Le phytoplancton joue un rôle important dans le cycle océanique du carbone. Les capteurs spatiaux de « couleur de l'océan » permettent, depuis plus de vingt ans, un suivi quasi-quotidien de la concentration en phytoplancton dans les eaux de surface du globe. Ces données sont utilisées pour quantifier la « pompe biologique marine » de carbone. Cependant, l'efficacité de cette « pompe biologique » varie fortement en fonction du groupe de phytoplancton présent dans les eaux de surface. Distinguer les principaux groupes depuis l'espace était donc un enjeu majeur des études de la couleur de l'océan au début de ma thèse.<br />Durant ma thèse, j'ai utilisé une approche empirique visant à mettre en évidence des relations entre les mesures spectrales effectuées par le capteur spatial SeaWiFS et la présence de groupes dominants de phytoplancton identifiés à l'aide d'inventaires pigmentaires collectés lors des campagnes GeP&CO (10/1999 - 07/2002) entre la France et la Nouvelle-Calédonie. J'ai montré que quatre grands groupes de phytoplancton peuvent être identifiés de façon fiable (Haptophytes, Prochlorococcus, Cyanobacterie et Diatomées) et que trois groupes supplémentaires sont probablement détectables (Trichodesmiums, Phaeocystis, Coccolithophoridés). J'ai appliqué cette classification, appelée PHYSAT, à l'ensemble des données journalières du capteur SeaWIFS de 1997 à 2004. Les résultats obtenus apportent, pour la première fois, une information sur la distribution spatio-temporelle des principaux groupes de phytoplancton à l'échelle du globe.

Thèse de doctorat : Structure et Dynamique des Systèmes réactifs : Lille 1 : 2003. / N° d'ordre (Lille) : 3339. Résumé en français et en anglais. Bibliogr. p. 134-147.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences agronomiques : Toulouse, INPT : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 224 réf.

Reproduction de : Habilitation à diriger des recherches : Sciences naturelles. Biologie : Lille 1 : 2005. / Synthèse des travaux. N° d'ordre (Lille 1) : 388. Curriculum vitae. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. 80-86. Liste des publications et communications.

L'utilisation massive des retardateurs de flamme organohalogénés dans les produits manufacturés se solde, à ce jour, par une dispersion importante de ces composés dans l'environnement et par leur accumulation au sein des espèces aviaires notamment. À cet effet, il fut mesuré les plus fortes concentrations du congénère BDE-209 (composante principale du mélange Déca-BDE) couplé à une forte détection des isomères du Déchlorane Plus (syn- et anti-DP) dans les tissus de goéland à bec cerclé (GBC) nichant dans le fleuve Saint-Laurent, en aval de Montréal. En raison de leur forte charge en halogène et leur poids moléculaire important, le BDE-209 et le DP ont été considérés comme étant peu biodisponibles et très stables d'un point de vue physicochimique. Or, en ce qui a trait au BDE-209, plusieurs produits de débromination ont également été quantifiés dans ces mêmes tissus, mais leurs sources restent encore ambiguës. Par ce travail de recherche, nous avons donc tenté de vérifier l'hypothèse proposant que le BDE-209 et les isomères du DP représentent de bons substrats à l'action des enzymes de biotransformation isolées des microsomes hépatiques de GBC, résultant ainsi en une série de produits déhalogénés. Cette étude a donc pour but d'élucider le potentiel de biotransformation du BDE-209 et des deux isomères du DP à l'aide d'un essai de biotransformation in vitro (90 min) utilisant des microsomes hépatiques de GBC naturellement exposés, et ce, en les comparant à un congénère métabolisable (BDE-15) et à un autre étant résistant à la dégradation enzymatique (BDE-153). Basé sur un gradient d'activité EROD hépatique (faible, moyen et élevé), les oiseaux ayant une activité EROD moyenne ont démontré une diminution significative d'environ 20% du BDE-15 alors qu'aucune dégradation significative n'a été obtenue pour le BDE-153, -209 et pour les isomères du DP. Également, le pourcentage de dégradation du BDE-15 entre les groupes d'activité EROD « faible » et « moyen » a varié d'un peu plus de 10% laissant entrevoir qu'une certaine induction enzymatique serait favorable aux fins de la biotransformation de ce congénère. En somme, le présent travail ne permet pas d'expliquer la présence des produits de débromination du BDE-209 dans les tissus du GBC étant donné l'absence de biotransformation observée lors de l'essai in vitro. Ces produits pourraient toutefois avoir été absorbés par leur alimentation et/ou leur environnement quoique l'on ne puisse exclure que des processus métaboliques affectant l'intégrité moléculaire du BDE-209 aient véritablement lieu chez le GBC. Quant aux isomères du DP, il semble qu'ils ne soient pas susceptibles à la biotransformation dans le cadre du design expérimental réalisé. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Retardateur de flamme halogéné, polybromodiphényléther (PBDE), Déchlorane Plus (DP), oiseau, biotransformation in vitro, microsomes hépatiques

