Le but de cette thèse est l’étude des processus d’altération naturelle et artificielle pour comprendre les mécanismes géochimiques mis en œuvre et la variation des phases minérales dans les verres naturels altérés. Pour la première fois, cinq échantillons de verre volcanique de compositions différentes provenant de la Sicile orientale (Italie), ont été collectés afin d’être soumis à une altération expérimentale puis analysés. L’utilisation d’échantillons volcaniques vitreux a permis d’obtenir des poudres et des lames composées par du verre silicaté non altéré, aptes à une altération expérimentale en laboratoire et l’étude des processus géochimiques qui ont eu lieu. L’altération expérimentale s’est déroulée en eau pure à 90°C pendant une durée comprise entre 1 et 1000 jours. La caractérisation des échantillons a été effectuée grâce à la spectrométrie Raman, qui a montré sur les lames d’obsidienne les effets de la dévitrification et la présence d’une minéralisation secondaire composée par des carbonates et de l’anatase. De la phillipsite et de la chabazite ont été aussi détectées, il s’agit de deux variétés de zéolites souvent présentes dans les vacuoles des basaltes anciens. Les phases solides secondaires ont été analysées avec le MEB. L’analyse a montré la présence de nombreux minéraux secondaires ayant une composition compatible avec les smectites, déterminée grâce à la spectroscopie EDS. Les résultats obtenus permettent une vérification de la modélisation géochimique sur une longue période. Cependant, des analyses ultérieures seront nécessaires avant d’arriver à une compréhension complète du processus d’altération des matériaux vitreux. / The objective of this thesis is to study the effects of weathering and experimental alteration in order to understand the geochemical processes involved and the variation of mineral phases in altered natural glasses. For the first time, five samples of natural volcanic glasses having different composition were collected in eastern Sicily (Italy) in order to be artificially altered and analyzed. The study of naturally altered samples has allowed to observe the effects of weathering after a period of time corresponding to the age of the sample. Moreover, the use of samples of natural glass of volcanic origin has allowed to obtain some powder or thin plates of fresh silicate glass that have been subjected to artificial alteration in the laboratory, in order to model the geochemical processes that have occurred. Alteration experiments were conducted in pure water at 90°C; samples have been altered from 1 to 1000 days of experiment. The characterization of the samples was obtained by Raman spectroscopy, which showed the effects of the devitrification and the presence of some secondary minerals such as carbonates and anatase on the obsidian thin plates, but also phillipsite and chabazite, two varieties of zeolite usually found in the cavities of oldest basalts. Solid modifications were observed by SEM. The analysis showed the formation of several secondary minerals having a composition compatible with smectites, determined by EDS spectroscopy. All these results allow to test the geochemical modeling in the long term. Further analysis will be needed to reach a full understanding of the weathering of glassy materials.

