CETTE RECHERCHE DEMONTRE L'INTERET DE L'IMAGERIE SATELLITAIRE COMME SUPPORT D'ENQUETE DE TERRAIN ET COMME BASE DE SONDAGE. APRES AVOIR JUSTIFIE LE CHOIX D'UN TIRAGE SYSTEMATIQUE NON ALIGNE POUR COLLECTER LES DONNEES DE TERRAIN, QUELQUES OUTILS PERMETTANT DE DECRIRE LE NOMBRE, LA TAILLE ET L'ESPACEMENT DES UNITES D'OBSERVATION SONT ANALYSES. ENFIN, L'APPORT DE LA TELEDETECTION ASSOCIE AUX METHODES D'ENQUETE AREOLAIRES (SONDAGES SPATIAUX) PERMET D'AMELIORER LES PRECISIONS D'ESTIMATION. LA PRECISION RELATIVE (COEFFICIENT DE VARIATION) EST PASSEE DE 46 POUR CENT SANS LA TELEDETECTION SPATIALE A 87 POUR CENT AVEC CELLE-CI. DES ZONES PASTORALES, AGROPASTORALES ET OASIENNES DU SAHEL SUD-MAURITANIEN SERVENT D'EXEMPLE.

L'étude apporte des nouvelles données sur les borates magnésiens de cinq gites de skarns de Roumanie : Baita Bihor, Pietroasa, Ocna de Fier, Masca-Baisoara et Cacova Ierii. Les aires de skarn sont developpées autour des intrusions calco-alcalines d'âge crétacé supérieur - paléogène, connues sous le nom collectif de banatites. Les borates qui ont été identifiés, à savoir la ludwigite, la kotoite, la szaibelyite, la suanite et la fluoborite sont caractéristiques d'une association géochimique très connue, Mg-B-OFe. Les minéraux de chaque occurrence ont été minutieusement analysés en utilisant la diffractométrie des rayons X sur poudres, l'absorption infrarouge, l'étude thermique, l'analyse chimique par voie humide et à la microsonde électronique. On peut distinguer deux types d'associations géochimiques : l'une riche en fer, à Ocna de Fier, Cacova Ierii, Masca-Baisoara et l'autre déficitaire en cet élément, à Baita Bihor et Pietroasa. La cristallisation des borates a eu lieu à des températures comprises entre 300°C et 650°C pour des pressions comprises entre 0,6 et 3 kB. Toutes les espèces sont remarquablement homogènes du point de vue chimique et optique et extrêmement riches en magnésium. La ludwigite montre un comportement superparamagnétique et un puissant effet d'anisotropie magnétique de forme. Elle est inerte thermiquement jusqu'à 1000°C. Une ludwigite alumineuse a été identifiée à Pietroasa et une kotoite ferreuse à Cacova Ierii. L'occurrence de la fluoborite est restreinte aux associations riches en fluor et bore de Baita Bihor, tandis que la suanite préfère les systèmes pauvres en fer de Baita Bihor et Pietroasa. Fe²⁺ est le principal substituant du magnésium dans toutes les espèces de borates analysées. La szaibelyite renferme usuellement des faibles teneurs en fluor et sa maille élémentaire comporte deux vibrateurs hydroxyles. La déshydratation thermique de la szaibelyite se produit à 650-670°C, quand elle passe en Mg₂B₂O₅ monoclinique.

