Le chanci est une altération récurrente des peintures de chevalet à l’huile, induite par l’humidité. Elle affecte les vernis et les couches picturales. Selon le degré d’altération, la couche picturale peut être partiellement ou totalement masquée par un voile blanchâtre. L’analyse d’environ 50 micro-prélèvements altérés et non altérés par microscopie électronique à effet de champ a révélé une structure poreuse dans les vernis et les couches picturales altérées, avec une taille de pores comprises entre 50 nm et 4 µm. Pour les chancis de couches picturales, des investigations complémentaires par nanotomographie X à contraste de phase ont démontré que les pores étaient localisés dans le liant. L’apparence visuelle des couches altérées est due à la diffusion de la lumière par les pores, ce qui a été corroboré par des simulations numériques. Un modèle physico-chimique a été proposé pour expliquer la formation des pores. Il repose sur le fait que les vernis et les liants lipidiques peuvent être assimilés à des ionomères dans lesquels les acides carboxyliques et les carboxylates métalliques ségrègent pour former des clusters ioniques. En présence d’humidité, les clusters s’hydratent entraînant la formation de régions aqueuses. Lors de la phase de déshydratation, les pores initialement remplis d’eau se vident mais subsistent. L’apparition des chancis de vernis et de couches picturales est donc directement liée à la quantité d’acides et à leur capacité à former des clusters.Les traitements de restauration seront efficaces et durables, si et seulement s’ils résorbent ou comblent durablement les pores, dans le but de réduire la diffusion de la lumière. Pour les chancis de couches picturales, les traitements actuels sont peu satisfaisants. Un nouveau traitement innovant a été développé et testé sur des échantillons modèles et des peintures anciennes chancies. Les résultats sont très prometteurs en termes de stabilité, d’efficacité, de durabilité et de réversibilité. Cette recherche aura incontestablement un impact majeur, puisqu’elle pourrait répondre à un véritable besoin pour la restauration et la conservation des peintures de chevalet chancies. / Blanching of easel oil paintings is a recurrent alteration, induced by humidity. It affects varnish and paint layers. Depending on the degree of alteration, the paint composition can be partially or totally hidden by a whitish haze. The analysis of circa 50 altered and unaltered paint micro-samples by field-emission gun scanning electron microscopy revealed a highly porous structure in both varnish and paint altered layers, with pores ranging in size from 50 nm to 4 µm. Regarding the blanching of paint layer, in-depth investigation performed by X-ray phase contrast nanotomography highlighted that pores are located in the binder. The visual appearance of altered layers is due to the light scattering by the pores, which was corroborated by computational modeling.A physico-chemical model was proposed to explain the pores formation. It is based on the fact that the varnish and the lipidic binder can be assimilated to ionomers, where carboxylic acids and metal carboxylates segregate to form ionic clusters. In a humid environment, the clusters get hydrated inducing the formation of aqueous regions. During the dehydration, the water is drained out from them, but the pores remains. The blanching emergence is thus directly linked to the quantity of acids and their ability to form clusters. Conservation treatments will be efficient and sustainable only if they resorb or durably fill the pores, in order to reduce the light scattering. For the blanching of paint layers, current treatments are not very effective over time. A new innovative treatment has been developed and tested on mock-ups and ancient altered paintings. The results are very promising in terms of stability, efficiency, durability and reversibility. This research will undoubtedly have a major impact, fullfilling a real requirement for the conservation of blanched easel oil paintings.