Thèse en cotutelle : « Université Laval, Québec, Canada et Université de Bordeaux, Talence, France. » / La disponibilité du phosphore (P) du sol pour les plantes cultivées (phytodisponibilité) est au centre d'enjeux agronomiques (production agricole, raisonnement de la fertilisation) et environnementaux (eutrophisation, pénurie des réserves mondiales) importants. Le phosphore (P) total du sol est à 30-40% sous forme de composés organiques (POS) dans la couche labourée. La minéralisation du POS est peu connue, alors même que ce processus pourrait contribuer à la phytodisponibilité du P du sol et ainsi à la nutrition phosphatée des plantes cultivées. L'objectif de cette thèse est de chiffrer la minéralisation à long-terme du POS dans les conditions du champ et d'en identifier les facteurs de contrôle (e.g. spéciation du POS, propriétés du sol, conditions climatiques). Pour répondre à ces questions, quatre dispositifs expérimentaux de longue durée (LTFE) ont été utilisés, deux appartenant au réseau des LTFE de l'INRAE sur la fertilisation minérale et les deux autres à l'observatoire de recherche en environnement sur les produits résiduaires organiques (SOERE-PRO). Ils ont été sélectionnés pour couvrir une diversité de situations agropédoclimatiques. L'hypothèse sous-jacente associée est que la nature (superphosphate, composts urbains, boues de STEP, fumier de vache) et la dose (entre 0 et 112 kg P ha⁻¹ an⁻¹) des apports d'engrais, la gestion des résidus de culture, le type de sols, les conditions climatiques, la succession culturale, pourraient affecter la vitesse de minéralisation du POS (Vm-POS). De plus, les bases de données des séries chronologiques de mesures sur les cultures et les sols de ces essais sont complètes, et les échantillons de terre régulièrement échantillonnés ont été stockés. Cela a permis de déterminer les évolutions des teneurs en POS et en P inorganique du sol (PIS) pendant plusieurs décennies, ainsi que le cumul du budget phosphaté des parcelles (Bcum = Σ (P apporté - P exporté dans les récoltes)). Vm-POS a été calculée à l'aide du modèle bi-compartimental de Hénin and Dupuis (1945). Ce modèle décrit l'évolution annuelle du stock de POS en fonction de sa minéralisation et de l'incorporation de P au POS par la décomposition des résidus de culture et des PRO. Dans deux des quatre LTFE, la spéciation du POS et du PIS a été déterminée par résonance magnétique nucléaire du P dans des solutions NaOH-EDTA (RMN-P). Le stock initial de POS varie considérablement entre les essais de 368 à 1145 kg ha⁻¹. En moyenne des essais et traitements, 3.2 kg P ha⁻¹ an⁻¹ de résidus aériens et racinaires post-récolte ont été incorporés au stock de POS pour 10.9 kg P ha⁻¹ an⁻¹ libérés dans la solution du sol. Pour les PRO, l'apport de P varie considérablement de 24 à 112 kg P ha⁻¹ an⁻¹ (moyenne 32.4) selon le mode de raisonnement (soit 2 t C-PRO ha⁻¹ an⁻¹, soit 170 kg N-PRO ha⁻¹ tous les deux ans) et du rapport C/P et N/P. En moyenne, 5.5 kg P ha⁻¹ an⁻¹ ont été incorporés au POS et 26.9 kg P ha⁻¹ an⁻¹ libérés dans la solution de sol. Vm-POS est comprise entre 1.7 et 11.2 kg P ha⁻¹ an⁻¹ (5.1 en moyenne soit 0.8% du stock de POS) avec un temps de résidence compris entre 56 et 227 ans. Les résultats de RMN-P indique que le POS est majoritairement sous forme d'orthophosphate monoesters, les inositolhexakisphosphates (IHP) y étant prédominants. Les faibles valeurs de Vm-POS pourraient être expliquées par la présence des IHP, connus pour s'associer fortement avec la phase solide du sol, et par une concentration élevée d'ions phosphates en solution, qui pourrait inhiber la catalyse enzymatique des IHP. Malgré des valeurs de Bcum très différentes (de -724 à +1830 kg P ha⁻¹ pour l'un des essais), le stock de POS est invariant dans tous les LTFE, alors que, au contraire, le stock de PIS change strictement en fonction des valeurs de Bcum. En conclusion, ce travail de thèse indique que Vm-POS est faible, bien que variable entre les quatre LTFE. Elle varie proportionnellement au stock de POS mais les déterminants de ce stock et du cœfficient de minéralisation n'ont pu être clairement identifiés, probablement par manque de situations analysées. Ce flux contribue à alimenter marginalement le compartiment de P phytodisponible du sol, par rapport au