Les parcs nationaux canadiens ont pour mandat le maintien de l'intégrité écologique des écosystèmes. Pour accomplir cette mission, les gestionnaires doivent pouvoir compter sur une connaissance approfondie des caractéristiques et de la dynamique des milieux physiques qui supportent la biodiversité. Au Parc national du Canada Kouchibouguac, divers auteurs ont cherché à décrire le milieu physique, notamment par le biais de la cartographie des formations meubles et de la géomorphologie. Or, ces travaux ont été produits avec des objectifs et des méthodes différents, à diverses échelles et sur divers supports. Le portrait qui se dégage de l'ensemble comporte des incertitudes et des contradictions quant à certains faits ou à leur interprétation. Le projet de cartographie géomorphologique numérique du Parc national du Canada Kouchibouguac vise donc à produire une synthèse des connaissances géomorphologiques relatives à ce territoire. La méthodologie mise en oeuvre dans le cadre de ce projet consistait à répertorier et à comparer les informations disponibles, à les compléter et à tenter de résoudre les contradictions, en vue de produire une carte géomorphologique complète du parc. Cette démarche s'appuyait principalement sur la photointerprétation, des vérifications sur le terrain, des analyses granulométriques de sédiments et, finalement, la cartographie numérique. Au terme du processus, la carte géomorphologique et la banque de données géospatiales remises aux gestionnaires du parc pourront être intégrées au système d'information géographique en place. La démarche n'a pas permis de répondre entièrement aux questions soulevées lors de la confrontation des travaux antérieurs. Toutefois, la banque de données géospatiales sous-jacente à la carte facilitera l'intégration des nouvelles connaissances géomorphologiques au fur et à mesure que celles-ci deviendront disponibles. Elle ouvre également la porte au suivi des environnements les plus dynamiques du parc, en particulier le littoral, à l'aide de la géomatique Enfin, la synthèse géomorphologique pourra être utilisée tant pour planifier les aménagements à l'intérieur du parc que pour enrichir les activités d'éducation et de sensibilisation destinées aux visiteurs.

L'étude détaillée de la cuvette du Lac de Paladru , des hautes vallées de la Fure et de l'Ainan est entreprise sous l'angle géophysique, géomorphologique et hydrogéologique.

Ces travaux de thèse visent à développer de nouveaux catalyseurs associant les activités prometteuses des nanoparticules de Rh(0) et l'effet de confinement des supports mésoporeux pour des applications en hydrogénation asymétrique dans l'eau. Des particules ont été préparées par réaction de RhCl3 avec NaBH4, directement, au sein de supports mésostructurés silicique (SBA-15) ou aluminosiliciques (Al-SBA-15) avec assistance de sels d'ammonium quaternaires. Une première série de matériaux a été obtenue en testant 13 molécules d'agents stabilisant " libres " variant par leur longueur de chaîne, tête polaire ou contre-ion. Dans ce cas, les structures incluant 12 à 16 atomes de carbone ont conduit aux meilleures dispersions métalliques. De fortes interactions électrostatiques, avec Al-SBA-15, ont été mises en évidence pour C16H33N(CH3)2(CH2CH2OH)+ Cl-. Dans un second temps, des sels d'ammonium équivalents ont été greffés de façon covalente (via leur chaîne carbonée) sur SBA-15 ou Al-SBA-15 en procédant par attaque nucléophile de groupements chloropropyle (co-condensation) par la N,N-diméthyléthanolamine. Les conditions de mise en oeuvre de la réaction de substitution ont du être optimisées afin de minimiser les réactions parasites entre l'amine et les groupements silanols libres. Les nanoparticules de Rh(0) des deux séries catalysent l'hydrogénation du diphénylméthane à température ambiante et sous 1 bar de H2. L'utilisation de sels d'ammonium dotés de centres asymétriques a également été étudiée aboutissant à des matériaux aptes à catalyser l'hydrogénation du pyruvate d'éthyle et du m-méthylanisole dans l'eau sous 40 bar de H2 avec dégagement de légers excès énantiomériques.

