potentiel de certains amendements à sorber Cu dans le substrat des CW. Les concentrations en éléments traces potentiellement toxiques (PTTE, dont Cu) et macroéléments des lixiviats migrants vers les horizons aquifères ont été quantifiées. Un laitier sidérurgique de type Linz-Donawitz enrichi en P (LDS, 1%) a permis le meilleur développement de Lemna minor L., utilisé ici comme bioindicateur, exposée aux lixiviats. En parallèle, les communautés de macrophytes ont été suivies le long du parcours de la Jalle d’Eysines, une rivière urbaine contaminée en Cu et autres PTTE. Les concentrations en PTTE ont été déterminées dans le sol, l’eau, l’eau interstitielle et les feuilles de 7 espèces de macrophytes. Un modèle statistique multivarié (analyse discriminante linéaire, LDA) a ensuite été élaboré sur la base des concentrations foliaires en PTTE pour biosurveiller l’exposition des macrophytes. Des populations de macrophytes ont aussi été prélevées sur des zones humides de contamination croissante en Cu en Europe (France, Espagne, Portugal et Italie), Biélorussie et Australie. La production de racines chez les macrophytes exposées pendant 3 semaines à des concentrations croissantes en Cu (0,08 ; 2,5 ; 5 ; 15 et 25 µM Cu) montre une variabilité intra-spécifique de la tolérance au Cu pour des populations de Juncus effusus, Schoenoplectus lacustris et Phalaris arundinacea. A l’inverse, une réponse similaire à une tolérance constitutive a été obtenue chez Typha latifolia et Iris pseudacorus, deux espèces à forte production de rhizomes. L’importance des rhizomes est discutée. Phragmites australis produit également des rhizomes, mais a présenté une variabilité intra-spécifique dans sa production racinaire en réponse à une exposition au Cu. En CW, à l’échelle du mésocosme (110 dm3), jusqu’à 99% du Cu de la masse d’eau (concentration initiale: 2.5µM Cu) ont été éliminés dans les trois modalités plantées de Juncus articulatus, P. arundinacea et P. australis, ainsi que dans le contrôle non planté. Les rôles du biofilm microbien, du substrat et des macrophytes en CW ainsi que leurs interactions sont discutés. La sélection d’écotypes de macrophytes tolérants aux PTTE pour leur utilisation en zone humide construite ainsi que les mécanismes moléculaires impliqués dans la variabilité intra-spécifique de cette tolérance, notamment chez P. australis, sont deux thèmes de recherche à promouvoir. / This work aims at characterizing environmental compartments (i.e. water, soil and soil pore water, substrate, macrophytes at the individual and community scale) and their functioning to in fine improve the effectiveness of constructed wetlands (CW) for cleaning Cu-contaminated waters. Knowledge on the homeostasis of Cu in plants and its phytotoxicity at medium and high exposures are summarized. The main physico-chemical and biological mechanisms involved in the phytoremediation of Cu-contaminated water in CW are discussed. Several aided-phytostabilisation options were in situ evaluated in lysimeters at a Cu-contaminated wood preservation site to assess the potential of four amendments to sorb Cu in a CW substrate. Concentrations of potentially toxic trace elements (PTTE, including Cu) and macronutrients of leachates migrating from the root zone to the aquifers were quantified. Based on the responses of Lemna minor L. used as a bioindicator, exposed to the leachates,.Linz-Donawitz slag spiked with P (LDS, 1%) best performed to sorb labile Cu in the root zone. In parallel, macrophyte communities were monitored along the Jalle Eysines River, an urban river slightly contaminated by Cu and other PTTE. The PTTE concentrations were determined in the soil, water, soil pore water, and in the leaves of seven macrophyte species. A multivariate statistical model was developed based on the foliar PTTE concentrations for biomonitoring macrophyte exposures. Populations of macrophytes were also collected in wetlands displaying an increasing Cu contamination in Europe (France, Spain, Portugal, and Italy), Belarus and Australia. Root production of macrophytes exposed for 3 weeks at increasing Cu concentrations (0.08, 2.5, 5, 15 and 25 µM Cu) shows an intra-specific variability of Cu tolerance in populations of Juncus effusus, Schoenoplectus lacustris and Phalaris arundinacea. In contrast, a similar response to constitutive tolerance occurred for Typha latifolia and Iris pseudacorus, two species with high production of rhizomes. The rhizome influence is discussed. Phragmites australis also produces rhizomes but showed intra-specific variability in response to Cu exposure. In a CW at mesocosm scale (110 dm3), up to 99% of Cu in water (initial concentration: 2.5μM Cu) was removed after 2 weeks in the three modalities planted with Juncus articulatus, P. arundinacea and P. australis, and in the unplanted control. The influences of microbial biofilms, the substrate, and the macrophyte species and their interactions in CW are discussed. The selection of PTTE-tolerant macrophytes for their used in CW and the understanding of molecular mechanisms underlying the intra-specific variability in PTTE- tolerance, i.e for P. australis, require further investigations.