Les hauts de falaises littorales peuvent être considérés comme des systèmes socio-écologiques dans lesquels cohabitent des habitats rares (landes littorales et végétations de hauts de falaises) et de multiples usages récréatifs (tourisme, pêche, randonnée). Ces usages ont entraîné, depuis plus d’une cinquantaine d’années, des dégradations importantes sur les habitats de certains hauts de falaises. En réponse à ces dégradations, de nombreuses opérations de restauration ont été menées depuis près de 30 ans. L’objectif de cette thèse est de réaliser un bilan de ces opérations afin de développer les connaissances de ces systèmes pour optimiser les opérations de restauration futures. Pour cela, l’étude se base principalement sur 23 entretiens semi-directifs et deux ateliers menés avec des acteurs de la restauration, 465 suivis de végétation répartie sur 18 sites le long du littoral breton et un échantillonnage d’arthropodes réalisé sur trois sites d’études. À partir de ces données, des études sociologiques, méthodologiques, des successions végétales et des communautés végétales et d’arthropodes ont été menées afin de proposer un certain nombre de préconisations pour des opérations futures. Ce travail fait ressortir le besoin d’une meilleure réflexion sur les objectifs de restauration lors de la planification, en particulier concernant les objectifs sociaux. L’étude des dynamiques de restauration a quant à elle montré que la restauration passive, bien que lente, est efficace sur le long terme lorsque l’habitat n’est pas trop dégradé. En revanche, en milieu fortement dégradé, l’usage de méthodes actives semble nécessaire afin d’enclencher la restauration. Des études complémentaires sont nécessaires pour adapter les méthodes de restauration aux différents contextes des sites à restaurer. / Maritime clifftops might be considered as social-ecological systems where rare habitats (maritime heathland and clifftop vegetation) and multiples recreational uses (tourism, fishing, hiking) are coexisting. For more than fifty years, these uses are leading to important maritime clifftop habitat degradations. In reaction to these degradations, many restoration projects have been conducted for nearly 30 years. The thesis purpose is to carry out an assessment of restoration projects in order to improve future restoration projects by increasing knowledge about those social-ecological systems. This study is mostly based on 23 semi-structured interviews and 2 workshops conducted with restoration stakeholders, 465 vegetation monitoring plots set on 18 restored sites along Brittany’s coast and arthropods sampling conducted on three different sites.From these data, sociological, methodological, plant succession, arthropods and plant communities’ studies have been performed in order to put forward recommendations for future restoration projects planning and to highlight scientific needs. The need for a better consideration of restoration goals, in particular social goals, has been pointed out. Succession study has shown that, when habitat degradation is not too heavy, passive restoration is slow, but efficient on the long term. In highly degraded habitat thought, active restoration seems required to start restoration process. Complementary studies are still needed to adapt restoration method choice to different degradation and site contexts.

Suite a l'explosion demegraphique des annees 60, le Liban a connu un developpement massif de carrieres calcaires exploitees pour le gravier et les pierres de taille. Ce travail s'inscrit, avec une perspective appliquee dans le domaine scientifique de l'ecologie de la restauration. Il vise a caracteriser et comprendre les dynamiques vegetales spontanees qui s'operent sur ces ecosystemes neoformes en comparaison a des ecosystemes de reference. Les resultats des analyses phyto ecologiques montrent que l'organisation des communautes vegetales colonisant les carrieres est regie a la fois par des facteurs regionnaux (pluviometrie/etage de vegetation) et locaux (site d'echantillonnage, situation, substrat et pente). Sur chacun des biotopes caracterises, falaises, remblais et plateforme, les dynamiques de succession s'observent au niveau des groupements specifiques mais egalement au niveau des traits de vie (type biologique, mode de dissemination, strategies adaptatives). Elles permettent de mettre en evidence differentes categories d'especes (majeures et rares) (generalistes et indicatrices) qui serviront de base en ecologie de la restauration. Sur les remblais, la succession caraterisee est un modele de tolerance initial suivi de processus de facilitation le long de la chrono sequence. Sur les falaises, le taux de remplacement des especes laisse suggerer un turn over rapide du aux conditions stressantes et sur les plateformes les dynamiques sont celles de modele de facilitation sur des pas de temps tres longs. En terme de strategie de restoration, sur les falaises, qui abritent des especes endemiques ou rares, la restauration doit etre orientee et moderre. La remise en etat de plateforme est couteuse et releve du domaine de l ingenieurie avec des interventions sur le substrat (decompactage ou apport de sol). Enfin sur les remblais, la strategie consiste a court circuiter les phases dominees par des annuelles et assurer un couvert vegetal permanent par des herbacees perennes et des chamephytes. Des especes telles que Salvia triloba, Ptilostemon chamaepeuce, Putoria calabrica, Stachys distans, Phagnalon rupestre, ou Hypparhenia hirta semblent particulierement adaptees a de telles fins.

L'objectif de ma thèse consiste en l'étude de l'influence de l'orientation cristalline sur les microstructures de déformation et l'adoucissement (restauration, germination de la recristallisation) d'alliages Al-Mn.Les évolutions microstructurales de monocristaux d'orientation Laiton, Goss et S déformés en compression plane (0,15<ε<2,1) ont tout d'abord été caractérisées par la technique EBSD couplée à un MEB-FEG. Aux petites déformations, les microbandes s'alignent principalement sur les plans de cission maximale (indépendamment de l'orientation cristalline) ; alors qu'à des déformations plus importantes, elles s'alignent majoritairement sur les systèmes de glissement activés. Une structure lamellaire apparaît aux grandes déformations.Ensuite, les mécanismes de la restauration (à 240-320°C) dans ces mêmes monocristaux déformés (ε=2,1) ont été caractérisés par microdureté Vickers, par EBSD et par analyses des profils des pics de diffraction RX. La cinétique de restauration des monocristaux Laiton est systématiquement plus lente que celle des monocristaux Goss et S. L'influence de l'orientation serait alors attribuée aux faibles désorientations développées au cours de la déformation plastique pour les monocristaux Laiton (moyenne autour de 4°) comparativement à celles des monocristaux Goss et S (autour de 7-8°).Enfin, nous avons étudié l'adoucissement dans un polycristal déformé par une corrélation directe de la microstructure avant et après recuit. Deux principaux types de fragments Cube ont été mis en évidence dans l'état déformé. Seuls les fragments Cube " intergranulaires " permettent le développement rapide de grains Cube recristallisés.

