Dissertations / Theses: 'Biomasse – Dynamique'

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Curcio, Axel. "Simulation dynamique et contrôle d'un gazéifieur continu pour la production de carburants solaires." Electronic Thesis or Diss., Perpignan, 2023. https://theses-public.univ-perp.fr/2023PERP0035.pdf.

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Abstract:

Cette thèse s’intéresse à l’optimisation d’un réacteur à jet (« conical jet spouted bed »), pour la gazéification solaire de biomasse (copeaux de hêtre). Le gaz de synthèse obtenu (« syngas ») permet, entre autres, la synthèse d’alcools et de biocarburants. L’intégration de chauffage solaire permet de décarboner un procédé habituellement autothermique, dans lequel un tiers de la matière première est brûlé pour chauffer le réacteur, dégradant au passage la qualité du gaz produit. De nombreux designs de gazéifieurs solaires ont été étudiés expérimentalement depuis les années 1980, montrant des performances énergétiques prometteuses. Quelques travaux théoriques ont également été menés pour étudier la mise en oeuvre de cette technologie dans un procédé industriel. En particulier, il convient de répondre aux variations d’ensoleillement, en proposant des méthodes de stockage thermique et d’hybridation. L’hybridation solaire-autothermique, par injection d’oxygène in situ, est une solution intéressante qui sera traitée au cours de cette thèse. Dans un premier temps, le dispositif expérimental (1.5 kWth) est décrit. Des expériences avec injection continue sont menées, pour mieux caractériser les réactions de pyrolyse du bois, et de gazéification du char. Via des études comparatives, l’impact de l’agencement de la cavité sur les performances de gazéification solaire est mis en évidence (chauffage indirect via une plaque émettrice, lit de particules inertes, confineur cylindrique). Un code de simulation dynamique est finalement développé sous PYTHON, pour modéliser l’impact des débits de réactifs sur les performances du réacteur en régime transitoire. Ce code couple des cinétiques hétérogènes pour les réactions char-gaz, avec un modèle d’équilibre thermodynamique en phase gaz. Les hypothèses associées permettent de réduire les temps de calcul. Dans un deuxième temps, le procédé hybride solaire-autothermique est décrit. Des essais expérimentaux sont exploités, pour quantifier l’impact négatif de l’injection d’O2 sur la qualité du gaz produit (teneur en H2 et CO). Des stratégies de contrôle sont alors proposées pour pallier ces effets, via l’ajout contrôlé de biomasse ou d’eau pendant l’hybridation. Une stratégie de production à H2+CO constant est retenue pour la suite, et est l’objet d’une étude paramétrique sous PYTHON. Les impacts de l’hybridation sur la température de paroi et la composition du gaz de synthèse sont commentés. 5 Dans un troisième temps, le code PYTHON est appliqué au contrôle dynamique du gazéifieur hybride, permettant de dresser des bilans de production annuels. Un dimensionnement à grande échelle est étudié (10 MWth), dans le cadre d’une régulation du débit volumique H2+CO et de la température de la zone réactive. Des études paramétriques sont présentées, concernant les paramètres du code de contrôle et l’impact de choix de design sur les performances du gazéifieur hybride. Enfin, la pertinence des hypothèses du modèle est discutée. La présente thèse propose ainsi une stratégie d’hybridation précise (H2+CO constant), visant à faciliter l’intégration du gazéifieur solaire dans un procédé industriel. La faisabilité du contrôle dynamique, avec un pas de temps de l’ordre de la seconde, est démontrée. Pour une centrale de 10 MWth dans la région d’Odeillo (France), la part de chauffage solaire annuelle serait d’environ 20%. Au-delà, la production de syngas est nécessairement fluctuante, rendant nécessaire l’intégration de modules de stockage conséquents. Des perspectives sont finalement proposées pour éclairer les choix de conception d’un gazéifieur hybride à grande échelle This thesis tackles the optimization of a spouted-bed reactor, for the solar gasification of biomass (beech wood pellets). The syngas synthesized is notably useful for the production of alcohols and fuels. Integrating solar heating enables decarbonating the process, which is usually autothermal. This means that one third of the initial feedstock is usually burnt to heat the reactor, and that the producer gas is contaminated.Various gasifier designs have been assessed experimentally since the 1980s, showing promising energy efficiencies. Some theoretical works were also carried out to tackle the practical application of the technology in industrial processes. In particular, the fluctuations of sunlight availability must be managed, by proposing thermal storage and hybridization methods. The solar-autothermal hybridization – which relies on in situ oxygen injection – is an interesting solution, and will be tackled all through the present thesis.Firstly, the experimental setup (1.5 kWth) is detailed. Preliminary experiments with continuous injection are carried out, to better characterize the reactions of wood pyrolysis and char gasification. Via comparative studies, the impacts of the cavity’s layout on gasification results are described (indirect heating through an emitter plate, inert particles bed, cylindrical confiner). A dynamic simulation code is eventually developed in PYTHON, to model the impact of reactants feeding rates on transient outcomes. This code couples heterogeneous kinetics, corresponding to char-gas reactions, with the computation of thermodynamic equilibrium in the gas phase. The related hypotheses enable reducing the computational costs.Secondly, the solar-autothermal hybrid process is described. Experimental results are exploited, to quantify the negative impact of O2 injection on the producer gas quality (H2 and CO yields). Control strategies are then proposed to mitigate these effects, via the controlled injection of biomass or water throughout hybridization. A constant H2+CO production strategy is retained for the following, and is assessed through a parametric study in PYTHON. The impacts of hybridization on the walls temperature and syngas composition are discussed.Thirdly, the PYTHON code is applied to the hybrid gasifier dynamic control, in order to establish yearly production reports. An upscaled reactor is considered (10 MWth), with controlled H2+CO volume production and reactants temperature. Parametric studies are performed regarding the control code tuning, and the impact of design parameters on the hybrid gasifier performances. Finally, the relevance of the model assumptions is discussed.7The present thesis thus proposes a precise hybridization strategy (constant H2+CO production), which aims at facilitating the integration of the solar gasifier in an industrial process. The feasibility of dynamic control on a second-per-second time scale is demonstrated. In a 10 MWth plant around the location of Odeillo (France), the yearly solar heat share might be around 20%. Beyond this point, syngas production is necessarily fluctuating, thus requiring the integration of costly storage facilities. Perspectives are listed to clarify design choices for upscaled hybrid gasifiers