Les granites stannifères de l'état de Goias forment deux groupes d'âge different. Les massifs de Sucuri et de Soledade ont un âge de 1770 Ma et les massifs de Serra Dourada, Serra da Mesa et Serra Branca ont respectivement 1653, 1614 et 1658 Ma. La géologie de cette province conduit à situer la mise en place de ces granites dans la zone de Rift. Les éléments traces Nb, Y, Zr, Ce, La et Ga et le rapport MgO/TiO₂ sont comparables à ceux des granites anorogéniques du sud-ouest des Etats-Unis et de la suite de Gabo en Australie. Les valeurs faibles du rapport Zr/Hf (23 à 28) des massifs étudiés permettent d'exclure une origine directe par fusion partielle, le rapport crustal par fusion est compris entre 30 et 40. La zonalité minéralogique (bordure à biotite et coeur à pyroxène) des lentilles à pyroxène du gisement de Mata Azul (massif de Serra Dourada) traduit le caractère métasomatique de ces roches et rappelle celles des endoskarns. Les études pétrographiques, minéralogiques et géochimiques ont mis en évidence l'importance du rôle du calcium et de la fugacité d'oxygène. A l'exception des albitites, la majorité des zones métasomatiques et les veines minéralisées sont localisées dans la partie apicale du granite fin au nord du massif de Sucuri. Les minéraux du béryllium (béryl, phénacite et helvite) sont présents dans la veine à quartz-muscovite, dans la veine à sidérophyllite. dans l'albitite, seules la phénacite et l'helvite sont présentes. Les variations de composition des minéraux de l'helvite dans le massif de Sucuri résulteraient des variations de la fugacité de soufre et de celle de l'oxygène et de l'alcalinité à l'intérieur du fluide.

Le pluton de Guider (PG), mis en place vers 593 Ma dans des orthogneiss, est composé principalement de diorite et de syénites transalcalines. Le magma parent de ce pluton serait issu d'une large fusion partielle d'une source basaltique, et les différents faciès résulteraient de processus de cristallisation fractionnée, assimilation crustale et métasomatisme. Le pluton de Bossoum-Pologozom (PBP) est composé de syénite et de syénogranite ferro-potassiques issues d'un magma granodioritique essentiellement par cristallisation fractionnée. L'encaissant du PG qui s'est mis en place vers 632 Ma, a subi une déformation transpressive à cisaillement pur dominant dextre, orienté N-S à NNE-SSW, qui a débuté vers 612 Ma. Les microstructures et l'ASM suggèrent que sa mise en place a eu lieu avant la fin de la déformation transpressive de son encaissant. Le PBP s'est mis en place vers 566 Ma, au sein d'orthogneiss et granites syntectoniques. L'installation des granites syntectoniques est synchrone d'un second épisode cisaillant, postérieur à l'épisode transpressif dextre sus-cité. Le sens de cisaillement de ce second épisode reste incertain. Les structures internes du PBP suggèrent qu'il est syn- à tardi-tectonique du second épisode de la transpression. Cette transpression régionale est la conséquence de la collision entre les domaines Mayo-Kébbi et NW-Cameroun qui se serait achevée vers 566 Ma. Enfin le magmatisme transalcalin du PBP est semblable et contemporain du magmatisme de certains plutons de l'Est du Nigéria et du Nordeste brésilien, ce qui à suggère que le second épisode de transpression du secteur de Guider est contemporain des grands cisaillements de la zone de Patos.

Le complexe granitique de Quérigut (Est de la zone axiale des Pyrénées) a été étudié par de nombreux auteurs, dont le premier et sans doute le plus illustre fut A. Lacroix. Son encaissant, varié, car formé de calcaires, de dolomies, de micaschistes, de gneiss, a été étudié de manière plus ponctuelle. Nous nous sommes intéressés à ce secteur car, contrairement à ce qui se passe autour d'autres granitoïdes pyrénéens comme Salau et Costabonne, on n'avait pas trouvé de skarns minéralisés en scheelite, alors que l'encaissant semblait a priori favorable (contacts granitoïdes intrusifs/calcaire). Les skarns existent néanmoins, sont même parfois minéralisés, mais leur ampleur est dans la plupart des cas très limitée, n'0ffrant aucun espoir d'exploitation fructueuse. Cette énigme a constitué le fil conducteur de notre travail. Mais ce travail a permis également de décrire et de comprendre de nouveaux skarns, les particularités des skarns stériles, la genèse des faciès "contaminés" des granitoïdes, et de progresser dans la connaissance de l'intéressant phénomène hydrothermal que constitue un skarn.