Restauration Echographique Multi-vues appliquée à l'Imagerie 3D du Sein et du Cœur Nous présentons dans cette thèse de nouvelles techniques pour l'amélioration de la qualité d'images ultrasonores tridimensionnelles. L'échographie est l'une des technologies les plus utilisées en imagerie médicale, car elle est non-invasive, temps réel et relativement peu coûteuse. Cependant, elle a des inconvénients, comme la présence de speckle, une faible résolution spatiale et la dépendance de l'angle d'acquisition. La technique de combinaison spatiale (en anglais spatial compounding), qui consiste à combiner des images selon différents points de vue, a démontré qu'elle permettait de réduire le niveau de speckle. Nous proposons d'étendre cette technique afin améliorer également la résolution spatiale et la dépendance de l'angle d'acquisition. Nous proposons deux nouvelles approches : (i) une déconvolution multi-vues, consistant à résoudre le problème inverse où l'on suppose que chaque acquisition est une version dégradée du tissu original, et on recherche l'image la plus vraisemblable, et (ii) une fusion multi-vues, où l'on construit un volume à partir des caractéristiques présentes dans chaque acquisition. Nous appliquons ces méthodes sur l'imagerie 3D du sein et du cœur. L'obtention des volumes 3D du sein reste un défi, entre autres parce que la résolution est limitée dans le plan d'élévation. Les méthodes proposées permettent de résoudre ces problèmes. De nouvelles sondes en temps-réel et 3D pour l'imagerie du cœur ont été récemment introduites sur le marché. La combinaison par nos méthodes des acquisitions à travers différentes fenêtres acoustiques permet d'augmenter le champ de vue, le contraste des parois et le rapport signal sur bruit.

L'objet de la thèse est l'étude, la modélisation et le traitement des distorsions non linéaires sonores, pour lesquelles les techniques actuelles s'avèrent impuissantes. L'approche retenue consiste à représenter, globalement, à la fois le signal audio à restaurer et le processus de distorsion, dans le cadre d'un modèle statistique. Cette approche présente un bon compromis entre une souhaitable généricité -possibilité de traiter à l'aide d'une méthode globale plusieurs types de distorsions- et l'utilisation de connaissances spécifiques, notamment concernant les sources de distorsions. La première étape de la thèse consiste en une analyse des mécanismes de la distorsion basée sur une série de mesures où plusieurs séquences audio sont enregistrées en entrée et en sortie d'appareils audiofréquences standards (amplificateurs de puissance, convertisseurs numérique-analogique, enregistreurs sur bandes magnétiques). Les éléments d'analyse retenus conduisent à la présentation des hypothèses principales du traitement. La méthode est basée sur un modèle de transmission non-linéaire choisi parmi ceux étudiés dans la littérature (modèles en cascades de Hammerstein simple), ainsi qu'un modèle des signaux à restaurer (modélisation autorégressive et modèle gaussien à écart-type variable). La seconde étape définit d'une part, la méthode d'identification ``autodidacte'' (à partir de la donnée seule du signal distordu) du modèle de distorsion et d'autre part, la technique de reconstruction de l'extrait sonore associée aux modèles de distorsion et de signal.

Différentes applications de l'élasticité linéaire en géologie structurale sont présentées dans cette thèse à travers le développement de trois types de codes numériques. Le premier utilise la modélisation directe pour étudier les déplacements et champs de contraintes autour de zones faillées complexes. On montre que l'ajout de contraintes inégalitaires, telles que la friction de Coulomb, permet d'expliquer l'angle d'initiation des dominos dans les relais extensifs. L'ajout de matériaux hétérogènes et d'optimisations, telles la parallélisation sur processeurs multi-coeurs ainsi que la réduction de complexité des modèles, permettent l'étude de modèles beaucoup plus complexes. Le second type de code numérique utilise la modélisation inverse, aussi appelée estimation de paramètres. L'inversion linéaire de déplacements sur les failles ainsi que la détermination de paléo-contraintes utilisant une approche géomécanique sont développées. Le dernier type de code numérique concerne la restauration de structures complexes plissées et faillées. Il est notamment montré qu'une telle méthode permet de vérifier l'équilibre de coupes géologiques, ainsi que de retrouver la chronologie des failles. Finalement, nous montrons que ce même code permet de lisser des horizons 3D faillés, plissés et bruités en utilisant la géomécanique.