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Tymen, Blaise. "Déterminants de la structure et de la dynamique des forêts tropicales à l'échelle du paysage." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30349/document.

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Abstract:

Cette thèse aborde l'étude du fonctionnement des forêts tropicales à travers trois chapitres. Le premier porte sur la dynamique de la biomasse à l'échelle du paysage. Il apporte une amélioration de l'estimation de la biomasse et des erreurs associées à partir de données de terrain et de données de LiDAR aéroporté (ALS) dans une zone à très forte biomasse. L'approche préconisée par Chave (2014) a été adoptée pour calculer la biomasse et sa dynamique sur les parcelles permanents ce qui a permis d'avoir une relation entre biomasse et médiane de la hauteur de la canopée mesurée grâce à l'ALS. Deux relevés ALS à quatre ans d'intervalle ont ensuite permis de quantifier la biomasse à l'échelle du paysage et sa dynamique. Le second chapitre traite de la dynamique et la structure d'une forêt infestée par des lianes. La combinaison des données de suivis de parcelle, des relevés ALS, de l'étude des sols et de suivi de la dynamique de la litière et des plantules a permis de mettre en évidence un fonctionnement particulier. La dynamique et la structure de la forêt de lianes (beaucoup de perturbations, des arbres plus petits) et le fait que sa présence ne semblait pas lié à des facteurs édaphiques nous ont amené à la considérer comme un état de régénération alternative bloquée de la forêt. Enfin, dans le troisième chapitre, des données issues d'une cinquantaine de capteurs micrométéorologiques et des données d'ALS ont été combinée pour étudier l'hétérogénéité spatiotemporelle des microenvironnements forestiers et les relier à la structure forestière. Deux méthodes de prédiction de l'intensité lumineuse reçue, la température ambiante et l'humidité relative à partir des données d'ALS ont été proposée. Elle permettent de décrire a diversité de ces variable dans un sous-bois tropical This thesis is structured in three chapters. In the first one, aerial LiDAR scanning (ALS) data were combine to field measurement of the aboveground biomass to allow a quantification of it at the landscapes scale. Two successive ALS survey were used to quantify AGB stocks and their dynamics. In the second chapter the structure and dynamics of a liana-infested forest is studied. Permanent plot data, soil survey and seedling survey were combined to remote sensing (ALS and Landsat). Together, these data suggest the liana-infested forest to be in an arrested succession. In the third chapter ALS data were used to model light availability, temperature and relative humidity in forest understory. We show this data can be used to predict ecological relevant climatic variable at the landscape scale