Les approches physico-chimiques étant insuffisantes pour évaluer l'impact de la pollution sur les écosystèmes , de nombreux bioessais, variant de par le niveau d'organisation représenté, ont été développés. Parmi ces essais on trouve les essais en microcosme aquatique de laboratoire qui sont un compromis entre les essais monospécifiques standards de laboratoire, méthodes couramment employées mais très simplifiées et peu représentatives sur le plan écologique et les essais en mésocosme extérieurs, plus représentatifs mais coûteux, lourds à mettre en œuvre, moins réplicables et plus difficiles à interpréter. Dans ce travail, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'essai initialement développé par Clément et Cadier (1998). Cet outil permet d'évaluer l'effet de substances ou de matrices potentiellement contaminées sur un écosystème artificiel composé d'eau et de sédiment, dans lesquels sont introduites simultanément 5 espèces aquatiques d'eau douce usuellement employées dans des essais de toxicité mono-spécifiques : l'algue Pseudokirchneriella subcapitata, la lentille d'eau Lemna minor, la daphnie Daphnia magna, l'amphipode Hyalella azteca et l'insecte Chironomus riparius. Cet essai en microcosme a été utilisé dans de nombreux projets depuis sa conception mais sa variabilité demeurait la principale limite malgré les améliorations successives. Le principal objectif de ce travail était donc d'optimiser l'essai. La principale amélioration testée a été le renouvellement continu de l'eau du système, qui a permis de stabiliser les paramètres physico-chimiques de la colonne d'eau des microcosmes et la densité algale, et ainsi d'améliorer le développement des organismes et la réplicabilité de l'essai. Le cadmium a été utilisé comme contaminant modèle afin d'évaluer les développements méthodologiques proposés. La diminution de la variabilité en présence de renouvellement d'eau augmente la capacité à détecter des effets sublétaux sur les organismes pélagiques avec les tests statistiques classiques. Le développement d'un cadre de modélisation dynamique a permis de comparer la sensibilité des daphnies au cadmium dans des expériences aux profils d'exposition différents.

L'économie actuelle repose sur l'utilisation d'énergies fossiles dont les réserves sont limitées. En plus, l'utilisation de ces ressources a un impact négatif sur l'environnement dû à l'émission des gaz polluants et du CO2. Il est donc nécessaire de remplacer les ressources fossiles par les énergies renouvelables. Les énergies renouvelables peuvent être facilement converties en électricité pour une utilisation directe, mais l'électricité ne peut pas être stockée en grande quantité. Dans ce contexte, l'hydrogène pourrait servir de vecteur énergétique. Il est possible de produire de l'hydrogène par électrolyse de l'eau. L'hydrogène sera ensuite utilisé via une pile à combustible pour fournir de l'électricité et de la chaleur. Ce procédé ne produit que de l'eau qui va être re-consommé ensuite par l'électrolyse.Ce travail de thèse est axé sur la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau en milieu acide par la technologie PEM (proton exchange membrane). L'objectif est de remplacer le platine, catalyseur de la réduction à la cathode par des complexes de cobalt de type cobalt-oxime.Le premier chapitre traite différents aspects de l'électrolyse de l'eau et différents catalyseurs étudiés dans la littérature.Le second chapitre décrit différentes techniques expérimentales utilisées pour caractériser les complexes étudiés.Le chapitre trois décrit la synthèse et l'activité catalytique des complexes de cobalt-oxime en solution dans l'acétonitrile vis-à-vis de la réduction des protons en hydrogène.Le chapitre quatre présente les premiers travaux obtenus en utilisant les complexes de cobalt-oxime à la place du platine dans les électrolyseurs PEM.

