Parmi les formes d’organisation de l’habitat antique, il en est une qui est longtemps restée en retrait dans la recherche archéologique française. Les agglomérations antiques, qui correspondent à des formes très variées d’habitat groupé, suscitent un intérêt majeur depuis une vingtaine d’années.L’étude historiographique, à l’échelle de la Gaule, fait ressortir un espace en marge des recherches, celui des cités du Massif central. Cette thèse propose donc d’étudier les agglomérations antiques des cités arverne, vellave, gabale, rutène, cadurque et lémovice entre le Ier s. av. J.-C. et le Ve s. ap. J.-C. Les objectifs sont multiples. Il a été nécessaire dans un premier temps d’établir un corpus de sites à partir de la bibliographie régionale. Celui-ci est composé de notices normalisées au sein desquelles l’ensemble des données actuellement disponibles a été présenté. Pour répondre aux questions d’organisation spatiale et de classification, les données bibliographiques recueillies, complétées par des opérations de terrain (prospections terrestres, aériennes, géophysiques, relevés topographiques), ont été synthétisées à partir d’une série de descripteurs archéologiques développés sur le modèle d’Archaeomedes. L’emploi de ces descripteurs a permis la mise en œuvre d’analyses statistiques multivariées afin de dépasser le simple classement par niveaux de fiabilité (sites rejetés, agglomérations hypothétiques, agglomérations avérées). C’est sur la base de la classification retenue après différents tests et sur la hiérarchie urbaine proposée que les analyses spatiales et morphologiques permettent de brosser un tableau complet de l’armature urbaine des cités antiques du Massif central.Les résultats obtenus ont permis d’exposer et de comprendre à la fois les relations entre les agglomérations et le milieu naturel mais aussi avec leur environnement archéologique par l’étude de leurs relations avec l’habitat rural, les chefs-lieux, les limites des cités, leur territoire théorique, les axes de communications terrestres et fluviaux. En changeant d’échelle, l’analyse interne des agglomérations permet d’appréhender à la fois leur morphologie générale mais aussi la place des édifices monumentaux au sein des agglomérations et au sein des cités, le rôle de l’artisanat, les aménagements hydrauliques, … Pour l’analyse de l’armature urbaine, la thèse prend nécessairement en compte l’évolution chronologique des agglomérations à travers leur origine protohistorique, leur évolution durant l’Antiquité et leur devenir au début du Moyen Âge.Pour mener à bien ce travail, il a été nécessaire de croiser les approches documentaires (bibliographie, opérations de terrains), de croiser les échelles d’analyse (du site au Massif central) et de comparer les résultats à ceux des régions voisines. Passées, les analyses statistiques, c’est à partir d’un SIG et d’une base de données que l’ensemble des synthèses a pu être mené.Cette thèse constitue la première synthèse sur les agglomérations antiques des cités du Massif central. Les résultats mettent en avant l’importance des agglomérations dans le système de peuplement et des armatures urbaines variables entre les cités mais qui semblent structurées en partie par le relief et les axes de communications. Les fonctions présentes au sein des agglomérations, si elles sont variées et récurrentes, montrent des spécificités entre les cités mais aussi une hétérogénéité au sein de chacune d’elles. Enfin, l’analyse chronologique montre une réduction du nombre des agglomérations à partir du IIIe siècle mais pas leur disparition. De même, de nouvelles formes d’habitats groupés apparaissent à partir du IVe siècle attestant non pas une crise mais une évolution dans l’organisation urbaine des cités pour répondre à de nouveaux besoins. / Among the forms of organization one can observe in the ancient habitat, there is one particular structure that has been slightly ignored by French archeologists: the lesser urbanized settlements. However, in the last twenty years, small towns have attracted renewed interest.A historiographical study of the Gaul territory highlighted a less studied group of population: the ancient peoples of the Massif Central. In this thesis we intend to have a closer look at such populations as the Arvernes, the Vellaves, the Gabales, the Rutenes, the Cadurques, and the Lemovices from 1st century B.C. - 5th century A.D. We first established a corpus of sites starting with the study of the regional bibliography, which enabled us to create records for each area. We completed this first approach with several