Nous avons réalisé une réaction domino qui a conduit à une diversité moléculaire importante avec de bons rendements et une large gamme de groupes fonctionnels. De plus, un contrôle total de la stéréochimie est exercé sur les centres introduits, ce qui a permis en particulier, la synthèse stéréocontrôlée de deux centres quaternaires adjacents.<br />Une amélioration a pu être apportée afin de diminuer la toxicité de la réaction, en remplaçant la moitié du tétra-acétate de plomb par du diacétate de iodo-benzène moins toxique.<br />Cette réaction permet ainsi l'élaboration de cyclohexanes hautement fonctionnalisés comportant jusqu'à cinq centres définis.<br />La famille des iridals (comportant plus de 30 représentants) s'est alors révélée une cible de choix pour l'utilisation de notre réaction domino en synthèse totale. Les iridals sont des triterpènes qui possèdent des propriétés biologiques importantes, principalement contre le cancer (un brevet a été déposé par une équipe de Montpellier). Les iridals ont tous en commun un noyau cyclohexane comportant quatre centres asymétriques adjacents, dont deux quaternaires, ce qui en fait des cibles synthétiques intéressantes.<br />Nous avons choisi l'iridal, molécule mère de la famille, comme première cible et nous proposons une approche de sa synthèse. La construction de la chaîne homofarnésyle est particulièrement traitée.

Depuis toujours, l'homme a cherché à dater les grands événements de l'histoire de la Terre. Les premières estimations de l'âge de la planète et de la date de l'apparition de l'homme sont données dans des livres sacrés, dont certains datent de plusieurs millénaires. Cependant, les valeurs données dans ces ouvrages minimisent généralement la durée des temps géologiques ; ainsi, la chronologie établie au milieu du XVIIème siècle par l'évêque Ussher à partir de la Bible situe la création de la Terre 4 004 ans avant la naissance du Christ. Cette datation, que l'on sait être aujourd'hui très en dessous de la réalité, a prévalu en Europe jusqu'au XVIIIème siècle environ et des scientifiques tels que Cuvier s'y tenaient. Par la suite, avec les premiers travaux de stratigraphie et de géologie historique, commencèrent à apparaître les rudiments d'une échelle chronostratigraphique globale, basée en grande partie sur l'étude des assemblages de fossiles marins. A la fin du XIXème siècle, après la découverte des premiers restes d'hominidés fossiles, quatre grandes ères géologiques furent distinguées. Parmi celles-ci, l'ère Quaternaire était caractérisée par une faune identique à la faune actuelle et par la présence de l'homme. L'élaboration d'une échelle chronostratigraphique de l'ère Quaternaire a posé et pose un certain nombre de problèmes. En raison de sa courte durée, il est en effet difficile de baser la stratigraphie sur l'évolution des faunes marines, comme c'est le cas pour les autres périodes géologiques, et les chercheurs ont donc tenté successivement pour contourner ce problème d'employer les assemblages paléontologiques continentaux, l'évolution de l'industrie lithique ou des événements géologiques ou climatiques, comme par exemple les témoignages des glaciations. Ce n'est qu'après la seconde guerre mondiale que les progrès de la physique et de la chimie ont fourni les moyens de poser les bases d'une échelle chronologique "absolue" du Quaternaire, avec en particulier le développement des études paléomagnétiques et l'utilisation des techniques de datation basées sur la radioactivité naturelle. Aujourd'hui, le préhistorien, le géographe et le géologue du Quaternaire dispose ainsi d'un certain nombre de méthodes radiométriques ou chimiques, qui sont chacune caractérisées par un domaine d'utilisation précis et qui ne sont applicables qu'à un certain nombre de supports spécifiques.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'acquisition récente de 3000 km de données de sismique sparker haute résolution et morphobathymétriques EM 1000 dans le domaine côtier sud armoricain apporte des éléments qui éclairent l'histoire cénozoïque du Sud Bretagne et notre compréhension de la genèse des vallées et estuaires quaternaires. L'étude est basée sur la cartographie des éléments morphologiques, stratigraphiques et structuraux de la prolongation en mer des principaux fleuves de l'Odet, du Blavet, d'Etel et de la Vilaine. Elle a permis la reconnaissance de cinq paléo-réseaux hydrographiques. L'étude de l'évolution des profils longitudinaux et transversaux de ces réseaux, des surfaces d'abrasion marines qui les recoupent, de l'architecture interne de leur remplissage, et leur comparaison avec les réseaux contemporains préservés le long de la marge atlantique ont permis de discuter l'impact de la lithologie, de la tectonique et du climat sur la dynamique des paléo-réseaux hydrographiques.

