The Sahelian Niger farming systems spatial expansion over the last century is about to reach its end. Meanwhile, rural societies organizations & managements of economic activities have evolved. This research objective is to develop an integrative approach to evaluate the impact of social factors on farming system transitions. The study focuses on three contrasted sites of Sahelian Niger. Regional, village & individual level interviewing tools are used to define differentiated individual behavior rules to be translated into an Agent-based model simulating the populations & their related "terroirs" along two or three generations. The model is based on reactive individual agents acting empirically, i.e. without optimisation processes. The model is realistic concerning the individual behaviors & realistically simulates their impacts on village populations & natural resources. Simulation results show that once dominant unitary families have shifted towards non-cooperative ones around the 70's. Simulations with no transition processes of inheritance system & family organization show that villages specialize themselves: more a "terroir" is well endowed, more its population involves itself in local activities. Introducing such processes, differentiation occurs within the population level, subdividing it into specializing groups according to their village anteriority & manpower & land availability. Introducing development proposals (inorganic fertilizer availability & yield-based inventory credit) reinforce this social differentiation: only well-endowed sites & among them, only favored groups have the saving capacity to get involved. The securizing inventory credit proposal has more success than the intensification-oriented inorganic fertilizer use. Combining different individual-level tools in a multidisciplinary approach is efficient in underlining the impact of micro level constraints on long-term population evolutions in such constrained environments. Such approach may be used in development diagnosis to identify the constraint hierarchy affecting differentially the population. Simulating population behaviors keep open epistemological debates that have strong implications for rural populations.

Les industries de production de boissons génèrent quotidiennement des volumes importants d’eaux usées. Du fait des résidus de production et des produits de lavage et de désinfection, ces rejets industriels, en plus d’être chargés en matière organique, contiennent des polluants minéraux comme le sodium. L’osmose inverse (OI), l’électrodyalyse (ED) et la nanofiltration (NF) sont des procédés performants pour l’élimination des polluants minéraux dissouts et le bioréacteur réacteur à membrane (BàM) pour la dégradation de la pollution organique. 4 pilotes de BàM, 2 de NF et 1 d’ED ont été utilisées pour étudier le traitement d’effluents d’industrie de production de bières et de boissons gazeuses par des technologies membranaires dans le contexte climatique sahélien. L’évolution de la biomasse dans le réacteur biologique et les performances épuratoires des systèmes ont été suivies. L’influence des conditions opératoires sur le fonctionnement des installations a également été évaluée. Les résultats obtenus montrent que les caractéristiques des eaux usées industrielles étudiées connaissent des variations importantes avec des teneurs moyennes de demande chimique en oxygène (DCO) de 5 gO2/L, de sodium de 0,5 mg/L et de pH de 11. L’évolution des microorganismes dans le réacteur biologique est influencée par les conditions opératoires notamment le pH, la température, la charge organique de l’alimentation, le temps de séjour des boues et les performances mécaniques du système. L’élimination de la pollution organique a été influencée par l’acclimatation de la biomasse et par la charge massique dans le réacteur. Des rendements d’élimination de la DCO compris entre 93 et 96 % ont été obtenus aussi bien en conditions aérobie qu’anaérobie. Le sodium a été très peu retenu par le traitement au BàM avec des rendements d’élimination faibles. Le rendement moyen de production de biogaz avec le BàM anaérobie est estimé à 0,21±0,03 L biogaz/gDCO éliminé pour un débit moyen de 89±40 L/j. L’application de la NF au perméat du BàM a conduit à des effluents de meilleure qualité avec une élimination aussi bien de la matière organique dissoute que des ions. L’ED a conduit à une meilleure élimination de la salinité à la suite du BàM mais moins de la matière organique dissoute. Les concentrations de sodium dans les produits finaux de traitement avec la NF et l’ED sont inférieures à 150 mg/L autorisant ainsi une possible réutilisation des eaux traitées pour l’irrigation et un déversement sans risque dans l’environnement. Tenant compte des différentes activités, le cout d’exploitation de la station de prétraitement actuelle de la Brakina est évaluée à 140 FCFA/m3 d’eau traitée (0,213 euros) dont environ 70% consacré à la neutralisation des eaux usées par l’addition d’acide concentré. L’amélioration du traitement avec un couplage BàM-NF fait ressortir un investissement estimé à 3,8 milliards de FCFA (5,7 millions d’euros). Les charges d’exploitation sont pour leur part évaluées à 322 FCFA/m3 d’eau traitée (0,49 euros/m3 d’eau traitée) pour un BàM aéré contre 227 FCFA/m3 d’eau traitée (0,34 euro/m3 d’eau traitée) pour un BàM anaérobie soit une baisse de 30%. La construction d’un tel