field operations such as ground, aerial, geophysical and topographical surveys. All those data were synthesized in a series of archaeological descriptors developed using the Archaeomedes model.The use of such descriptors enabled us to develop some statistical analyses and go beyond the simple reliability factor (which allows the distinction between rejected sites, hypothetical and true urbanized clusters). On the basis of our tested and proven classification, keeping in mind the suggested urban hierarchy and with the help of our spatial and morphological analyses, we were able to obtain a more complete picture of the urban framework of the ancient cities of the Massif Central.The data collected allowed us to better apprehend and understand the relation between such urban clusters and their natural environment, but also to place them in an archaeological context by studying the links between rural housing, the ancient administrative structure (chef-lieu), the city and territory limits, and the major communication routes (land and water). Through a multi-scale study of those population clusters, we were able to determine their general structure, to look at the role of local crafts and trade but also the place of major buildings, and waterworks. We took specific care to the chronological evolution in thosesmall towns by looking at them from their protohistoric beginnings through Antiquity and until early medieval times.While we cross-referenced all the different sources (bibliography and field surveys) and the analysis scales within the Massif Central, we also did a cross-comparison with other neighboring areas in order to validate such work. Besides the statistical data, we used the Geographic Information System and our database to reach our conclusions.This thesis aims at uncovering the reality of those ancient population clusters present in the Massif Central. Our results showed clearly the importance of those in the settlement system, their different forms structured according to the local geography and major trade routes. The functions/positions available in small towns were varied and recurrent but also corresponded to specific trades within each structure while remaining homogeneous.Through our chronological analysis we were able to point out a significant reduction in their numbers starting in the third century, though not their disappearing. In the 4th century new types of population clusters appeared, not as a response to an acute crisis, but more as a result of an evolution called on by new needs.

La vaste distribution géographique et la longue durée du magmatisme au Mésozoïque supérieur (Jurassique et Crétacé) en Chine du Sud présente le cas unique dans le monde. Ceci présente un laboratoire naturel très favorable a l’étude des processus de magmatogénèse, et des modes de mise place des plutons granitiques. Il permet également d’aborder l’analyse des relations magmatisme-tectonique et les contextes géodynamiques de la mise en place de magma dans leur cadre lithosphérique. Depuis les années 50, et surtout les années 90, des scientifiques ont mis un effort important sur la cartographie géologique, mené des études pétrologiques et géochronologiques et ainsi obtenu une base solide pour la compréhension de l’évolution tectonique du Bloc de Chine du Sud (SCB). Cependant, des questions fondamentales restent encore sans réponses ou vivement débattues. Dans le but de progresser sur ces sujets fondamentaux, nous avons mené des études pluridisciplinaires sur les massifs d’âge Mésozoïque supérieur de Qingyang-Jiuhua (Province d’Anhui), Hengshan (Province de Hunan) et certains plutons affleurant dans la zone côtière du Fujian. Le choix des massifs est fonde sur leur distance variable par rapport à la paléozone de subduction, les âges comparables de ces massifs et les déformations associées. Les méthodes d’étude comprennent l’observation de terrain, l’analyse microscopique de lames minces, la datation par U-Pb de monazite, l’ASM, le paléomagnétisme, la modélisation gravimétrique et la barométrie à partir de Al-total dans l’amphibole magmatique. Bien que chaque massif présente des caractéristiques distinctes, ils partagent des points communs du point de vue de leur orientation préférentielle, de la déformation de leurs encaissants et de l’influence de la tectonique régionale sur leur mise en place, D’après nos nouveaux résultats et en intégrant les données précédentes, nous discutons dans cette thèse les contextes tectoniques de mise en place de ces massifs granitiques et l’évolution géodynamique de SCB, et proposons