processus de diffusion des ions phosphate à l'interface solide-solution. / Total phosphorus (P) in the plough layer of cropped soils is at 30-40% in the form of organic compounds (SOP). Little is known about SOP mineralization, even though this process may significantly contribute to the soil plant-available P and therefore to the P nutrition of cropped plants. The objective of this thesis is to quantify the long-term mineralization of SOP under field conditions and to identify its driving factors (SOP speciation, soil properties, climatic conditions). To answer these questions, four long-term field experiment (LTFE) were selected, two belonging to the INRAE LTFE network on mineral fertilization and the other two to the Observatory of Environmental Research on Organic Waste Products, i.e. OWP (SOERE-PRO). They were selected to cover a diversity of agropedoclimatic situations. The underlying hypothesis is that the nature (superphosphate, urban composts, urban sewage sludge, cattle manure) and the fertilization P dose (between 0 and 112 kg P ha⁻¹ yr⁻¹), crop residue management, soil classification, climatic conditions, and crop succession, affect the SOP mineralization rate. In addition, the time-series databases of crop and soil measurements from these trials are complete, and the soil were regularly sampled and stored. This allowed determining changes in soil SOP and inorganic P (SIP) levels over several decades, as well as the plot cumulative P budget (Bcum = Σ(P supplied - P exported in crops)). The SOP mineralization rate was calculated using the bi-compartmental model of Hénin and Dupuis (1945). This model describes the annual evolution of the SOP stock as a function of its mineralization and the incorporation of P into the SOP through the decomposition of crop residues and OWP. In two of the four LTFE, the speciation of SOP and SIP was determined by nuclear magnetic resonance of P in NaOH-EDTA solutions (P-NMR). The initial SOP stock varied considerably among the trials from 368 to 1145 kg ha⁻¹. On average across trials and treatments, 3.2 kg P ha⁻¹yr⁻¹ of post-harvest aerial and root residues were incorporated into the SOP stock for 10.9 kg P ha⁻¹yr⁻¹ released into the soil solution. For OWP, P input varied considerably from 24 to 112 kg P ha⁻¹yr⁻¹ (mean 32.4) depending on the reasoning (i.e. 2 t C-OWP ha⁻¹yr⁻¹ or 170 kg N-OWP ha⁻¹ every two years) and the C/P and N/P ratio. On average, 5.5 kg P ha⁻¹yr⁻¹ was incorporated into the SOP and 26.9 kg P ha⁻¹yr⁻¹ was released into the soil solution. The SOP mineralization rates ranged from 1.7 to 11.2 kg P ha⁻¹ yr⁻¹ (5.1 on average or 0.8% of the SOP stock) with a residence time ranging from 56 to 227 yrs. The P-NMR results indicate that the SOP is predominantly in the form of orthophosphate monoesters, in which inositolhexakisphosphates (IHP) are the main compounds. The low SOP mineralization values could be explained by the presence of IHP, which are known strongly interact with the soil solid phase, and by a high concentration of phosphate ions in soil solution, which could inhibit the enzymatic catalysis of IHP. Despite very different Bcum values (between -724 and +1830 kg P ha⁻¹ for one of the trials), the SOP stock is constant in all LTFE while, on the contrary, the SIP stock changes strictly according to Bcum values. In conclusion, this thesis indicates that SOP mineralization is low, although variable among the four LTFE. It varies proportionally to the SOP stock but the drivers of this stock and of the mineralization coefficient could not be clearly identified, probably due to the scarcity of analyzed situations. This mineralization flux contributes marginally to the soil plant-available P, compared to the diffusion mechanism of phosphate ions at the solid-to-solution interface.