système pourrait occasionner la pérennisation de la maraîcheculture en aval de la station de traitement de Kossodo et générer des centaines d’emplois permanents avec des revenus nets supérieurs à 12 millions FCFA/mois (18 675 euros). Aussi, cela pourrait constituer une vitrine pour la politique sociale et environnementale de la Brakina. Toutefois, les investissements importants, la disponibilité spatiale et l’absence de compétence technique pour la maintenance curative du système pourraient être les principales contraintes à la mise en œuvre de ce projet.Mots clés : bioréacteur à membrane, eaux usées industrielles, électrodyalyse, industrie de production de boissons, nanofiltration / The beverage industries generate large volumes of wastewater daily. Due to production residues and washing and disinfecting products, these industrial discharges, in addition to being loaded with organic matter, contain mineral pollutants such as sodium. Reverse osmosis (RO), electrodialysis (ED) and nanofiltration (NF) are efficient processes for the removal of dissolved inorganic pollutants and the membrane bioreactor (MBR) for the degradation of organic pollution. 4 MBR pilots, 2 from NF and 1 from ED were used to study the treatment of effluents from the beer and soft drinks industry using membrane technologies in the Sahelian climate context. The biomass evolution in the biological reactor and the treatment efficiency were followed. The influence of the operating conditions on the facilities running was also evaluated. The results obtained show that the characteristics of the industrial wastewater used vary significantly with average levels of chemical oxygen demand (COD) of 5 gO2 / L, sodium of 0.5 mg / L and pH of 11. The evolution of the microorganisms in the biological reactor is influenced by the operating conditions, in particular the pH, the temperature, the organic load of the feed, the sludge retention time and the mechanical performance of the system. COD removal efficiencies between 93 and 96% were obtained both aerobically and anaerobically. Elimination of organic pollution was influenced by the acclimation of the biomass and by the mass loading in the reactor. Sodium was poorly retained by MBR treatment with low retention rates. The average biogas production yield with anaerobic MBR is estimated at 0.21 ± 0.03 L biogas/gCOD removed for an average flow rate of 89 ± 40 L/d. The application of NF to the MBR permeate has led to higher quality effluents with removal of both dissolved organic matter and ions. ED led to better salinity removal as a result of MBR but less of dissolved organic matter. The sodium concentrations in the final products of treatments obtained with NF and ED are less than 150 mg / L thus allowing a possible reuse of treated water for irrigation and a safe rejection in the environment. Taking into account the different activities, the operating cost of the current Brakina pre-treatment station is estimated at 140 FCFA/m3 of treated wastewater (€ 0.213), of which about 70% for the neutralization of wastewater by the addition of concentrated acid. Improving treatment with MBR-NF coupling shows an investment estimated at 3.8 billion FCFA (5.7 million euros). Operating expenses are estimated at 322 FCFA/m3 of treated wastewater (0.49 euros/m3 of treated wastewater) for an aerated MBR compared to 227 FCFA/m3 of treated wastewater (0.34 euro/m3 of treated wastewater) for anaerobic MBR is a decrease of 30%. The construction of such a system could lead to the sustainability of market gardening downstream of the Kossodo treatment plant and generate hundreds of permanent jobs with net revenues of more than 12 million FCFA/month (18.675 euros). Also, this could be a showcase for the social and environmental policy of Brakina. However, the major investments, the space requirements that the implementation of this proposal requires and the unavailability on site of technical competence for the curative maintenance of the system could be the main constraints to the implementation of this project.Key words: beverage production industry, electrodialysis, industrial wastewater, membrane bioreactor, nanofiltration

Les problématiques environnementales (conservation de l’environnement et lutte contre la pollution), économiques (demande d’énergie de plus en plus forte pour un développement socio-économique) et politiques (démocratisation de l’accès à l’énergie) mondiales actuelles imposent un changement de comportement en matière de consommation énergétiques afin de ne pas compromettre la qualité de vie des générations futures. A cette fin, l’utilisation des énergies renouvelables, dont l’énergie solaire photovoltaïque, se présente comme une des solutions les plus prometteuses. Néanmoins, du fait de leurs intermittences, il peut s’avérer nécessaire de recourir à des dispositifs de stockage de l’énergie. Ceux-ci sont généralement utilisés dans le cas des sites isolés du réseau électrique mais de plus en plus de travaux de recherches portent sur l’intégration d'unités de stockage dans les systèmes photovoltaïques connectés aux réseaux électriques (« intelligents »). La mise en œuvre des moyens de stockage ainsi permet d’optimiser la production et d’améliorer la rentabilité de l’électricité produite tout en permettant de lisser les appels en puissances de pointe du réseau. Pour les endroits difficilement accessibles, le stockage de l’électricité