un scénario géodynamique en 3 étapes. (1) Pendant la période 145-130 Ma, la subduction vers le NW de la plaque Paléo-Pacifique sous le continent asiatique fait rapprocher le micro-continent de l’Ouest-Philippines avec le continent de Chine du Sud, produisant l’important magmatisme d’arc et formant un régime tectonique en extension en SCB ? Dans l’arrière-arc; (2) Pendant la période 130-110 Ma, dûe à la collision entre le micro-continent de l’Ouest Philippines et SCB, une structure compressive vers le NW a été développée dans la zone de Changle Nan’ao, produisant des déformations ductiles. Cependant, l’intérieur de la partie orientale du SCB était encore en régime tectonique extensif de direction NW-SE; (3) Pendant la période 105-90Ma, une nouvelle zone de subduction a été développée au SE du micro-continent de l’Ouest Philippines, le panneau subductant atteint la zone de Changle-Nan’ao, avec probablement des morceaux de panneau cassé, provocant l’ascension de l’asthénosphère, responsable de la mise en place d’importants massifs granitiques et de filons. La tectonique de SCB pendant cette période est caractérisée par un système tectonique d’extension générale. Ce dispositif a été significativement perturbe par l’ouverture oligo-miocène de la mer de Chine du Sud et par la compression miocène de la marge à Taiwan. Ce modèle géodynamique reste à être amélioré par de futures investigations géologiques, géophysiques et géochimiques. / The vast distribution and long duration of the Late Mesozoic magmatism in the eastern part of South China presents a unique case in the world. This offers a natural laboratory to study the process of magma genesis, the magma emplacement mode, the relationship between magmatism and tectonics, the geodynamic role on the magma emplacement and lithospheric evolution. Since 50’s, particularly 90’s of the last century, geoscientists have made important efforts in geological cartography and carried out numerous studies with remarkable scientific achievements, building a solid background to understand the tectonic evolution of the South China Block (SCB). However, certain fundamental questions mentioned above remain unsolved and/or are in hot debate. In order to make progress in these scientific issues, we have carried out in a multi-disciplinary study in the Late Mesozoic Qingyang-Jiuhua massif, Hengshan massif and Fujian coastal zone according to their distance with respect to the paleo subduction zone of the Paleo-Pacific plate, the ages of granitic massifs and related tectonics, including field observation on the structure geology, micro-observation on thin section, U-Pb dating on monazite, AMS, paleomagnetism, gravity modeling and P condition concern the granite emplacement. In the view of deformation in these granitic massifs and their country rocks, mode and influence of regional tectonics on the emplacement, though each studied zone reveals its distinguished characteristics, they show some intrinsic and common relationships between them. With our new results and integrating previous data, in this thesis, we discuss the tectonic context of emplacement of these Late Mesozoic magmatic massifs and the geodynamic evolution of the SCB., We propose a 3-step geodynamic model: (1) during 145-130 Ma period, the Paleo-Pacific plate subducted northwestwardly, the West Philippines micro-continent, approaching to SCB, important subduction-related arc volcanism was produced in the coastal areas of Southeast China coast (Zhejiang-Fujian-Guangdong), forming a back-arc extension tectonic system in SCB; (2) during 130-110 Ma period, due to the collision between the West Philippines microcontinent and SCB, the compressional tectonic structures were developed in the Changle-Na’ao coastal zone, producing ductile deformation zones. However, the inland of the eastern part of SCB was under a NW-SE extensional tectonic regime; (3) during 105-90 Ma period, a new subduction zone was developed in the SE flank of the West Philippines micro-continent, the subducting slab reached the Changle-Nan’ao tectonic belt, with the possible break-off of slab, the asthenospheric ascent was responsible for the important emplacement of plutonic massifs and dykes. The tectonics of the eastern part of SCB was characterized by a general extensional system in this period. This tectonic pattern has been significantly disturbed by the Oligocene-Eocene opening of the South China sea,and the Miocene shortening of the SCB margin in Taiwan. Of course, this model should be improved by more geological, geophysical and geochemical investigations.