Cette étude montre que le domaine para-autochtone est, en fait, un ensemble structuralement hétérogène, une juxtaposition d'unités septentrionales (zone axiale) et d'unités méridionales (nappes du versant sud). En ce qui concerne la couche minéralisée de la mine de Salsigne, l'hypothèse d'une minéralisation stratiforme volcano-sédimentaire exhalative est mise en doute, elle s'intègrerait plutôt a l'ensemble des minéralisations filoniennes du district de Salsigne.

La description pétrographique et géochimique des roches granitiques et des minéralisations de la région de Meymac permet de délimiter un ensemble complexe dont les termes principaux peuvent se résumer ainsi : (*) granite porphyroïde de Meymac (*) coupole complexe (granite apical - leucogranite - stockscheider) de Neuf Jours (*) massifs de granites à grain fin de la Védrenne et du Cheix (*) filons et corps aplitiques (*) greisens minéralisés en Bi, Mo et W des Chèzes (*) greisens minéralisés en W, Mo de Neuf Jours (*) veines quartzeuses à wolframite de Neuf Jours (*) veines quartzeuses à cassitérite - wolframite du Colomby. L'interprétation géochimique est basée sur la recherche systématique de liens génétiques entre les divers termes de cette partition. ...// ... Les données géochimiques permettent de considérer le granite de Neuf Jours comme un produit évolué de la seconde lignée du granite porphyroïde, à partir des évolutions profondes supposées. Le leucogranite associé dérive du "granite apical" suivant une cristallisation fractionnée mettant en jeu une minéralogie notablement différente des précédentes, et où interviennent biotite, quartz, plagioclase, orthose, apatite et monazite. Une phase fluide peut également jouer ici un rôle important; en tous cas, on retrouve la trace de ce fluide démixé du leucogranite dans les apatites secondaires du granite apical greisenisé : les spectres de terres rares (anomalie en europium comprise) indiquent clairement que la source de la minéralisation de la coupole est le leucogranite. Un bilan effectué sur les roches greisenisées permet de montrer qu'il est possible d'expliquer le spectre de terres rares des fluides associés aux wolframites précoces des filons, par un échange entre le fluide issu du leucogranite et le greisen ; l'évolution ultérieure des spectres observés pourrait être due à des phénomènes de mélange avec des fluides n' ayant pas traversé le greisen (fluides métamorphiques?) . Il reste enfin à signaler des fluides très pauvres en terres rares mais présentant une anomalie positive en europium très forte, et dont les liens avec les autres termes décrits dans la coupole ne sont pas compris. Les minéralisations des Chèzes peuvent être dues soit à des granites de type Neuf Jours, soit aux termes évolués du granite de la Védrenne. Ce dernier ne peut pas appartenir directement à la même série que le granite porphyroïde : les seuls liens génétiques possibles semblent être des processus de fusion partielle qui restent fort hypothétiques: le mystère reste ici entier.

