A la fois témoins et acteurs de contamination, les sédiments constituent un élément essentiel des écosystèmes aquatiques qu'il convient de surveiller, évaluer et protéger. Les méthodes actuelles d'évaluation de leurs risques écotoxiques restent peu transférables aux écosystèmes, et ne rendent pas compte de la présence de multiples facteurs de stress abiotiques et biotiques. Les sédiments stockés par les seuils et barrages offrent l'opportunité de développer des méthodes originales de diagnose des réponses biologiques in situ. Six retenues au fil de l'eau dont les sédiments présentent un gradient de contamination métallique et organique ont été étudiées. Les effets de la contamination ont été explorés à différentes échelles spatiales et biologiques via des approches structurelles et fonctionnelles. Dans les retenues, en réponse à l'augmentation de la perturbation chimique, nos résultats montrent une sélection de cortèges faunistiques associée à une réduction de la diversité taxonomique et fonctionnelle. Des réponses sublétales des macroinvertébrés ont été identifiées, notamment sur les niches spatiales, les régimes alimentaires ou la compétition interspécifique. La contamination des sédiments impacte aussi le potentiel métabolique bactérien et la richesse et la biomasse fongique. L'ensemble de ces altérations biocénotiques se traduisent au niveau écosystémique par la rupture du processus de décomposition des litières et la modification des flux benthiques à l'interface eau-sédiment. Les écosystèmes en aval sont également perturbés via la remise en suspension des sédiments contaminés, l?altération de la qualité de l'eau et les effets en cascades des réponses structurelles et fonctionnelles des communautés des retenues. L'ensemble de nos résultats soulignent les enjeux de préservation de la qualité des sédiments et la nécessité de développer des méthodologies intégratives de la vulnérabilité à chaque niveau d'organisation biologique pour mieux appréhender l'état et les trajectoires écologiques des écosystèmes aquatiques / Sediment evaluation and monitoring is an essential part of ecosystem monitoring since sediments represent an important component of aquatic habitats and are also a potential source of contamination. Current methodologies of their ecotoxic risk assessment do not encompass ecosystemic responses and do not take into account multiple abiotic and biotic stressors. Run-of-river reservoirs entrap a large amount of sediments and constitute an opportunity to develop original risk assessment methodologies that integrate biological responses in situ and their potential effects for river ecosystem functioning. Six run-of-river reservoirs were selected to study the effects of sediment contamination at several spatial and biological scales, thanks to structural and functional approaches. Our results evidenced a selection in faunistic assemblages in response to contamination, associated with low taxonomic and functional diversity. Our results also evidenced sublethal responses, with niches shifts of invertebrate population and modification of biotic interactions. Sediment contamination has also impacted metabolic functional diversity of bacterial communities and fungal richness and biomass. These biocenotic alterations have resulted in disturbances in ecosystemic processes such as leaf breakdown and benthic flux at the water-sediment interface. Ecosystems downstream dams were also impacted, through resuspension of contaminated sediments, alteration of water quality and cascading effects related to structural and functional responses of reservoirs communities. Our findings evidenced challenges of the sediment quality preservation and the need to develop risk assessment methodologies based on the vulnerability at each biological scale in order to understand and elucidate ecological status and trajectories of aquatic ecosystems

Cette thèse a pour objectif de caractériser les processus dominants dans l'évolution morphologique d'une retenue de forme allongée. Ces retenues sont caractérisées par une dimension longitudinale prédominante par rapport à la dimension transversale. La thèse s'est appuyée sur le cas de la retenue de Génissiat, située au cœur d'une série d'aménagements hydro-électriques sur le Haut-Rhône et soumise à des opérations régulières de chasses hydrauliques. Une analyse hydro-morphologique basée sur l'interprétation des évolutions morphologiques et des conditions d'écoulement a été réalisée. A partir de cette analyse, un découpage de la retenue en tronçons a permis de mettre en évidence la dynamique spatiale des sédiments au sein de la retenue. Une analyse de la dynamique spatio-temporelle du transport des sédiments a permis de quantifier et de caractériser les flux de transportés et leurs incertitudes. La contribution des processus associés au transport des différentes classes granulométriques (sables et sédiments fins) a alors été évaluée. Enfin, deux modèles numériques unidimensionnels ont été développés afin de simuler les processus dominants pour le transport des sédiments fins et des sédiments grossiers. Les résultats de modélisation ont montré la capacité des modèles à reproduire les évolutions morphologiques et les flux transportés, avec des valeurs simulées comprises dans les plages d'incertitude de mesure. La partie amont de la retenue apparait ainsi nettement dominée par le transport de sable alors que la partie aval est dominée par le transport de fines. Finalement, les modèles ont été appliqués pour tester différents protocoles de gestion de la retenue dans le but d'établir des règles d'exploitation permettant de limiter le comblement de la retenue et les impacts environnementaux à l'échelle d'évènements de chasse et sur le long terme / This PhD thesis aimed to characterize the main processes responsible for the morphological evolution of an elongated reservoir, characterized by predominant longitudinal dimensions. It was based on