permet d’assurer une autonomie énergétique en ajustant la production aux besoins de consommation et inversement. Ceci entraine un processus continu de charges et décharges des unités de stockage qui peut modifier profondément les propriétés physico-chimiques et électriques des systèmes de stockage avec comme conséquence la réduction de la durée de fonctionnement de l’installation. Généralement, les caractéristiques techniques des unités de stockage sont déterminées par les constructeurs dans des conditions idéales de fonctionnement, notamment à courant et température constants. Aussi, lorsque le fonctionnement a lieu dans des conditions climatiques austères, telles que celles des pays du Sahel, la durée de vie réelle de ces systèmes peut s’avérer très différente des prévisions se basant sur les données du constructeur. Ces pays, grands gisements solaires, sont caractérisés par des sols arides et de grandes étendues désertiques. Il y fait très chaud et les populations sont clairsemées en petits hameaux, ce qui fait des systèmes photovoltaïques autonomes les meilleurs candidats pour satisfaire les besoins énergétiques. Pour un dimensionnement approprié et une mise en œuvre efficace, il est important de connaître le comportement des constituants du système dans les conditions climatiques des sites cibles. Il y a lieu en effet de connaître les impacts de celles-ci sur la durée de vie et les caractéristiques des composants, de déterminer le besoin éventuel de dispositifs de conditionnement et d’envisager les études scientifiques et techniques de leur mise en œuvre. Les travaux de recherche envisagés ont pour but de répondre à ces multiples questions en s'appuyant sur une plate-forme expérimentale et des modèles, et de produire à termes des outils informatiques d’aide à la décision / Environmental issues (environmental conservation and the fight against pollution), economic (energy demand increasingly high for socio-economic development) and political (democratic access to energy) current global impose a change in energy consumption-related behavior in order not to compromise the quality of life of future generations. To this end, the use of renewable energies, including solar PV, is as one of the most promising solutions. However, because of their intermittent, it may be necessary to use in energy storage devices. These are generally used in the case of isolated sites of the electricity grid but more and more research work focuses on the integration of storage units in photovoltaic systems connected to electricity networks ( "smart"). The implementation of the storage means and to optimize production and improve the profitability of electricity while enabling smooth network calls in peak powers.For hard to reach areas, the electricity storage ensures energy independence by adjusting production to consumer needs and vice versa. This causes a continuous process of charging and discharging of the storage units that can profoundly change the physicochemical properties and electrical storage systems with consequent reduction in operating life of the installation. Generally, the technical characteristics of storage units are determined by manufacturers under ideal operating conditions, including current and constant temperature. Also, when the operation takes place in austere weather conditions, such as those of the Sahel, the real life of these systems can be very different predictions based on the manufacturer. These countries, large solar fields, are characterized by arid soils and large stretches of desert very hot and the people he makes are scattered in small hamlets, making stand-alone photovoltaic systems the best candidates to meet energy needs. For proper design and effective implementation, it is important to know the behavior of the system components in the climatic conditions of the target sites. It must indeed know the impact of these on the life and characteristics of components, to determine the possible need for conditioning devices and consider the scientific and technical studies of their implementation. The proposed research aim to answer these many questions based on an experimental platform and models, and produce terms of IT tools for decision support

Le Sahel, milieu compris entre le Sahara et la forêt soudanienne, subit actuellement de grands bouleversements environnementaux. Depuis les sécheresses des années 1970-1980 et la forte croissance démographique, le couvert végétal s’est considérablement dégradé, contribuant à l’augmentation du ruissellement et à l’érosion des sols. À partir de ce constat, nous avons entrepris l’étude des sociétés passées de la région de Niamey afin d’évaluer leur impact sur le milieu. Le manque de données archéologiques a nécessité de recenser les principaux indices d’occupation au cours du Néolithique et de l’Âge du fer. Outre l’apport de nouvelles datations pour le site de Kirkissoy, une étude sédimentaire a été réalisée sur un paléo-chenal du fleuve Niger et de nouveaux sites ont été identifiés. Pour l’Âge du fer, des sites d’habitat et plus de 5000 bas fourneaux à usage unique ont été cartographiés. Ils témoignent d’une activité métallurgique comprise entre le 4e et le 14e siècles AD. Les études typologique et spatiale des structures de réduction ont révélé l’existence de différents types de bas fourneaux et d’une répartition spatiale liée au contexte géomorphologique et à la gestion