Les gisements uranifères Protérozoïques du batholite du Kurupung (2041 ± 29 Ma) situés au Nord-Ouest du Guyana et du district de Kirovograd - Novoukrainsk (granite de Novoukrainsk daté à 2047 ± 19 Ma) situés en Ukraine sont des occurrences où la minéralisation (présente sous la forme d’uraninite, pechblende, oxyde de U-Ti) est associée à une métasomatose sodique. Elles semblent appartenir à un évènement métallogénique Paléoprotérozoïque majeur nouvellement caractérisé dans le cadre de ce travail, et auquel appartiendraient aussi des minéralisations similaires du Sud marocain et de Lagoa Real au Brésil. Le gisement d’Espinharas situé au Brésil, associé aussi à une métasomatose sodique, présente une minéralisation uranifère principalement visible sous la forme de cristaux de coffinite, d’oxyde d’uranium et d’uranothorite. Cette altération hydrothermale se développe selon différents stades : (i) une albitisation avec remplacement isomorphique de l’orthose et du plagioclase par de l’albite puis une dissolution complète du quartz de la roche ; (ii) une cristallisation d’albite automorphe dans les cavités laissées par le quartz suivie par (iii) une cristallisation de minéraux calciques (calcite, épidote, pyroxène), de minéraux d’uranium (uraninite et/ou pechblende et/ou brannérite et/ou oxyde de U-Ti selon les gisements), de zircons hydrothermaux, de chlorite, et parfois de quartz secondaire. Les études isotopiques (delta18Oalbite compris entre 2,2 et 2,9 ‰ pour les albitites d’Ukraine et delta18Oalbite et delta18Ocalcite compris entre 2,8 et 5,3 ‰ pour des albitites du Guyana) et microthermométriques (Th > 350°C) ont permis de montrer que le fluide hydrothermal responsable de cette altération hydrothermale et de la minéralisation est peu salé et d’origine superficielle. Le fluide hydrothermal est de plus sous-saturé en silice mais sursaturé en Na, U et Zr. / The Proterozoic uranium ore deposits of Kurupung batholith (2041 ± 29 Ma, North-West of Guyana) and of Kirovograd - Novoukrainsk (granite dated at 2047 ± 19 Ma, Ukraine) are two occurrences where the mineralization (occurring as uraninite, pitchblende, U-Ti oxide) is associated to sodium metasomatism. These occurrences and also the similar mineralizations of South Morocco and of Lagoa Real (Brazil) seem to belong to a major Paleoproterozoic metallogenic event characterized in this study. The uranium ore deposit of Espinharas (Brazil) is also associated to a sodium mineralization and presents a uranium mineralization mainly occurring as coffinite crystals, uranium oxide and uranothorite. This hydrothermal alteration has different stages: (i) albitization with an isomorphic replacement of orthoclase and plagioclase by albite, following by a complete dissolution of the quartz; (ii) crystallization of euhedral albite in cavities left by quartz leaching, following by (iii) the crystallization of calcic minerals (calcite, epidote, pyroxene), uranium minerals (uraninite and/or pitchblende and/or brannerite and/or U-Ti oxide according the ore deposits), hydrothermal zircons, chlorite, and sometimes secondary quartz. The isotopic study (delta18Oalbite between 2.2 and 2.9 ‰ for Ukraine albitites; delta18Oalbite and delta18Ocalcite are between 2.8 and 5.3 ‰ for Guyana albitites) and the microthermometric study (Th > 350°C) have permit to show that the hydrothermal fluid responsible of this hydrothermal alteration and the mineralization is a surface derived fluid with a less salinity. The hydrothermal fluid is silica under-saturated but over-saturated in Na, U and Zr.

Cette étude a porté sur la dégradation des colorants synthétiques par les méthodes d’oxydation chimique en utilisant le permanganate de potassium et d’oxydation avancée UV/H2O2. Les résultats obtenus montrent que la décoloration des colorants étudiés est très rapide par l’effet oxydant du permanganate de potassium dans les conditions opérationnelles optimales mais la minéralisation des colorants est incomplète. L’étude de procédé de minéralisation des colorants dans les réacteurs photochimique annulaires par UV/H2O2 montre que ce procédé est très efficace pour dégrader ces colorants. Dans ce procédé, le choix des conditions opératoires et la configuration des réacteurs sont importants. L’étude d’un procédé hybride d’oxydation chimique par KMnO4 et d’oxydation avancée UV/H2O2 a montré une efficacité accrue par rapport au procédé UV/H2O2 seul. L’estimation de la consommation d’énergie électrique pour le taux de minéralisation équivalent, présente une diminution considérable du coût de procédé. La méthodologie de surface de réponse (RSM) a été utilisée afin d’optimiser et modéliser les procédés. / This work is about the degradation of some synthetic dyes by the chemical oxidation method using KMnO4 and UV/H2O2 advanced oxidation process. Decolourisation of the dyes by potassium permanganate under optimal condition is very rapid but a complete dye mineralization is not obtained. The results show that despite of its high cost; UV/H2O2 is an effective method to achieve the dyes mineralization. So, an appropriate combination of these two methods could granite high amount of mineralization with a reasonable cost. The operational conditions and hydrodynamic behaviour of the reactors are very important to optimise the process. Efficiency study of the combined method KMnO4/UV/H2O2, as well as the economic calculations show, this process can be used to increase the rate of dyes degradation and reduce notably the cost of electrical energy consumed for the process. Response surface methodology (RSM) was used as a modelling and optimizing method.