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Rutishauser, Ervan. "Changements à long terme de la structure des forêts tropicales : implications sur les bilans de biomasse." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20176.

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Abstract:

Le rôle joué par les forêts tropicales dans le cycle du carbone à l'échelle planétaire est majeur. Tant par les énormes quantités stockées sous forme de bois, que par les flux de CO2 séquestrées annuellement dans les troncs et le sol. Plusieurs études mettent en évidence des changements structuraux au sein des forêts pantropicales durant les 20 dernières années, notamment une augmentation de la dynamique (recrutement et mortalité) (Lewis et al. 2004b; Phillips et al. 2004b) et de la biomasse aérienne ligneuse en forêt Amazonienne (Baker et al. 2004a). Ces changements de dynamique ont été mis en relation avec une disponibilité accrue en ressources auparavant limitantes (azote et CO2) et donc liés aux changements climatiques globaux. Cependant, les processus de régénération après perturbation dans un peuplement forestier génèrent, eux aussi, une réelle accumulation de biomasse. Des perturbations endogènes (chablis, glissements de terrains) ou exogènes (sécheresses, tempêtes ou actions anthropiques) pourraient être à l'origine de ces fluctuations de dynamique forestière. Sans une connaissance approfondie de l'état initial des forêts étudiées, il semble difficile de distinguer, localement, une accumulation de biomasse liée à un effet de régénération de celle liée à un forge climatique. La présente thèse cherche à investiguer s'il existe des stades de régénération au sein d'un même massif forestier, qui illustreraient différentes perturbations asynchrones. Ces stades sont déterminés sur la base de la structure forestière (densité, diamètre quadratique moyen) et au travers de l'architecture des arbres. Après avoir estimé les flux, stocks et bilans de biomasse sur le site d'étude, ceux-ci sont mis en relation avec des stades de régénération, pour montrer que les parcelles sont formées d'une majorité de stades en croissance et que cela engendre une accumulation nette de carbone durant la période de suivi (1991-2009) As living trees constitute one of the major stocks of carbon in tropical forests, assessing the role of these ecosystems in the carbon cycle received an increasing scientific and political interest. A better understanding of variations in the dynamics and structure of tropical forests is necessary to predict the potential of these ecosystems to lose or store carbon, and to understand how they recover from disturbances. Recent findings showed an increase of the turn-over in pantropical forests (Phillips et al. 2004a) and an increase of above-ground biomass in neotropical forests (Baker et al. 2004a). These results were attributed to an increasing availability of abiotic ressources (CO2, nitrogen) enhancing forest dynamics. Nevertheless, these findings were controversial and some scientists pointed out statistical and methodological errors (Lewis et al. 2006a; Wright 2006).The present project is based on a very different point-of-view and makes a nother interpretation of these results. The main hypothesis of this study is that the observed changes in forest dynamics around the Amazonian basin and in French Guyana are the consequence of natural endogenous processes. Tropical forests are facing recurring disturbances of various intensities and scales, ranging from tree fall (several square meters) to major drought linked to El Niño events (thousands of hectares). Thus forests would never reach equilibrium, but would rather fluctuate between short periods of disturbance and long periods of regeneration. The main findings of this study are that forests at our site can be seen as a mosaic of areas at different structural and dynamical stages, most of them increasing in mean stem diameter and accumulating biomass. The overall biomass balance is a net biomass increase that might mainly be related to endogenous forest dynamic