de l’espace de travail. L’étude d’un parcellaire sur les plateaux, associé à ces bas fourneaux, a mis en évidence une activité agricole autour de l’an mil. Le bilan de ces données archéologiques a été mis en parallèle avec les données environnementales acquises par l’étude d’un remplissage sédimentaire. Au cours des quatre derniers millénaires, la région de Niamey et le Sud-ouest du Niger ont été marqués par des changements environnementaux et sociétaux qui ont provoqué une discontinuité de l’occupation humaine. / The Sahel, a zone between the Sahara Desert and the Sudan forests, is currently experiencing major environmental changes. Since the droughts in 1970s and 1980s, and with the high population growth rate, vegetation cover has deteriorated considerably, contributing to increased runoff and soil erosion. Starting from this observation, we undertook the study of past societies in the Niamey region, to assess their impact on the environment. The lack of archaeological data meant that it was necessary to identify key indicators of occupation during the Neolithic and the Iron Age. In addition to providing new evidence to date the Neolithic site of Kirkissoy, a sedimentary study was conducted on a palaeochannel of the River Niger and new sites were discovered on the left bank. For the Iron Age, several habitat sites were identified and more than 5,000 single use bloomery furnaces were mapped. They provide evidence of metallurgical activity from the 4th to 14th centuries AD. Typological and spatial analysis show the existence of several types of furnaces and their spatial distribution is linked to workspace management and the geomorphological context. As well as these bloomery furnaces, an agricultural system with plot boundaries was identified and studied on the lateritic plateaus of Louguel. It shows intensive agricultural activity around the year one thousand. These archaeological data are compared with environmental data obtained by the study of the sedimentary record. Over the past four thousand years, the Niamey region and southwestern Niger have been marked by environmental and societal changes, resulting in discontinuous human occupation.

Le lac Tchad étonne par sa singularité. Alors que le développement des autres grandes zones humides sahéliennes a reposé sur les périmètres irrigués, le sien a reposé sur la valorisation du mouvement des eaux par l'agriculture, l'élevage et la pêche, et par les mobilités. Quasi espace vierge dans les années 1940, le Lac est devenu une région densément peuplée et cosmopolite exportant des vivriers diversifiés sur les marchés urbains de la sous-région. À travers l'analyse des dynamiques agraires et territoriales de la fenêtre lacustre camerounaise, ce travail interroge les opportunités qu'offrent, dans un environnement incertain, le multiusage des ressources et les mobilités à l'intensification des processus productifs et à la densification démographique.Le renforcement des complémentarités et synergies entre activités dégage les voies d'une intensification écologique du mode d'exploitation et d'un développement territorial, créateurs de richesse et d'emplois. En favorisant l'émergence de rapports sociaux et d'institutions innovantes assurant l'accès aux ressources productives et aux marchés à une grande diversité de populations, le statut de marge territoriale de la fenêtre lacustre a été déterminant dans la dynamique d'intensification. L'incertitude hydro-écologique, économique et démographique a été intégrée au fonctionnement « normal » du système agraire et à celui de territoires qui se singularisent par leur mobilité. Aujourd'hui, c'est l'incertitude politique qui menace l'avenir du lac Tchad. Elle résulte des conflits de pouvoirs locaux constitutifs du rapport de l'État aux populations, et de l'action publique à travers les politiques agricoles et environnementales. / The Lake Chad is unique in the Sahelian band. Whereas large scale irrigated schemes has characterized the other wetlands, here the development of agriculture, cattle breeding and fishing has been based on the use of the water floods and on mobilities. Almost virgin until the 1940s, the Lake has become a highly populated and cosmopolitan area, exporting diversified foodstuffs to the urban markets of the sub-region. Through the analysis of agrarian and territorial dynamics of the Cameroonian lake shores, this research questions to which extent multi-use of the natural resources and mobilities may allow further agricultural intensification and population increase in such an uncertain environment.Closer complementarity and synergy between activities pave the way for ecological intensification and territorial development inducing wealth and job generation. Due to its marginal nature, the Cameroonian part of the Lake has been the place of continuous social innovations, ensuring to a great diversity of people the access to productive assets and markets. In this sense, it has been actually decisive for the dynamic of intensification. Hydro-ecological, economic and demographic uncertainty has been integrated into the “normal” functioning of the agrarian system and territory. Nowadays, the political uncertainty threatens the future of the Lake Chad. It results both from agricultural and environmental policies and from conflicts between local authorities, that are constitutives of the relation between the State and the populations.