Tighza (ou Jebel Aouam) est un important district minier hercynien exploité pour Pb-Ag-Zn mais également riche en or et tungstène. Les structures aurifères majeures sont des filons quartzeux en transpression sénestre N70 °E à N 110 °E qui montrent 1) un quartz hyalin Q1a à tungstène, cataclasé en quartz saccharoïde Q1b, 2) un quartz Q2 (rare) à sulfures (löllingite -arsénopyrite) et or, et 3) un stade à pyrrhotite -sphalérite (chalcopyrite). La zonalité périgranitique est très nette, les teneurs en or diminuant rapidement en s'éloignant du granite de la mine. Les skarns du granite du mispickel montrent 4 stades de développement à andradite dominante vésuvianite fluorée, hédenbergite, hydrogrossulaire fluoré, et actinote fluorée. Les sulfures marquent l'infiltration de fluides minéralisés aurifères, et non pas une évolution rétrograde du skarn. Les quartz hyalin et saccharoïde montrent des fluides aquo-carboniques calciques, à H2S et cuivre, de composition constante (X H20 : 81 mole%; X C02: 18 mole%; X NaCI : 1 mole % environ). La pression de piégeage est de l'ordre de 1,5 à 2 kbars avec une température moyenne de 300 à 350°C. Ces inclusions précoces subissent des explosions, traduisant une remontée du bloc de Tighza et amenant la recristallisation d'un quartz saccharoïde Q2, à inclusions multiphasées sursaturées. Les datations 40Ar/39Ar démontrent le synchronisme à 286 +/-1 Ma du granite de la mine, des skarnoïdes à tungstène et des filons à scheelite -molybdénite, et suggèrent l'antériorité du filon aurifère W1 nord (291,8 +/- 0,3 Ma) par rapport au granite de la mine. La morphologie des minéralisations aurifères semble fonction de la perméabilité et de la réactivité de l'encaissant: une fracture précoce ouverte réactivée donne les filons aurifères, tandis qu'un encaissant plus réactif donne les disséminations aurifères et les skarns. Les arguments de terrain et les compositions isotopiques du plomb excluent une parenté entre les minéralisations pIombo-argentifères et aurifères.

Bone morphogenetic proteins (BMPs) can induce osteoblast differentiation during bone formation and repair. BMP-2 is currently the most used BMP in delivery systems (DSs) for growth factors. Approved by the US Food and Drug Administration, BMP-2 and type I collagen are already used in orthopaedic clinical applications. Recently, studies demontrated that BMP-9 has a higher osteogenic potential than BMP-2. However, high purification costs of BMPs limit their use. So, alternatives such as peptides derived from BMPs are studied. We have developped a peptide derived from the knuckle epitope of human BMP-9 (pBMP-9) which inhibits the proliferation of murine preosteoblasts MC3T3-E1 and increases their differentiation when used at 400 ng/mL. This study first compares in vitro the effects of equimolar concentrations (1.92 nM) of BMP-2, BMP-9 or pBMP-9 on the differentiation of MC3T3-E1 in serum-free medium. Like BMP-2, BMP-9 and pBMP-9 both activate Smads signaling pathway within 1h. In contrary to BMP-2, the Smad phosphorylation induced by BMP-9 and pBMP-9 is not prevented by noggin, an extracellular antagonist of BMP-2. Moreover, BMP-9 and pBMP-9 increase dose dependently alkaline phosphatase activity, an early marker of osteoblast differentiation within 1 day. Quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR) analysis demonstrates that BMP-2, BMP-9 and pBMP-9 all activate the transcription of Runx2, Osterix, type I collagen a1 chain and Osteocalcin within 6 days. Osteocalcin is the only truly osteoblast-specific gene that encodes for a protein required for Ca[superscript 2+] deposition in the extracellular matrix and subsequent mineralization. The peptide pBMP-9 allows a slight deposition of calcium ions (Ca[superscript 2+]) in the extracellular matrix of cells within 18 days. To favor efficiency of these molecules, DSs for BMP-9 or pBMP-9 using type I collagen gel or chitosan matrix have been studied. Collagen and chitosan DSs release in vitro within 1h about 35% and 80% of the initial dose of BMP-9 respectively. A slower release of pBMP-9 is observed in both DSs. The release of BMP-9 and pBMP-9 from both DSs follows Korsmeyer-Peppas kinetics. Collagen DS containing 3.84 nM