La thèse s'intéresse à la présence et au devenir de sept alkylphénols et du bisphénol A (BPA) dans un bassin versant dont une partie est très urbanisée et l'autre fait l'objet d'une exploitation agricole intense : le bassin de la Seine, dans sa zone centrale (région Île-de-France). Elle est organisée autour de quatre approches. Dans une première approche les sources urbaines ont été caractérisées. Pour cela, les rejets des 5 plus grandes stations d'épuration (STEP) de la région Île-de-France (IDF), les rejets urbains de temps de pluie (RUTP), les eaux de ruissellement urbain en réseaux séparatifs et les retombées atmosphériques ont été analysés. Cette étude a révélé que le BPA était majoritairement présent dans les sources de temps de pluie (RUTP + eau de ruissellement) tandis que l'acide nonylphénoxy acétique (NP1EC), un précurseur du 4-nonylphénol (4-NP), est dominant dans les rejets de STEP. Le 4-NP a, lui, été retrouvé dans toutes les sources étudiées à des concentrations avoisinant la centaine de nanogrammes par litre (ng.l-1), témoignant de sa forte dissémination dans l'environnement urbain. Dans un second temps, l'imprégnation du milieu a été considérée au niveau des eaux de surface et des sols, à deux échelles d'observation. La première échelle est le bassin de l'Orgeval, caractéristique d'un petit bassin amont, tandis que la seconde échelle intègre l'ensemble de la région IDF et l'agglomération parisienne. Ces deux échelles ont permis de mettre en évidence une dissémination importante du 4-NP à l'ensemble des matrices naturelles du bassin de la Seine. A l'échelle de l'IDF, l'influence de l'agglomération parisienne a été démontrée sur les concentrations de NP1EC et BPA dans la Seine. Puis, la biodégradabilité des composés nonylphénoliques dans la Seine a été déterminée par une approche innovante. Les constantes de biodégradabilité ont été déterminées directement dans la Seine à l'aide du modèle ProSe (développé par le Centre de Géosciences, Ecole des Mines ParisTech) et de campagnes de prélèvement spécifiques sur le fleuve (suivi d'une masse d'eau). Les constantes de biodégradation simulées dans la Seine présentent de très fortes variabilités en fonction des conditions hydrauliques et climatiques. Après un épisode de bloom algal, les constantes de biodégradation des composés nonylphénoliques se sont avérées être 10 à 35 fois supérieures à celles retrouvées en conditions classiquement rencontrées en Seine. Enfin, les flux d'alkylphénols et de BPA exportés par la Seine ont été comparés aux flux émis par les sources urbaines au niveau annuel. A l'échelle de l'année (2010), les flux de 4-NP et de BPA émis par l'ensemble des sources urbaines considérées ne sont pas prédominants devant les flux exportés par la Seine à l'aval de l'agglomération parisienne. Ce résultat vient une fois de plus confirmer la dissémination importante du 4-NP et du BPA dans toute la région IDF en raison de leur forte utilisation depuis les années 1960. Il soulève également plusieurs questions concernant les sources actuelles des flux retrouvés et la contamination des zones amont du bassin de la Seine. Cette thèse a été effectuée dans le cadre des programmes PIREN-Seine et OPUR (Observatoire des Polluants URbains)