La province du Katanga est connue pour ses affleurements naturels de roches riches en cuivre et en cobalt. Plus d’une centaine de « collines de cuivre », isolées géographiquement et écologiquement possèdent une flore très originale qui comprend plus de 600 espèces dont 32 endémiques. Les métallophytes du Katanga sont des plantes fascinantes aux points de vue écologique, biogéographique, physiologique et évolutif. Elles restent très peu étudiées et leur conservation est très problématique compte tenu de l’extension des activités minières. L’objectif général de la thèse est de contribuer à une meilleure connaissance des métallophytes du Katanga, dans une perspective explicite de conservation de leur biodiversité. Dans ce contexte, la thèse représente une des toutes premières approches de la biologie et l’écologie des populations de deux métallophytes apparentées. L’objectif est de préciser la distribution et la niche des deux taxons, et la variation de leur capacité d’accumuler et de tolérer les métaux lourds. Les résultats sont utilisés pour discuter la valeur conservatoire des cuprophytes du Katanga, leur vulnérabilité et envisager des stratégies de conservation. Nous avons montré que les sols des affleurements de roche cuprocobaltifère se distinguer édaphiquement d’autres types de sols métallifères dans le monde. La révision phytogéographique et taxonomique a permis de valider 32 taxons endémiques et de mettre en évidence 23 couples de cuprophytes étroitement apparentés. La proportion élevée de couples de cuprophytes apparentés nous laisse suggérer que des événements de spéciation auraient existés au sein même des habitats cuprifères. Un isolement écologique pourrait s’exercer au niveau des zones les plus riches en cuivre. Ces couples d’espèces cuprophytes constitueraient un outil de recherche idéal pour l’étude de la spéciation. Les propriétés hyperaccumulatrices de certaines espèces ont été exagérées, sans doute par suite de problèmes méthodologiques. L’accumulation du Cu ne se produit que dans des conditions édaphiques particulières, très difficiles à obtenir en culture. Cependant, nous avons montré que C. tenuis et C. perennis étaient hautement tolérantes au cuivre. Chez ces deux espèces, le cuivre provoquait une augmentation des performances de certaines populations métallicoles en milieux stérile. Ces populations posséderaient des besoins élevés en cuivre. Dans ce cas, la cuprophilie apparente de l’espèce in natura pourrait être expliquée par un coût de la tolérance au cuivre. Cette cuprophilie semble être un phénomène rare chez les espèces tolérantes au cuivre et confère ainsi à C. perennis et C. tenuis une valeur biologique remarquable. Actuellement, parmi les 32 taxons endémiques stricts des habitats cuprifères du Katanga, 6% sont éteints (EX), 73% sont en danger critique d’extinction (CR), 9% sont en danger d’extinction (EN) et 3% sont vulnérables (VU). De plus, 18 taxons présentant une affinité particulièrement élevée pour les sols cuprifères, sans y être totalement confinés (fréquence sur Cu > 75%) sont réellement menacés d’extinction (22 % EN et 78% VU). Néanmoins, 18 % de ces endémiques menacées sont capables de coloniser les habitats métallifères anthropogènes. Comme C. perennis, certaines endémiques se développaient uniquement sur des sols perturbés par l’activité minière. C. tenuis possède aussi son optimum écologique sur les sols anthropogènes cuprifères. Cela indique que certaines espèces de la flore du cuivre du Katanga considérées en danger critique d’extinction sont en fait moins menacées parce qu’elles sont en mesure de se développer sur les habitats anthropogènes métallifères. L’exploitation minière est toujours destructive mais les habitats anthropogènes récents semblent avoir une valeur de conservation pour certains métallophytes rares. Une partie des déchets de l’exploitation minière et les sols contaminés pourraient être gérés de manière à fournir des habitats artificiels pour la colonisation ou la conservation ex situ de ces espèces. Dans la discussion, nous examinons les stratégies de conservation de ces espèces.