La pétroarchéologie du silex s’attache à définir les origines des silex retrouvés dans les sites archéologiques. Auvu des avancées méthodologiques récentes (définition toujours plus précise des faciès, vision dynamique duparcours du silex dans son environnement - chaîne évolutive -, mise en place d’une cartographie précise desdomaines minéraux siliceux) il est aujourd’hui possible de préciser non seulement le lieu de formation du silex(gîte primaire) mais également son lieu de collecte (gîte primaire ou secondaire).L’étude exhaustive des silex de collections archéologiques du sud du Massif central à plusieurs moments-clés duPaléolithique supérieur (Gravettien récent et final : Le Blot et Le Rond-de-Saint-Arcons ; Badegoulien : Le Ronddu-Barry et La Roche-à-Tavernat ; et Magdalénien supérieur : Sainte-Anne II) a permis la mise en évidence d’unediversité insoupçonnée de matériaux représentatifs d’un vaste litho-espace (espace géographique comprenantl’ensemble des matériaux considérés). Nous proposons donc un modèle de représentation de l’origine et del’acquisition des matières premières retrouvées sur un site archéologique, non plus sous une forme sito-centrée(en étoile), mais sous la forme d’un réseau de lieux, plus en accord avec les données issues des observationsethnographiques et géographiques. La représentation des différents types de matériaux au sein des industrieslithiques, ainsi que leurs modes d’introduction sur le site, permettent de distinguer les choix opérés par leshommes et les contraintes naturelles subies, autorisant dès lors l’inscription sémantique du litho-espace dans unessai de reconstruction du paléo-espace social. / The petroarchaeology of flint tries to define the origin of flints found in archaeological sites. In view of the recentmethodological advances (definition of the facies always more precise, dynamic vision of the route of the flint inher environment - “evolutionary chain” concept -, precise mapping of the siliceous mineral domains) it isnowadays possible to distinguish not only the formation place of the flint (primary outcrop) but also its retrievalplace (primary or secondary outrcrop).The exhaustive study of archaeological flint collections from the South of the Massif Central of France at varioustimes of the Upper Palaeolithic (recent and final Gravettian: Le Blot and Le Rond-de-Saint-Arcons; Badegoulian:Le Rond-du-Barry and La Roche-à-Tavernat; and Upper Magdalenian: Sainte-Anne II) have permitted thehighlighting of an unexpected diversity of material representative of a huge litho-espace (geographical spaceincluding all the regarded materials). In this respect, we developed a new figuration model of the origin of the rawmaterial discovered in the archaeological site, either in a sito-centred form (like a star), but like a network ofplaces, more in agreement with the ethnographic and geographic data. The presence of different types of flint inthe lithic industries correlated to their introducing pattern on site, allow to distinguish the choices made by theancient men versus the natural constraints they undergone, authorizing consequently the semantic inscription ofthe litho-espace in an attempt of reconstruction of the palaeo-social-space.

Dans les massifs rocheux fissurés, il est très difficile de réaliser des ouvrages sans avoir fait, au préalable, une étude de sa fracturation et de son comportement mécanique et hydraulique. L'étude d'un massif rocheux fissuré doit comporter les étapes suivantes : - Relevé systématique des discontinuités du massif, - Étude statistique de ses discontinuités pour identifier les différentes familles qui découpent le massif, - Étude du comportement mécanique des discontinuités, - Étude générale de stabilité, - Étude hydraulique. Notre recherche est relative à l'étude générale de stabilité. Les méthodes classiques de calcul de stabilité, basées sur l'analyse des forces en situation d'équilibre limite et ne prenant pas en compte la déformabilité du massif et la répartition des contraintes existantes dans celui-ci, ne donnent pas entière satisfaction. La méthode que nous avons développée est une méthode dite par "éléments distincts". Elle permet de modéliser les massifs rocheux fissurés par un assemblage de blocs définis par le système de discontinuités et de calculer leurs interactions réciproques. L'interaction entre les blocs se transmet à travers leurs contacts (ou joints) suivant les lois de comportement mécanique de ces derniers. On peut exprimer les contraintes au niveau des joints en fonction de leurs rigidités et des déplacements des blocs. La minimisation de l'énergie potentielle totale de la structure étudiée permet de produire un système d'équations où sont exprimés les forces exercées sur le système et les déplacements des blocs par l'intermédiaire d'une matrice de rigidité. Il est souvent nécessaire de considérer des lois de comportement mécanique des joints non-linéaires, ce qui conduit à un système d'équations non-linéaires dont la résolution se fait d'une manière incrémentale itérative. Par cette méthode, on peut alors étudier les déformations causées par la réalisation d'une excavation dans le massif, rendre compte des ruptures locales qui peuvent évoluer suivant des mécanismes de ruptures progressives. Dans cette recherche, nous avons également modélisé les systèmes d'ancrages par boulons ou tirants actifs et par armatures passives scellées dans le massif. Le comportement mécanique des ancrages est considéré comme élasto-plastique avec écrouissage cinématique.