La démocratisation de l'utilisation des ontologies dans des domaines très variés a stimulé le développement d'approches proposant différents degrés d'automatisation du processus de construction d'une ontologie. Cependant, malgré le réel intérêt de ces approches, parfois les résultats obtenus peuvent être d'une faible qualité. L'objectif des travaux présentés dans cette thèse est de contribuer à l'amélioration de la qualité des ontologies construites automatiquement à partir de textes. Nos principales contributions sont : (1) une démarche pour la comparaison des approches, (2) une typologie des problèmes qui affectent la qualité les ontologies, et (3) une première réflexion sur l'automatisation de la détection des problèmes. Notre démarche de comparaison des approches comporte trois étapes complémentaires : (1) sur la base de leur degré de complétude et d'automatisation ; (2) puis sur la base de leurs caractéristiques techniques et fonctionnelles, et (3) expérimentalement par comparaison de leurs résultats avec une ontologie construite manuellement. La typologie proposée organise les problèmes de qualité selon deux dimensions : les erreurs versus les situations indésirables et les aspects logiques versus les aspects sociaux. Notre typologie contient 24 classes de problèmes qui recouvrent, en les complétant, les problèmes décrits dans la littérature. Pour la détection automatique nous avons recensé quelques unes des méthodes existantes pour chaque problème de notre typologie et nous avons mis en évidence les problèmes qui semblent encore ouverts. Et, nous avons proposé une heuristique pour un problème qui apparaît fréquemment dans nos expérimentations (étiquettes polysémiques).

Le récent développement des nanotechnologies induit des expositions potentielles aux nanoparticules dans une diversité de milieux professionnels. Une meilleure appréhension des risques et des expositions professionnelles aux nanoparticules représente alors un enjeu essentiel pour les acteurs de la prévention, ce qui nécessite d’enrichir, voire de rompre, avec les approches classiques de métrologie et de prévention. Dans ce contexte, notre thèse se centre sur le développement d’une méthodologie transdisciplinaire intégrant l’analyse de l’activité à la mesure afin de produire des connaissances sur l’exposition aux nanoparticules et sa maîtrise. A partir de la construction et de la validation d’une méthodologie par des spécialistes de la mesure des nanoparticules, de l’épidémiologie et de l’ergonomie, nos résultats s’orientent autour de trois axes. 1) La revue systématique de la littérature des préconisations actuelles pour évaluer les expositions professionnelles aux nanoparticules met en avant l’existence de 23 documents centrés sur la mesure des nanoparticules manufacturées seulement sans s’intéresser aux nanoparticules émises non intentionnellement par certains procédés industriels. Par ailleurs, ces recommandations à destination des préventeurs doivent évoluer pour une meilleure prise en compte de l’activité de travail et devenir opérationnelles. 2) La méthode d’évaluation de l’exposition produite tenant compte de ces limites, est passée par une mobilisation des acteurs de l’entreprise pour collecter des informations sur les situations potentielles d’exposition. Ensuite, des mesurages en temps réel et intégrés des aérosols, accompagnés d’enregistrements de la fréquence cardiaque et respiratoire sont synchronisés à des vidéos de situations de travail. Un découpage à différentes échelles temporelles en phase de l’activité ou en action détaillée de l’opérateur, conduit à révéler des situations d’exposition réelles aux nanoparticules, et évaluer leurs niveaux d’exposition intégrant l’intensité physique. 3) Nous montrons que les échanges avec les opérateurs lors d’entretiens de confrontation aux vidéos et mesures synchronisées, permettent de rendre visibles ces situations d’exposition et leurs déterminants, sous forme de situations d’exposition caractéristiques. Cette présentation des résultats de l’analyse de l’activité, contribue à comprendre et mettre en perspective les pratiques de sécurité formelles pour les faire évoluer. C’est par ces échanges collectifs que les déterminants de l’exposition sont découverts, ce qui permet aux différents acteurs de renforcer la maîtrise de l’exposition. L’usage des situations d’exposition est aussi un moyen d’agir sur les projets de conception en transférant des repères pour la conception et la prévention. Il devient alors possible d’enrichir les évaluations de l’exposition aux nanoparticules et contribuer à la construction collective de la sécurité dans l’innovation. / The recent development of nanotechnologies has led to potential exposures to nanoparticles in a variety of workplaces. A better understanding of occupational exposures to nanoparticles represents a major stake for prevention stakeholders. These exposures require an overhaul of, and perhaps a break from traditional metrology and prevention approaches, as they are challenged by the particular characteristics of nanoparticles. In this context, this thesis focuses on the development of a transdisciplinary methodology integrating work activity analysis with measurement in order to produce knowledges on exposure to nanoparticles and its control.From the construction and the validation of a methodology between specialists in nanoparticle measurement, epidemiology and ergonomics, our results follow three axes. 1) The systematic review of the literature on current recommendations for assessing occupational exposures to nanoparticles highlights the existence of 23 documents focusing on the measurement of manufactured nanoparticles only, excluding nanoparticles emitted unintentionally by some industrial processes. In addition, these recommendations for preventionists must evolve to take better account of work activity and become operational. 