the case study of the Genissiat reservoir, located in a series of hydropower plants on the French Upper Rhone River and regularly subjected to flushing operations. A fluvial geomorphological analysis based on morphological evolutions and hydraulic conditions was performed. A longitudinal delineation of the reservoir allowed to highlight the spatial dynamics of the reservoir. Sediment fluxes in the reservoir and their uncertainties were quantified and qualified and evidenced the contribution of transport processes associated to sand and fine sediments. Two one-dimensional numerical models were developed to simulate the main processes for fine sediment and coarse sediment transport, respectively. Numerical results showed that these models were able to reproduce morphological evolutions and sediment fluxes, with differences between simulated and measured values lower than the measurement uncertainties. It appeared that the upstream part of the reservoir is dominated by sand transport while the downstream part of the reservoir is dominant by silt and clay sediment transport. Finally, the models were used to simulate predictive scenarios and to evaluate the impact of the operating rules on sediment dynamics. Some enhancements to current operating rules were proposed to limit reservoir sedimentation and downstream ecological impacts related to flushing events and long-term management

L'objectif de ce Doctorat était de mettre en adéquation les ressources en eau et les besoins en eau en moyenne montagne cristalline à travers l'exemple du Pays du Gier, du Parc Naturel Régional du Pilat et S.I.C.A.L.A. " Antenne de Tence ". Ce travail fut réalisé dans un espace de moyenne montagne. Il correspond aussi bien au milieu géographique au sens strict qu'à un espace vécu par une société. D'un point de vue quantitatif, la ressource en eau peut amplement satisfaire les besoins. La ressource en eau n'est pas épuisée. La pluviométrie liée à un climat semimontagnard à montagnard est suffisante et les modes de consommation de l'eau sont assez raisonnables. Toutefois, compte tenu des caractéristiques pédologiques et géologiques et du milieu, cette ressource en eau a dû être retenue pour pouvoir alimenter la population en eau potable. Cette idée de " réserver " la ressource a germé dans l'esprit des gestionnaires il y a plus de trois cents ans. Construire des retenues artificielles fut donc une décision fondamentale. Si la balance besoins / ressources n'inspire pas le catastrophisme, il y a eu certaines périodes dans notre Histoire récente où elle fut déséquilibrée. Depuis 1975, au moins cinq épisodes majeurs de sécheresse se sont produits. La prise en compte du phénomène de sécheresse par les autorités nous a conduit à réfléchir sur la question du risque. Si les situations météorologiques propices à l'occurrence de tels épisodes sont connues, qui est aujourd'hui capable de prédire l'extension et l'intensité de tels phénomènes ? La réponse socio-politique face à la sécheresse est de plus en plus pointue et proche du territoire. Elle se traite à l'échelle du bassin versant, notion désormais omniprésente. D'un point de vue qualitatif, l'estimation de l'état de la ressource nécessiterait une analyse plus approfondie pour déterminer les causes de pollution. La société urbaine a longtemps considéré que les cours d'eau n'étaient que le réceptacle de ses déchets. Il a bien fallu prendre conscience, parfois de manière forcée, que l'Europe était en marche et exigeait une certaine qualité de vie dans le milieu. Tous les problèmes ne sont pas résolus même si de nombreux efforts ont été effectués. La contamination des sols par l'agriculture relativement intensive et par l'exploitation ancestrale des mines est un sujet d'actualité. Le contact des éléments contaminés avec l'eau reste encore un champ à exploiter.

Les retenues collinaires sont des aménagements hydrauliques largement rencontrés en Afrique du Nord, et plus généralement dans les zones arides et semi-arides de la planète. Ils visent à la fois la conservation en eau dans les bassins versants amont et la rétention des matériaux issus de l'érosion afin d'éviter l'envasement des grands barrages en aval. L'implantation et la gestion de l'eau mobilisée par les retenues collinaires doit s'appuyer sur une connaissance de leur fonctionnement hydrologique. Or ce fonctionnement est encore peu connu, en particulier les processus et l'intensité des flux des échanges retenue-souterrain, constituent une question très ouverte. L'objectif de ce travail est de quantifier et d'analyser le fonctionnement des échanges retenue-souterrain sur un bassin versant agricole. L'étude a été menée sur la retenue collinaire du bassin versant expérimental de Kamech, appartenant à l'ORE OMERE. Dans la première partie de ce travail, une approche de bilan hydrologique a été développée et a permis de montrer que les échanges retenue-souterrain sont dominés par l'infiltration, qui représente environ 79 % des pertes à la retenue collinaire et dépasse largement les pertes par évaporation qui ne représente que 21 %.En revanche, l'analyse croisée des dynamiques hydrologiques dans la retenue et dans la nappe au voisinage de la retenue a mis en évidence des échanges qui se produisent dans les deux sens : des échanges dominés par un flux d'infiltration avec la nappe au pied du barrage, par contre, les échanges avec la nappe latérale des versants se produisent dans les deux sens mais restent très fugaces. Les résultats préliminaires de l'approche de modélisation développé dans ce travail a permis de souligner la complexité des échanges retenue-souterrain et montre que la relation entre la hauteur d'eau dans la retenue et le flux d'infiltration n'est pas univoque et présente des comportements différents entre la phase de montée et la phase de descente du niveau d'eau dans la retenue. / Hill reservoirs are hydraulic infrastructures widely used in North Africa, generally in arid