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Ce mémoire rassemble une série d'études conjointes paléomagnétiques et géochronologiques (40Ar/39Ar) sur des intrusions Précambriennes et Paléozoïques du Massif Armoricain ainsi que sur une intrusion Carbonifère Inférieur du sud Portugal. Ces études combinées ont montré qu'il était possible de dater des paléopôles de façon très précise par comparaison des températures de blocage magnétique et de fermeture isotopique. Elles ont néanmoins souligné l'extrême rigueur nécessaire à l'attribution d'un âge à une composante d'aimantation. En effet, la méconnaissance de certains paramètres, telle que la vitesse de refroidissement des corps intrusifs, peut être à l'origine d'une mauvaise estimation de l'âge d'acquisition des composantes d'aimantation. Par contre, une étude paléomagnétique et géochronologique effectuée dans le cadre de tests de contact a clairement montré que, contre toute attente, les système isotopiques et magnétiques d'un même échantillon pouvaient fonctionner dans le cas d'un métamorphisme de contact, de façon totalement disjointe. Sur un plan purement paléomagnétique, les résultats obtenus confirment l'hypothèse selon laquelle le sud du Royaume-Uni, la Tchécoslovaquie et le Massif Armoricain se sont comportés comme une masse continentale cohérente, appelée "plaque Armorica", durant la fin du Précambrien, dans une position proche de celle de Gondwana et ceci, semble-t-iJ, jusqu'à la fin du Silurien. D'autre part, la méthodologie et le champ d'application de la méthode de datation 40Ar/39Ar ont profondément évolué avec la mise au point, en partie dans le cadre de ce travail, d'une sonde laser, qui a permis d'aborder d'une façon nouvelle des problèmes liés à la présence d'excès d'argon, à du recul de l'argon ou à des hétérogénéités au sein de populations minérales.

L'objectif de ce travail est de modéliser le comportement hydro-mécanique de massifs rocheux fissurés. Ceci concerne précisément l'amélioration et l'extension d'un modèle par éléments discrets appelé BRIG3D. Ce modèle assimile un massif rocheux fissuré à un assemblage de blocs rigides qui interagissent au niveau de leurs interfaces. La déformation de ces interfaces est reliée aux déplacements relatifs des blocs. Sous l'effet des sollicitations du massif, chaque bloc, en interaction avec d'autres, se déplace vers une position d'équilibre. Les améliorations concernent la reformulation mécanique de BRIG3D. De nouvelles descriptions concernant le mouvement d'un corps rigide, la position des interfaces et le champ des contraintes sont introduites. Ce travail de recherche concerne également l'introduction d'un modèle par éléments frontières décrivant un écoulement laminaire, permanent et plan aux interfaces des blocs. Le couplage de ces deux modèles à permis d'analyser le comportement hydro-mécanique de massifs rocheux fissurés soumis à diverses sollicitations. Une étude particulière a été consacrée à l'analyse du comportement d'une fondation de barrage.

L'influence des effets de site sur la réponse sismique des barrages-voûtes a été étudiée récemment par différents auteurs. Dans les travaux effectués jusqu'à présent l'excitation sismique est utilisée de différentes façons, mais toujours en se limitant à quelques angles d'incidence d'ondes sismiques, définis à l'avance. Les réponses des barrages-voûtes dans ces conditions ne représentent que des cas particuliers sur lesquels sont basées les conclusions. La méthode des surfaces d'énergie présentée dans ce travail, représente une méthode générale (et en même temps économique) qui se sert du balayage tridimensionnel fin sur tous les angles d'incidence dans l'espace, pour différents types d'ondes sismiques et leurs différentes célérités de propagation. L'excitation sismique est représentée par les ondes P, SV, SH et ondes de Rayleigh. Leurs expressions ont été développées en séries limitées et remplacées par différentes combinaisons de fonctions de forme dont les coefficients sont les fonctions d'angles d'incidence et de direction. Cette méthode nous permet de définir les intervalles d'angles d'incidence les plus dangereux et ceux les moins dangereux pour un barrage ainsi que l'influence et l'importance des effets de site sur la réponse sismique des barrages-voûtes. Dans les conditions générales d'angles d'incidence, plusieurs paramètres ont été variés et analysés à l'aide de 12 différents modèles qui représentent des systèmes complexes du barrage-voûte avec son réservoir et la masse rocheuse qui les entoure. Ces paramètres sont : les angles d'incidence , la position du noeud dans le barrage, les célérités de propagation d'ondes du champ proche