BMP-2, BMP-9 or pBMP-9 activates in vitro the expression of osteogenic genes in MC3T3-E1 cells within 6 days. 6.35 [micro]g BMP-9 or 100 [micro]g pBMP-9 incorporated into chitosan DS can induce in vivo bone formation in C57BL/6 mouse quadriceps muscles within 24 days. Furthermore, collagen DS is less efficient than chitosan DS. Since BMPs can also influence adipogenic cell lineages, the effects of 3.84 nM BMP-2, BMP-9 or pBMP-9 have been studied on human white preadipocytes (HWP). pBMP-9 dose dependently reduces the proliferation of HWP without affecting the number of apoptotic cells. Incubation for 1h with BMPs or pBMP-9 activates the Smad pathway. These molecules also enhance the levels of the mRNA of the adipogenic markers aP2 and adipoQ and increase the number of lipid vesicles within 7 days in adipogenic differentiation (AD) serum-free medium containing ciglitazone. Thus, pBMP-9 seems a promising replacement for costly BMP in tissue engineering applications since this molecule can favor osteogenic differentiation of preosteoblasts and adipogenic differentiation of preadipocytes in serum-free medium.

L’objectif principal de cette thèse est de décrire et interpréter la mise en place des différents types de minéralisations présents dans le district minier de Nefza (NO de la Tunisie), qui constitue une région complexe et particulière du point de vue géologique dans ce pays. En effet, outre la présence de diapirs triasiques (commune à tout le Nord de la Tunisie), le district minier de Nefza est caractérisé par : (1) la mise en place d’épaisses nappes au Néogène qui forment le substratum sédimentaire régional, et (2) la présence d’une grande variété de roches magmatiques tant plutoniques que volcaniques, d’âge miocène (12,9 à 6,4 Ma),: - la granodiorite de l’Oued Bélif, qui est liée à l’évolution d’un magma calco-alcalin contaminé par la croûte ; - les rhyodacites de Aïn Deflaia, de l’Oued Bélif et du Jebel Haddada, qui résultent du mélange entre ce magma calco-alcalin et un magma de fusion crustale ; - les basaltes de Mokta el Hadid marquant la transition vers un magmatisme alcalin. A proximité des roches magmatiques – et en relation avec ces dernières – on observe différents types de minéralisation, riches en Fe, en Fe-Cu-Au, et en Pb-Zn. Parmi ces minéralisations, ce travail a permis de reconnaître : - un gisement (de volume réduit) de type « Iron Oxide Copper Gold » (IOCG), qui minéralise la brèche de l’Oued Bélif, datée du Miocène supérieur. Le minerai ferrifère (hématite et goethite), riche en F, Cu, REE, U et Au, cimente des clastes de taille variable et de nature principalement triasique ; - deux gisements (de volume modeste) de Pb-Zn, de type « sedimentary exhalative » (Sedex) qui prennent place dans lentilles carbonatées des bassins d’âge miocène supérieur de Sidi Driss et de Douahria. Les minéralisations syndiagénétiques (messiniennes) à galène, sphalérite sphérulitique et pyrite, remplacent : (1) des calcites riches en Fe-Mn et (2) des sulfates (barytine et célestine) qui remplacent eux-mêmes de façon précoce les carbonates (avant la mise en place des sulfures) ; - un gisement économique d’oxydes de Fe de type latéritique (mine de Tamra, minerais datés du Mio-Pliocène), qui résulte vraisemblablement de plusieurs épisodes de reconcentration du fer, en conditions pédogénétiques. Ce minerai enregistre également des apports hydrothermaux qui mènent, entre autres, à la précipitation de minéralisations riches en Mn, Pb, Zn et Ba. Ces unités géologiques sont étroitement liées au contexte géodynamique particulier du Nord de la Tunisie au Néogène. Ce dernier passe d’un régime compressif au Serravallien-Tortonien, qui voit la mise en place des roches magmatiques felsiques, à un régime extensif qui, à partir du Messinien (fini-Tortonien ?), se marque par la mise en place de basaltes et une augmentation du gradient thermique régional. Ce régime extensif favorise/active la circulation de fluides hydrothermaux et leur enrichissement en métaux au contact des formations constitutives du substratum régional. Ces fluides, mélangés aux fluides superficiels (localement riches en soufre au Messinien), mèneraient au dépôt de la plupart des minéralisations observées.