and semi arid zones of the planet. These infrastructures are used for both water conservation in the catchment scale and to reduce siltation of downstream dams. The implementation and the management of water resources mobilized in this infrastructure must be based on knowledge of their hydrological functioning. However, the hydrological functioning of this system is not very known, especially the water flux exchange processes and intensity between the reservoir and the subsurface is still an open question.The main purpose of this study is to quantify and analyse the hydrological functioning of the reservoir-subsurface exchange processes for an agricultural catchment. This study was conducted on the hill reservoir of the experimental observation site of Kamech belonging to the OMERE observatory. In the first part of this study, we develop a water balance approach to estimate reservoir-subsurface exchange flux. The results of this approach shows that reservoir-subsurface exchange flux is dominated by infiltration that represent about 79% of the water outflow, and largely exceeds the water loss by evaporation that represents only 21 % of the total water outflow. However, the cross-analysis of the hydrological dynamics of the hill reservoir and the aquifer in the vicinity of the reservoir revealed that infiltration can occur in both directions: reservoir-subsurface exchange dominated by infiltration with the aquifer located in the foot of the dam, however the water exchange with the lateral aquifer of the hill reservoir can occur in both directions but remain very fleeting. The preliminary results of the modeling approach developed in this work has highlighted the complexity of reservoir-subsurface exchange flux. In fact, the relationship between water level in the hill reservoir and the infiltration flux is not unique and can present different behavior between the rise and decrease phase of the water level in the hill reservoir.

Les organismes de placement collectif (OPC) permettent aux investisseurs d'avoir accès à une gestion professionnelle, à la diversification, aux économies d'échelle, à un réinvestissement efficient des revenus et à la liquidité. Les formes juridiques et les systèmes fiscaux des OPC peuvent varier considérablement d'une juridiction à une autre. L'objet de cette thèse est de voir si les investisseurs dans un OPC sont dans la même situation dans laquelle ils se seraient trouvés s'ils avaient investi directement. Contrairement à un contexte national, les investisseurs de portefeuille transfrontaliers ne sont pas placés dans la même situation dans laquelle ils se seraient trouvés si le revenu de placement était réalisé directement. En effet, l'investissement transfrontalier en valeurs mobilières est entravé par des obstacles fiscaux résultant des retenues à la source et des lacunes actuelles de l'allégement conventionnel, en particulier en ce qui concerne les OPC. Afin d'assurer une plus grande sécurité fiscale aux OPC et à leurs investisseurs, diverses solutions possibles à ces difficultés ont alors été abordées. Il a été souligné qu'il faudrait améliorer les conventions de double imposition et les systèmes d'allègement conventionnel en octroyant les avantages soit au niveau de l'OPC soit au niveau de leurs investisseurs. Des perspectives sont également offertes par les règles de non-discrimination en vertu du droit de l'UE à travers notamment les initiatives de la Commission européenne et la jurisprudence de la CJUE. Ces perspectives permettent de suggérer que les États devraient rechercher un accord multilatéral pour abolir les retenues à la source sur les dividendes dans l'État de la source du revenu lorsqu'il est payé à des OPC établis dans d'autres États. Idéalement, tout accord visant à abolir les retenues à la source devrait être combiné à un système d'échange automatique d'informations. Il a été souligné que les inefficacités fiscales favorisent l'innovation financière tels que les produits dérivés et autres instruments financiers qui sont largement utilisés par les gestionnaires d'actifs comme une alternative pour éviter la retenue à la source sur les dividendes. / Collective investment vehicles (CIVs) permit investors to obtain access to professional management, diversification, economies of scale, efficient reinvestment of income and liquidity. The legal forms and tax structures of CIVs may vary considerably from one jurisdiction to another. The purpose of this thesis is to see if CIV investors are in the same position in which they would have been if they had invested directly.Unlike in a domestic context, cross-border portfolio investors are not placed in the same position as if investment income was realised directly. Indeed, cross-border investment in securities is hampered by tax obstacles resulting from withholding taxes and the current deficiencies of treaty relief, especially in relation to collective investment vehicles. In order to provide more certainty to CIVs and underlying investors, various possible remedies to those difficulties have been then addressed. It was highlighted that we should improve double taxation treaties and treaty relief systems by granting benefits either on OPC level either on the level of underlying investors. Perspectives are also offered by non-discrimination rules under EU law, especially through the EU Commission's initiatives and the ECJ cases law. Based on these prospects, it is submitted that the states should seek a multilateral agreement to abolish withholding taxes on dividends in the source state of income, when paid to CIVs established in another states. Optimally, any agreement to abolish withholding taxes should be combined with an automatic exchange of information system. We pointed out that tax inefficiencies promote financial innovation such as derivatives and other financial instruments which are widely used by asset managers as alternatives to avoid dividend withholding tax.