La vallée de la Komadougou Yobé constitue un site privilégié de recharge de l'aquifère quaternaire du bassin du lac Tchad. Depuis les années 1980, le développement des cultures de rente (p. ex. poivron) a conduit à un doublement des surfaces irriguées (1995-2005) dans sa partie aval. Afin de quantifier la recharge supplémentaire induite, une modélisation des flux hydriques verticaux dans la zone non-saturée (0-8 m) a été engagée. La première étape, objet de ce travail de thèse, consiste à décrire l'organisation spatiale et les propriétés hydrodynamiques des corps sédimentaires constitutifs de l'alluvium.Des forages à travers les formations superficielles mettent en évidence des alternances sable-sable argileux dans la totalité de la zone non-saturée, conséquence des migrations du lit mineur de la Komadougou Yobé. Le calcul de la corrélation entre les forages indique une forte analogie avec les hétérogénéités identifiées en surface à partir de données de télédétection (Landsat 7 binarisée). Ces données sont donc utilisées pour l'apprentissage de statistiques multipoints représentatives des hétérogénéités et un modèle géologique 3D de l'alluvium est généré via l'algorithme snesim.Des suivis neutroniques de l'humidité le long de plusieurs profils caractéristiques des différentes unités sédimentaires associées à ce modèle sont réalisés pour des conditions de flux contrôlées en surface. A partir de simulations numériques 1D, des jeux de paramètres hydrodynamiques permettant de reproduire les humidités mesurées sont déterminés par une approche de type Monte-Carlo. Des densités de probabilité intégrant l'incertitude sur les mesures sont obtenues pour les paramètres de Mualem - van Genuchten décrivant les courbes de rétention et de conductivité hydraulique des sédiments.Une procédure 1D-distribuée est utilisée pour simuler les écoulements non-saturés verticaux au sein de plusieurs réalisations du modèle géologique et pour différents jeux de paramètres hydrodynamiques probables. La recharge diffuse calculée se montre particulièrement sensible au paramètre de pression d'entrée d'air attribué aux dépôts superficiels, siège des principales interactions sol-plante-atmosphère, ainsi qu'aux contrastes verticaux de conductivité hydraulique. / The downstream part of the Komadugu Yobe River is an important recharge area for the Lake Chad Quaternary aquifer. Since the 1980s, cash crop development (e.g. sweet pepper) has led to the doubling (1995-2005) of irrigated surfaces in the vicinity of the river. A modeling approach of vertical water fluxes through the vadose zone (0-8 m) was designed to quantify the related increase in groundwater recharge. The first step, which is the main topic of this PhD thesis, consisted in describing both spatial arrangement and hydrodynamic properties of the sedimentary bodies that make up the alluvium.Boreholes in surficial deposits highlighted sandy to clayey alternations within the whole unsaturated zone; this was interpreted as the result of frequent migrations of the River channel. Spatial correlation between bore logs showed strong similarities with heterogeneities depicted on ground by means of remote sensing data (binarized Landsat 7 image). This data were therefore used to train multiple-point statistics representative of heterogeneities, and a 3D geological model was generated through the snesim algorithm.For each representative sedimentary unit, soil moisture under controlled hydraulic surface conditions was monitored by vertical neutron probe soundings. Using 1D numerical simulations, different data sets of hydrodynamic properties that reproduced moisture measurements were determined by a Monte-Carlo approach. Probability density functions including measurement uncertainties were deduced for the Mualem - van Genuchten parameters which describe both retention and hydraulic conductivity curves.A 1D-distributed procedure was applied for modeling vertical flows in the unsaturated zone within several geological model realizations with different probable sets of hydrodynamics parameters. The simulated diffuse recharge was shown to be particularly sensitive to two main parameters: air-entry pressure linked to superficial deposits, where soil-plant-atmosphere interactions do occur, and vertical hydraulic conductivity contrasts within the alluvium.