Malgré le déficit pluviométrique persistant qui le caractérise depuis plus de quarante ans, le Sahel connaît un accroissement notoire du ruissellement, des écoulements et de l'érosion hydrique. On attribue cela aux changements d'usage des sols, et à une fatigue de ceux-ci, épuisés par des successions de cultures de moins en moins suivies de phases de repos. Cela se traduit par une dégradation rapide des sols, dont le processus le plus courant est l'encroûtement. C'est ce même encroûtement qui est à l'origine de l'augmentation des écoulements. On se propose ici de déterminer quelle est l'évolution de l'occupation des sols dans une région de l'Ouest du Niger, afin de comprendre les facteurs et les processus qui aboutissent à de très nettes modifications dans le régime des eaux ; outre l'augmentation des débits et des coefficients d'écoulement, on observe une diminution des temps de réponse des sols et des bassins aux précipitations. Ceci est directement lié à la diminution de la capacité des sols à retenir l'eau, qui est elle-même due à l'encroûtement. L'évolution de l'occupation des sols est donc l'explication qui permet de comprendre les modifications du cycle de l'eau. On utilise ici la télédétection pour parvenir à déterminer cette évolution des usages des sols. Au passage, on essaie d'y voir plus clair sur le reverdissement observé et mesuré par de nombreux chercheurs : est- il tangible ? Dans quelles régions ? Sur quelles durées ? Quel est le rôle des méthodes de classification dans la mise en évidence de ce reverdissement ? Il faut aussi s'assurer de la représentativité des zones d'entraînement utilisées. Des méthodes de l'hydro-géomorphométrie sont appelées au secours pour séparer la zone d'étude en deux ensembles distincts (plateau- non plateau) pour faciliter la classification. Une étude par photo-interprétation est tentée sur le degré carré de Niamey, dans l'optique d'avancer dans la distinction du rôle respectif de la sécheresse et des activités socio-économiques dans les changements d'usage des sols. Enfin, après avoir comparé nos travaux avec les très nombreuses études déjà réalisées dans cette région, on s'intéresse à l'impact des changements d'usage des sols sur l'infiltration et le ruissellement, de l'échelle de la parcelle à celle du grand bassin versant, en particulier sur l'évolution remarquée des débits et régimes des fleuves, et de l'accroissement du risque de crue, observé ces dernières années. Il semblerait que 2 à 5% de surface de sol encroûté sur un bassin suffise à accroître et concentrer suffisamment les débits pour accroître cet aléa, sans pour autant empêcher un certain " reverdissement " global, tel qu'observé par l'évolution des indices de végétation télédétectés.

Caractériser la circulation et l'évolution de la qualité des eaux côtières en Manche orientale est un enjeu majeur pour de multiples applications dans une région riche en bio-diversité et en ressources halieutiques. L'hydrodynamisme, dominé par un régime megatidal, joue un rôle essentiel dans les processus de dispersion et de mélange le long du littoral du Nord-Pas-de-Calais. La physionomie en "entonnoir" de la Manche orientale donne lieu à une dyssimétrie de l'onde de marée qui induit un flot plus intense et plus bref que le jusant, engendrant une dérive résiduelle vers la mer du Nord accentuée par les vents dominants de sud-ouest. Ce contexte atypique confère une structure complexe à l'écoulement côtier, dans une région dite "à influence d'eau douce". L'utilisation du modèle hydrodynamique MARS3D a permis de mettre en évidence certains phénomènes complexes à l'échelle régionale et comprendre la gense et la dynamique du fleuve côtier. Grâce à la modélisation haute résolution, à l'échelle dite locale, la circulation dans l'enceinte du port de Boulogne-sur-Mer a pu être caractérisée. Il a été démontré qu'un tourbillon anti-cyclonique, caractéristique du régime de flot, permet une évacuation rapide des traceurs passifs transitant par le port. Lors du jusant, une dérive intense vers le sud piège les traceurs dans le port. Ce piégeage peut être accentué ou atténué selon le sens du vent ou le débit fluvial. Une étude de modifications morphologiques de la rade a été réalisée afin de montrer l'utilité de la modélisation pour proposer des solutions innovantes pouvant améliorer la qualité de l'eau. Un travail similaire a été mené en baie de Somme pour comprendre les problèmes relatifs à la qualité de l'eau. Certaines activités sont soupçonnées d'être à l'origine de contamination microbienne et en particulier les moutons de pré-salés, accusés de contribuer majoritairement à l'apport en E. Coli. En assimilant les traceurs passifs au matériel bactérien, nous avons pu appréhender la problématique de la qualité de l'eau. Notre étude a permis de mettre en exergue les conditions environnementales propices à la rétention ou à l'évacuation de matières contaminantes émises par de nombreuses sources alimentant la baie. La convergence des courants, et l'accumulation du matériel contaminant, ont été révélées au voisinage du Crotoyce qui peut expliquer en partie, la qualité médiocre de ces eaux. Ces schémas de circulation interne à la baie de Sommesuivant les conditions environnementales contribue à améliorer les études sur la qualité de l'eau et les futurs aménagements côtiers durables.