dans la roche, les célérités de propagation d'ondes du champ lointain, les effets de site, les types d'ondes, la compressibilité de l'eau, la présence de la retenue pleine, le changement de la taille et de la forme du réservoir, la direction de la vallée, des petites modifications de la forme de la frontière du modèle numérique, l'utilisation des éléments fluides pour modéliser le réservoir. La méthode d'énergie maximale traite le problème extrémal de l'énergie dans le barrage sur l'espace des fonctions de forme. L'excitation sismique est représentée par un signal plus complexe que celui obtenu par des ondes P, S V, SH et ondes de Rayleigh. Dans les analyses sismiques sur les effets maxima on détermine également des mouvements "éventuels" de la roche qui donnent l'énergie maximale dans le barrage. Les conclusions donnent un apport théorique basé sur les analyses paramétriques effectuées dans ces conditions générales d'angles d'incidence, ainsi qu'un apport pratique qui montre le moyen de détermination de la position du barrage la plus favorable par rapport aux intervalles d'angles prédominants de séismes (en remplissant en même temps les autres conditions nécessaires: statiques, géologiques etc.). Dans le domaine théorique cette thèse élargit et classifie nos connaissances sur les phénomènes des effets de site, en premier lieu l'influence sur le barrage (structure étendue) du massif rocheux, dont les propriétés mécaniques sont exprimées par la célérité de propagation d'ondes sismiques et de l'interaction barrage-fluide du lac de retenue. La méthode présentée dans ce travail ainsi que le logiciel entièrement créé pour le même travail peuvent être applicables, avec peu de modifications, sur d'autres structures étendues dont le comportement sismique est décrit dans le domaine linéaire de façon suffisamment correcte.

Le présent travail est consacré aux problèmes de l'altération de roches basiques et ultrabasiques sous des conditions climatiques différentes et à l'influence de ces processus sur la stabilité à long terme des talus de mines à ciel ouvert. Les roches font partie d'anciens profils d'altération et, mises à jour par l'exploitation, subissent des altérations météoriques modernes qui changent les paramètres pétrographiques et géotechniques les caractérisant, ceci au niveau de la matrice rocheuse et du massif rocheux. Deux objets ont été étudiés au cours de ce travail : la mine de chromite de Bemanevika (Madagascar) où les métabasites et méta-ultrabasites sont très intensivement altérées sous conditions climatiques tropicales et la mine d'amiante de Bagenovskoe (Oural Central, Russie), où des roches de même type sont exposées à l'altération sous conditions tempérées continentales. La prévision de la stabilité des talus à long terme, en tenant compte du développement de l'altération dans les massifs, y a été analysée. Nous avons également procédé à des simulations en laboratoire de l'altération et de l'évolution de l'altérabilité de diverses roches. Deux types de simulation ont été réalisés : l'altération physique par cycles de gel-dégel intensif et l'altération chimique par cycles de lessivage en eau chaude en extracteur Soxhlet. L'analyse et la comparaison des résultats en laboratoire et in situ permettent de quantifier les processus d'altération et, enfin, d'établir les schémas de développement à long terme d'instabilités dans différents massifs rocheux sous diverses conditions climatiques.

Afin d'étudier et de représenter l'évolution spatio-temporelle de la végétation du nord-ouest de la France depuis la fin de la dernière glaciation, un protocole mettant en œuvre des outils d'analyses cartographiques (SIG) et statistiques a été mis au point. Ce travail a entraîné la saisie d'environ 150000 données géoréférencées (archéobotaniques, géographiques, archéologiques, édaphiques, géologiques, météorologiques...) et des méthodes d'analyses ont été développées. Ainsi, pour chaque période chronologique on a cherché à obtenir : - des tendances de la répartition spatiale des données archéobotaniques (ex. krigeage des taux de pollen d'arbres), - des corrélations spatiales entre paramètres paléoenvironnementaux et activités humaines, (ex. distribution des taux de pollen d'arbres et répartition des sites archéologiques), - des analyses globales des données archéobotaniques, anthropiques et abiotiques grâce à l'utilisation d'analyses multivariées (utilisation du principe de la co-inertie). Pour mettre en perspective les résultats archéobotaniques, des reconstitutions paléo-paysagères de trois sites à vocations patrimoniales (culturelles et naturelles) ont été intégrées dans des projets d'aménagements paysagers.