RESUME L’objectif de cette thèse est d’identifier les mécanismes qui concourent à la reconstitution de la végétation initiale et d’établir un ensemble d’indicateurs permettant la caractérisation des différentes séries écologiques de la dynamique post-culturale. Les processus de reconstitution de la végétation sont abordés, en mode synchrone, sur base de relevés phytosociologiques effectués dans des parties des réserves naturelles qui ont connu jadis des défrichements illicites et actuellement mises en défens pour des soucis de la restauration. Dans un premier temps, cette étude revient sur l’intérêt méthodologique de la courbe aire-espèces dans l’approche expérimentale de la surface optimale représentative d’un échantillon floristiquement homogène. Il apparaît que la diversité floristique des jachères est fonction du stade de la succession. L’aire minimale sur laquelle s’effectuent les relevés phytosociologiques varie selon l’âge de la jachère Dans un second temps, cette étude fournit des indicateurs permettant la caractérisation du processus de la reconstitution de la végétation initiale. L’individualisation des groupements montre que les jeunes jachères renferment des groupements culturaux et post-culturaux. La dominance des adventices de cultures, généralement annuelles ou bisannuelles, est confirmée. Les jachères des stades intermédiaires sont dominées par des groupements graminéens presque mono-spécifiques et les jachères des stades avancés par des groupements des forêts secondaires parfois savanicoles susceptibles de reconstituer les forêts denses. L’évolution des traits biologiques le long du gradient successionnel montre que les stades jeunes sont caractérisés par des thérophytes à diaspores sclérochores souvent anémochores contrairement aux stades âgés dominés par des phanérophytes à diaspores sarcochores essentiellement zoochores. De plus, la proportion d’espèces à large distribution diminue avec l’âge de la jachère contrairement aux espèces à distribution régionale. Enfin, l’intégration des indicateurs pertinents dans une seule variable permet la définition d’indices successionnels et de tester leur efficacité. Parmi trois indices définis, l’efficacité de deux indices (Indice successionnel de forme de vie et Indice successionnel de dispersion) s’est révélée significative. L’application de ces deux indices successionnels pertinents dans le suivi-évaluation des projets de restauration écologique permettrait donc de formuler des conclusions satisfaisantes. Leur utilisation dans les suivi de la dynamique post-culturale de nos stations a montré qu’ils permettent (i) de détecter le sens de la succession (régressive ou progressive), (ii) d’orienter le choix du type d’intervention (active ou passive) le mieux approprié, (iii) de fixer le seuil d’irréversibilité d’un écosystème et (iv) d’opérer des comparaisons entre écosystèmes et régions. La restauration écologique des stations de Ruvubu et Kigwena exigent un système de gestion durable et de conservation capable d’assurer la cicatrisation et la reconstitution de la végétation initiale. Les stations de Ruvubu et Rusizi nécessiteraient l’intervention active favorisant le développement d’espèces natives disparues et l’élimination ou le contrôle d’espèces exotiques invasives. Mots clés : écologie de la restauration, succession écologique, indicateurs, indices, traits biologiques, stratégies adaptatives, Burundi.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la restauration d'image tridimensionnelle de microscopie de fluorescence. Deux difficultés majeures dans ce système d'imagerie sont traitées. La première est le flou variable en profondeur qui est dû aux aberrations induites par la variation des indices de réfraction dans le système optique et le spécimen imagé. La deuxième est le bruit qui est principalement dû au processus de comptage de photons. L'objectif de cette thèse est de réduire ces distorsions afin de fournir aux biologistes une image de meilleure qualité possible. Dans la première partie de cette thèse, nous étudions les modèles d'approximation du flou variable en profondeur et nous choisissons un modèle adéquat au problème d'inversion. Dans ce modèle, la réponse impulsionnelle (RI) variable en profondeur est approchée par une combinaison convexe d'un ensemble de RIs invariables spatialement. Nous développons pour ce modèle deux méthodes rapides de restauration non-aveugle par minimisation d'un critère régularisé, chacune d'elles est adaptée au type de bruit présent dans les images de microscopie confocale ou à champ large. Dans la deuxième partie, nous abordons le problème de restauration aveugle et proposons deux méthodes dans lesquelles le flou variable en profondeur et l'image sont conjointement estimés. Dans la première méthode, la RI est estimée en chaque voxel du volume considéré afin de laisser une grande liberté sur la forme de la RI, tandis que dans la deuxième méthode, la forme de la RI est contrainte par une fonction gaussienne afin de réduire le nombre de variables inconnues et l'espace des solutions possibles. Dans ces deux méthodes d'estimation aveugle, l'effet des aberrations optiques n'est pas efficacement estimé en raison du manque d'information. Nous améliorons ces méthodes d'estimation en alternant des contraintes dans les domaines fréquentiel et spatial. Des résultats sont montrés en simulation et sur des données réelles.