Le but de la thèse est d'étudier l'influence de la microstructure des composites ZnO/TiO2 sur leurs propriétés dans la dégradation photocatalytique des polluants organiques et dans l'oxydation de l'eau photoassistée. Pour réaliser cette étude, nous avons choisi la conception basée sur des nano bâtonnets ZnO supportés sur une électrode de verre recouverte d'ITO (Indium Tin Oxide). Les nano bâtonnets de ZnO ont ensuite été recouverts d'une couche de TiO2 dans différentes conditions. La composition et la microstructure des composites ZnO(cœur)/TiO2(coquille) ont été modifiées dans le but d'élucider comment ces paramètres influencent leur activité photocatalytique. La couche TiO2 de morphologie différente (discontinue ou compacte) a été élaborée. Nous avons montré que le composite contenant la couche de TiO2 discontinue possède une activité plus élevée dans la dégradation de MB et dans l'oxydation de H2O sous 400 nm. Cette photoactivité améliorée a été attribuée à une meilleure accessibilité pour les réactifs de l'interface ZnO/TiO2 à travers la couche de TiO2. Aussi nous avons pu améliorer l'activité des composites sous la lumière visible. Dans ce but, les composites constitués de nano bâtonnets de ZnO supportés sur ITO ont été recouverts de TiO2 dopé à l'azote et décorés de nanoparticules d'or. Il a été trouvé que même une faible charge d'or (0,37% at.) permet une augmentation de 60% de la vitesse de décoloration photocatalytique du MB sous la lumière visible par rapport à l'échantillon sans or en raison de l'effet plasmonique. Un dopage simultané à l'azote et à l'or a permis également de multiplier par trois le photocourant dans l'oxydation photoassistée de l'eau. / The aim of the thesis is to study the influence of microstructure of ZnO/TiO2 composites on their properties in photocatalytic degradation of organic pollutants, and in photoassisted water oxidation. To realize such study we chose the design based on ZnO nanorods supported on ITO (Indium Tin Oxide)-coated glass electrode. The ZnO nanorods were then covered with a layer of TiO2 under different conditions. The composition and microstructure of the obtained ZnO(core)/TiO2(shell) composites were modified in the aim to elucidate how these parameters influence their photocatalytic activity. The results of studies lead to elaboration of two most distinctive variants of sol-gel procedure that allow to deposit TiO2 layers of controlled thicknesses and different morphology (rugged or compact). The composite containing the rugged TiO2 layer was shown to possess significantly higher activity in MB degradation and in photoassisted H2O oxidation under 400 nm. This improved photoactivity was attributed to a higher porosity and better accessibility of ZnO/TiO2 interface region through the rugged TiO2 layer by the reagents. The effort was also made to enhance the visible light activity of the composites. To this aim the composites consisting of ITO-supported ZnO nanorods covered with nitrogen-doped titanium dioxide and decorated with Au nanoparticles. It was found that even a low Au loading (0.37% at.) resulted in 60% enhancement of photocatalytic decolorization of MB under visible light with respect to the Au-free sample owing to plasmonic effects. A simultaneous N-doping and Au decoration allowed also to multiply by three the photocurrent in photoassited water oxidation.