Résumé Dans différents pays de l'Europe de l'Ouest, des carences en soufre sont de plus en plus couramment observées sur les grandes cultures. Actuellement, les références précises sur le soufre font défaut pour développer des outils de gestion du soufre dans les sols cultivés. Récemment, afin de mieux quantifier et de modéliser la dynamique de S, le rôle de la biomasse du sol et la relation avec la dynamique du Carbone, les recherches se sont développées. En première partie de ce travail une étude de laboratoire a été effectuée sur 22 sols différant par leur texture , leur teneur en matière organique et leur histoire culturale pour déterminer le taux de minéralisation du soufre, du carbone et de l'azote et établir la relation entre minéralisation de S et certaines propriétés du sol. Les résultats suggèrent que la minéralisation du soufre est principalement conduite par l'activité microbienne hétérotrophe. Une équation de prédiction est proposée à partir du C organique, du pH du sol, du taux d'argile et du sulfate initial. L'objectif de la deuxième partie de ce travail était de quantifier l'impact de la disponibilité du soufre minéral de sol sur la décomposition des résidus de récolte et l'organisation du soufre. Ceci a été étudié d'une part en faisant varier la quantité initiale de S-SO42- dans le sol en présence de paille de colza et d'autre part avec des quantités croissantes de paille de blé apportées dans le sol afin de faire varier la demande en S de la microflore. Les résultats n'ont pas permis de mettre en évidence une limitation de la décomposition par la disponibilité de S, suggérant des besoins en S très limités de la microflore du sol pour assurer la décomposition de résidus végétaux. Enfin les effets de la nature des résidus végétaux et de leur contenu en soufre sur la dynamique de S ont été étudiés en troisième partie de ce travail. Ces résidus sont représentatifs des systèmes de grande culture (blé, colza, moutarde), mais aussi de prairies (fétuque) et forêts (feuilles de hêtre). Une relation entre C/S des résidus et minéralisation nette de S a été obtenue. Il a été mis en évidence l'importance du contenu en sulfate soluble de certains résidus de plante sur la libération nette de sulfate dans les sols. Les perspectives ouvertes par ce travail ont été abordées sous l'angle de la modélisation. D'une part a été évaluée la possibilité d'adapter un module de décomposition (du modèle sol-plante STICS) pour prédire la minéralisation de S des résidus végétaux au cours de leur décomposition dans des conditions optimales. D'autre part les résultats ont été utilisés pour élaborer des termes de minéralisation d'un bilan du soufre minéral, appliqué à la gestion de la fertilisation soufrée.

L'exploitation des mines de Chessy - Sain-Bel remonte à la nuit des temps. Leur historique reste lié à l'évolution des concepts métallogéniques parallèlement aux progrès scientifiques, technologiques et industriels. L 'étroite association, symptômatique , des amas sulfurés de Sain-Bel à la pile de volcanites acides paléozoïques confère à ces anciennes mines un intérêt métallogénique tout nouveau. De telles relations lithostratigraphie/minéralisations sulfurées en environnements volcano-sédimentaires sont aujourd 'hui connues pour leurs ressources en métaux de base : Cu - Pb - Zn (Japon, Espagne (Huelva) , Québec, Australie, etc .. . ). La présente étude, présentant une monographie des minéralisations dans leur environnement proche et lointain, s 'intéresse aux problèmes de la séricitisation et de la potassification accompagnant l' implantation , des fluides hydrothermaux minéralisateurs initiaux ,au sein des volcanites acides quartzo-kératophyriques. Au delà de ces considérations physicochimiques, un modèle génétique exhalatif-sédimentaire est proposé pour les amas sulfurés de Sain-Bel . Ce modèle reste tributaire d ' une analyse géostructurale détaillée du secteur étudié .