Les phtalates et les alkylphénols sont des composés organiques générés par l'industrie chimique, qui entrent dans la composition des matières plastiques, pour les phtalates, et des détergents, pour les alkylphénols. Leurs productions mondiales avoisinent les 6 millions de tonnes pour les phtalates et 500 000 tonnes pour les alkylphénols. Ces composés sont considérés comme ubiquitaires dans l'environnement, c'est-à-dire qu'ils sont retrouvés dans tous les compartiments environnementaux (de l'atmosphère au milieu naturel). Par ailleurs, ils sont considérés comme des perturbateurs endocriniens et peuvent donc causer des dommages aux faunes et flores présentes dans le milieu naturel. Ce travail de thèse a permis de déterminer les niveaux de contamination des eaux usées en phtalates et alkylphénols dans plusieurs compartiments environnementaux situés en zone urbaine. Ainsi, des prélèvements effectués, par temps sec, ont permis de déterminer la qualité des eaux brutes vis-à-vis des paramètres globaux, des phtalates et des alkylphénols dans les rejets industriels, domestiques, les émissaires parisiens ainsi que dans les eaux usées transitant au sein d'une station d'épuration majeure d'Ile-de-France (Seine Centre, Colombes, 92). Ces résultats reflètent certaines spécificités et disparités du réseau d'assainissement, notamment marqués par la forte variabilité qui entoure, à la fois, le prélèvement et les niveaux de contamination par ces micropolluants. Au niveau des rejets industriels, de forts contrastes ont été observés entre les différents secteurs répertoriés (traitement des textiles, traitement de surface, métallurgie, industries pharmaceutiques, etc.). Globalement, les résultats des flux par équivalent-habitant soulignent que les apports domestiques sont la première source de contamination pour ces polluants en région parisienne. En effet, la contribution des apports industriels est inférieure à 5 %, pour tous les composés, quelque soit le secteur industriel considéré. L'étude des émissaires parisiens a permis de montrer une certaine stabilité temporelle de la qualité des effluents dans la partie avale du réseau d'assainissement. En revanche, cette étude a également mis en exergue des divergences et des similitudes entre les sous-bassins versants drainés par les différents émissaires. Ainsi, une étude statistique a montré que les émissaires Saint Denis Achères et Clichy Achères Argenteuil apparaissent significativement plus contaminés que les émissaires Sèvres Achères Reuil et Clichy Achères Bezons. Au niveau de l'efficacité des ouvrages de traitement, les résultats obtenus pour la station d'épuration de Seine Centre ont confirmé son efficacité pour les paramètres globaux communément utilisés pour déterminer la qualité des eaux usées. D'autre part, les résultats obtenus sur l'abattement des phtalates et des alkylphénols (rendements supérieurs à 83 % pour tous les composés) soulignent que même si les stations d'épuration ne sont, initialement, pas construites pour réduire et/ou éliminer les micropolluants, elles y parviennent de façon significative. A l'échelle des ouvrages, le traitement primaire par décantation physico-chimique lamellaire a permis de mettre en évidence l'élimination des polluants hydrophobes tels que le DEHP, le NP, le DnBP et le BBP. Le traitement secondaire par biofiltration a mis en exergue son efficacité à abattre significativement tous les polluants, aussi bien les composés légers (DEP) que les autres composés

Data assimilation in geophysical sciences aims at optimally estimating the state of the system or some parameters of the system's physical model. To do so, data assimilation needs three types of information: observations and background information, a physical/numerical model, and some statistical description that prescribes uncertainties to each componenent of the system.In my dissertation, new methodologies of data assimilation are used in atmospheric chemistry and physics: the joint use of a 4D-Var with a subgrid statistical model to consistently account for representativeness errors, accounting for multiple scale in the BLUE estimation principle, and a better estimation of prior errors using objective estimation of hyperparameters. These three approaches will be specifically applied to inverse modelling problems focussing on the emission fields of tracers or pollutants. First, in order to estimate the emission inventories of carbon monoxide over France, in-situ stations which are impacted by the representativeness errors are used. A subgrid model is introduced and coupled with a 4D-Var to reduce the representativeness error. Indeed, the results of inverse modelling showed that the 4D-Var routine was not fit to handle the representativeness issues. The coupled data assimilation system led to a much better representation of theCO concentration variability, with a significant improvement of statistical indicators, and more consistent estimation of the CO emission inventory. Second, the evaluation of the potential of the IMS (International Monitoring System) radionuclide network is performed for the inversion of an accidental source. In order to assess the performance of the global network, a multiscale adaptive grid is optimised using a criterion based on degrees of freedom for the signal (DFS). The results show that several specific regions remain poorly observed by the IMS network. Finally, the inversion of the surface fluxes of Volatile Organic Compounds (VOC) are carried out over Western Europe using EMEP stations. The uncertainties of the background values of the emissions, as well as the covariance matrix of the observation errors, are estimated according to the maximum likelihood principle. The prior probability density function of the control parameters is chosen to be Gaussian or semi-normal distributed. Grid-size emission inventories are inverted under these two statistical assumptions. The two kinds of approaches are compared. With the Gaussian assumption, the departure between the posterior and the prior emission inventories is higher than when using the semi-normal assumption, but that method does not provide better scores than the semi-normal in a forecast experiment.