Les zéolithes sont largement utilisées en catalyse. Un enjeu majeur est d'obtenir des cristaux nanométriques qui offrent des perspectives prometteuses dans la conception de catalyseurs acides plus actifs et plus sélectifs, notamment pour les procédés de conversion des coupes lourdes pétrolières. L'obtention de ces nano-cristaux peut résulter de l'utilisation d'inhibiteurs de croissance. Cette thèse s'est attachée à identifier deux familles de composés organiques limitant la croissance des cristaux. Pour la première, l'inhibition est envisagée par adsorption de composés organiques (polycations, acides aminés...) sur la surface des cristaux en formation. Cette étude a été réalisée en suivant une méthodologie d'expérimentation à haut-débit et a conduit à des cristaux de zéolithe Y (FAU) de 300 nm par l'ajout de L-lysine. La seconde famille est dérivée de l’approche de l’équipe de Ryoo et consiste en l’utilisation de composés bifonctionnels comportant une fonction structurante et une fonction inhibitrice de croissance. Cette étude a démarré par la synthèse de zéolithe MFI. La modélisation moléculaire a permis d'identifier un mono-ammonium alkylé favorisant la formation de nanofeuillets de zéolithe ZSM-5 d'épaisseur voisine de 2 nm. L'étude cinétique a révélé par ailleurs que cette zéolithe est synthétisée à partir d’un polysilicate lamellaire formé in situ. Cette stratégie d'identification, couplée à une méthodologie d'expérimentation à haut débit, a alors été appliquée à la synthèse des zéolithes EMC-1 (FAU) et EMC-2 (EMT), et a conduit à l'élaboration de nouveaux agents structurants et composés bi-fonctionnels. / Zeolites are widely used in catalysis. One of today’s major challenges is to obtain nanometer-sized crystals, offering promising prospects for the design of more active and more selective acid catalysts, in particular for heavy oil conversion processes. Zeolite nanocrystals can be obtained by using growth inhibitors. This thesis focused on the identification of two families of organic compounds limiting the crystals growth. For the first one, the growth inhibition is favored by the adsorption of organic compounds (polycations, amino acids…) on the surface of growing crystals. This study was conducted using a high-throughput experiment methodology and led to zeolite Y (FAU) crystals of 300 nm by the addition of L-lysine. The second family is derived from Ryoo’s team approach and consists of the use of bifunctional compounds including one structure-directing function and one growth-inhibiting function. This study started with the synthesis of MFI zeolite. The molecular modelling allowed identifying an alkyl mono-ammonium directing the formation of 2 nm-thick nanosheets of zeolite ZSM-5. The kinetic study revealed that this zeolite is synthesized from a lamellar polysilicate formed in situ. This identification strategy, coupled to a high-troughput experiment methodology, was applied to the synthesis of zeolites EMC-1 (FAU) and EMC-2 (EMT) and conducted to the elaboration of new structure-directing agents and their bifunctional counterparts.

L’obtention de nouvelles structures zéolithiques a été permise grâce à la diversification des conditions de synthèse, comme l’utilisation d’ions fluorures, la substitution partielle du silicium par du germanium ou l’ajout d’un agent structurant organique. Les travaux développés au cours de cette thèse se concentrent sur la synthèse de nouveaux solides microporeux zéolithiques possédants de larges à extra-larges pores (>10 unités TO4) à l’aide de nouvelles molécules organiques structurantes. Le travail de thèse se divise donc en deux étapes avec, dans un premier temps, la synthèse de molécules organiques originales (dérivées de la pyrrolidine) qui sont ensuite engagées en synthèse hydrothermale. Huit nouveaux structurants non commerciaux ont été élaborés qui ont permis d'obtenir divers matériaux déjà connus, parmi lesquels les zéolithes octadécasil (AST), ITQ-7 (ISV), ITQ-17 (BEC) et ITQ-21. L'utilisation des cations N,N-diméthylperhydro-dicyclopenta[b,d]pyrrolium et N,N-diméthyldicyclopentylammon-ium, ont permis la découverte de deux nouveaux silicogermanates dont l’un de topologie connue nommé clovérite (-CLO) et l’autre nommé Mu-43 présentant une topologie de charpente inédite. Chacun de ces deux matériaux possède un système tridimensionnel de canaux avec des ouvertures à 12 atomes T (Mu-43) ou à 20 atomes T (clovérite). / Several synthetic strategies have emerged such as the use of fluoride, the introduction of germanium and the development of new organic structure directing agents (SDAs) to obtain zeolites, which have led to significant structural diversity. Previous works at the laboratory enable us to develop a new range of non-commercial SDAs that have been designed to produce novel extra-large pores zeolites (>10 TO4 units). Elaborated organic structure directing agents (pyrrolidine derivatives) were first synthesized by a concise route and then engaged in hydrothermal synthesis. Eight non-commercial and original SDAs were produced which led to the synthesis of several known zeolites such as octadecasil (AST), ITQ-7 (ISV), ITQ-17 (BEC) and ITQ-21. The use of the cations N,N-dimethylperhydro-dicyclopenta[b,d]pyrrolium and N,N-dimethyldicyclopentyl-ammonium, allowed us to discover two new silicogermanates named cloverite of known topology -CLO and the novel one Mu 43. Each of these two materials possesses a three-dimensional channel system with 12-membered ring pores (Mu-43) or 20-membered ring pores (cloverite).