La mine Marban est située dans le sud de la ceinture de roches vertes de l'Abitibi, dans le secteur minier de Val d'Or-Malartic. Les roches encaissantes de la mine sont une alternance d'unités mafiques et ultramafiques de la Formation de Jacola. La mine Marban a produit 1 983 112 tonnes à 5.27 g/t d'or (Au) pour un total de 330 027 onces entre 1961 et 1974. Le minerai aurifère de la mine Marban est encaissé par une unité mafique, principalement dans sa partie cisaillée et plissée. Le gisement est situé dans la zone de cisaillement Marbenite, orientée est-sud-est -ouest-nord-ouest. La géologie locale montre une alternance d'unités mafiques et ultramafiques cisaillées et plissées, recoupées par des dykes dioritiques et gabbroïques ainsi que par des intrusions granodioritiques dans la partie nord du secteur. De récents forages carottés ont permis d'établir la géométrie 3D des unités présentes. Les unités mafiques et ultramafiques forment quatre plis isoclinaux serrés dont le plan axial est généralement orienté est-sud est/ouest-nord ouest, et incliné vers le nord de 45° à 60°. Il semble donc que la minéralisation exploitée à la mine Marban soit logée dans les charnières des plis antiformes développés dans une unité de roches mafiques, à proximité du contact avec une unité de roches ultramafiques, ou le long du plan axial de ces plis. L'étude des figures de déformation des roches de Marban montrent que le secteur a subit des déformations cassantes et ductiles, provoquées par l'orogénie Kénoréenne. La forme des minéraux métalliques dont celle des grains d'or suggère que la minéralisation a subit au moins une partie de ces déformations. Il semble donc que le gisement de Marban soit précoce par rapport aux évènements associés à l'orogénie Kénoréenne. D'après ces éléments, l'âge de précipitation de l'or de Marban est pré-à syn-tectonique. Une étude métallogénique et minéralogique des carottes de sondage a permis de déterminer qu'une grande partie de la minéralisation aurifère récemment découverte dans les forages se concentre le long du contact entre les unités de roches mafiques et ultramafiques. On y a par exemple obtenu des teneurs de 6.08 g/t Au sur 6.5 m, et de 2,44 g/t Au sur 9 m sur les flancs du pli antiforme contenant le gisement de la mine Marban. D'autre part, des mesures de la susceptibilité magnétique des lithologies recoupées par les sondages font apparaître une diminution de la teneur en magnétite des roches ultramafiques à l'approche du contact avec les roches mafiques adjacentes. L'hypothèse de la mise en place de l'or est que des fluides enrichis en CO₂ et en complexes bisulfurés porteurs d'or sont associés à une altération des différentes lithologies de Marban, forçant ainsi des échanges métasomatiques. L'altération des roches ultramafiques (komatiites) en roches à talc-carbonate aurait provoqué la transformation de la magnétite en pyrite par interaction avec des fluides riches en CO₂ et en soufre réduit. Des cristaux de magnétite corrodés par de la pyrite ont notamment été observés. Dans ce type d'environnement, la cristallisation de la pyrite entraîne indirectement la précipitation de l'or transporté par les fluides. La minéralisation aurifère apparaît donc comme le produit d'une altération métasomatique entre des unités de composition contrastée, mafique-ultramafique. Cette altération se manifeste souvent sous forme d'auréoles aurifères enrichies en chlorite, carbonates, et pyrite le long des contacts entre les différentes lithologies. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Abitibi, Formation de Jacola, Mine Marban, Minéralisation aurifère, Roches basaltiques, Roches ultramafiques, Altération métasomatique, Complexes bisulfurés, Fluides, Pyrite, Magnétite, Chlorites.