2) The exposure assessment method developed in this thesis work is based on the mobilization of the company's stakeholders to gather information on potential exposure situations. Then, real-time as well as time averaged aerosol measurements, accompanied by heart rate recording, were synchronized with videos of work situations. A breakdown at different time scales, at the work activity stage or in more detailed action carried out by the operator, revealed real exposure situations to nanoparticles, and characterized the associated exposure levels, taking into account the physical intensity of the work. 3) We show that discussions with operators during confrontation interviews involving real-time measurement synchronized to videos of the work activity, made it possible to make these exposure situations and their determinants visible, in the form of “typical exposure situations”. Presenting the results in association with the work activity analysis in the companies contributes to understanding and questioning the regulated safety practices to make them change. It is through these collective exchanges that the determinants of exposure are discovered, allowing to the company’s stakeholders to improve exposure control. The use of exposure situations is also a means of influencing design projects by transferring requirements for conception or prevention. It therefore becomes possible to expand exposure assessment to nanoparticles and contribute to collectively build safety within innovation.

Le phytomanagement de matrices contaminées en métaux couple leur réhabilitation écologique avec la production de biomasses végétales pour la bioéconomie. Un front de science est d’identifier des assemblages végétaux et d’optimiser leur production, aidée ou non par l’ajout d’amendements. Le phytomanagement de deux sols, l’un contaminé en Cu, l’autre en Cd, Pb et Zn, a été testé en conditions contrôlées. L’emploi conjoint de biochar et de grenaille d’acier diminue la phytotoxicité des 2 sols. En pots, sur 2 ans, cette combinaison d’amendements séquestre du carbone, diminue la phytotoxicité du sol contaminé en Cu et produit une biomasse d’Arundo donax L. et de Populus nigra L. non contaminée, utilisable par le secteur de l’énergie. Ces modalités de culture et d’amendement ont été installées pour un suivi à long terme sur le site contaminé en Cu. Parallèlement, en microcosmes, parmi 4 macrophytes utilisées en zone humide construite (CW) pour décontaminer des matrices aqueuses (i.e. Arundo donax L., Cyperus eragrostis Lam., Iris pseudacorus L. et Phalaris arundinacea L.), A. donax est la mieux adaptée pour fournir des racines à forte concentration en Cu utilisables pour produire un écocatalyseur riche en Cu. Le phytomanagement d’un effluent de bouillie bordelaise (EB, 69 μM Cu) par A. donax a été testé en CW pilote. Il est décontaminé en 48h, sa concentration en Cu respectant la réglementation du rejet d’effluent en réseau d'assainissement. Cependant, après un cycle de circulation, la concentration en Cu des racines d’A. donax (623 ± 140 mg Cu kg-1) est inférieure aux besoins de l’éco-catalyse, et le cycle serait à répéter pour atteindre les 1000 mg Cu kg-1 requis. / The phytomanagement of metal-contaminated matrices (soils and water) combines their ecological remediation and the production of non-food crops for the bioeconomy. One science frontier is to identify plant assemblage and to optimize their biomass production, aided or not by amendment addition and cultural practices. A Cu-contaminated soil and a Cd/Pb/Zn-contaminated one were phytomanaged in controlled conditions. The combination of biochar and iron grit reduced the phytotoxicity in both soils. In a 2-year pot experiment, this amendment combination decreased the phytotoxicity of the Cu-contaminated soil, enhanced soil C sequestration and produced an uncontaminated biomass of Arundo donax L. and Populus nigra L. adapted for bioenergy production. These combinations of culture and amendment are tested in field trial at the Cu-contaminated site. In parallel, in microcosm experiment, out of 4 macrophytes commonly used in constructed wetlands (CW) to clean up aqueous matrices (i.e. Arundo donax L., Cyperus eragrostis Lam., Iris pseudacorus L. and Phalaris arundinacea L.), A. donax was the best adapted to produce a high Cu-rich root mat potentially usable as Cu-ecocatalyst. Clean up of a Bordeaux mixture effluent (BME, 69 μM Cu) by A. donax was tested in a pilot-scale CW. The BME was decontaminated in 48 hours, its Cu concentration being in compliance for indirect discharge of chemical industry effluents. However, after one BME circulation cycle, root Cu concentration of A. donax roots (623 ± 140 mg kg-1) was lower than threshold value for Cu-ecocatalysts (1000 mg kg-1) and successive treatments must be repeated to achieve required Cu concentration.