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Messié, Monique. "Contrôle de la dynamique de la biomasse phytoplanctonique dans le Pacifique tropical ouest." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00137145.

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Abstract:

Le Pacifique tropical ouest (120°E-160°W, 20°S-20°N) est une région complexe où coexistent deux écosystèmes aux frontières variables, et aux caractéristiques physiques et biologiques très différentes : la warm pool à l'ouest, écosystème oligotrophe limité par le nitrate, et la cold tongue à l'est, limitée par le fer. Nous utilisons les concentrations en chlorophylle SeaWiFS comme proxy pour la biomasse phytoplanctonique sur la période septembre 1997 à décembre 2004. Une analyse statistique nous permet de dégager les principaux modes spatiaux-temporels où se concentre la variabilité de la chlorophylle. Nous étudions ensuite successivement le cycle saisonnier, une manifestation de l'activité interannuelle et l'action des coups de vent d'ouest à l'échelle intrasaisonnière. Nous montrons ainsi que la variabilité des vents et des courants contrôle au premier ordre la biologie dans le Pacifique tropical ouest. Cette étude met également en lumière l'influence de la topographie sur la variabilité de la chlorophylle, bien au-delà des régions côtières.

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Aguilera, Segura Sonia Milena. "Chimie-physique des interactions entre solvants multicomposants et biomasse." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2019. http://www.theses.fr/2019ENCM0010.

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Abstract:

L'extraction de la cellulose et de la lignine à partir de la biomasse végétale reste un enjeu majeur pour une production plus économique et verte de carburants et de sous-produits lignocellulosiques renouvelables. Bien que l'utilisation de mélanges de solvants ait donné des résultats remarquables dans les processus de fractionnement du bois, la plupart des méthodes actuellement utilisées reposent sur des protocoles empiriques. Comprendre les mécanismes physico-chimiques de la décomposition de la biomasse et ses interactions avec les solvants lors du fractionnement permettra d’améliorer l’efficacité de ces méthodes. Dans cette perspective, cette thèse porte sur la description systématique et détaillée des interactions entre les composantes de la lignocellulose et des mélanges binaires eau-solvant organique (éthanol ou acétonitrile). Nos résultats et leur analyse ont été obtenus principalement avec des simulations de dynamique moléculaire (MD) et étayés par des études supplémentaires basées sur la chimie quantique (théorie de la densité fonctionnelle) et la mécanique quantique (QM) et le schéma mixte mécanique quantique/mécanique classique (QM/MM). Avec ces outils, nous avons d’abord établi un comportement non linéaire des structures avec des solvants mixtes, de leurs propriétés thermodynamiques et de la dureté dynamique, en relation avec leur réactivité globale. L'analyse du nombre moyen de liaisons H avec la composition du liquide montre que les molécules d'alcool ont tendance à se substituer aux molécules d'eau, ce qui permet de compenser la perte de liaisons H dans les domaines solvatés par l'eau. Le rôle des groupements organiques dans les mélanges de solvants sur les changements de conformation induits dans les principaux composantes du bois (cellulose, lignine et hémicellulose) est mis en évidence et leur dépendance vis-à-vis de la composition en solvants distincts est dévoilée pour chaque solvant organique et sa concentration dans l’eau. Cette dépendance est expliquée par les interactions interatomiques préférentielles soluté-solvant en fonction des compositions en solvants. Par la suite, l’évolution des forces d’interaction dans les complexes de lignine-cellulose et de lignine-xylane s’avère également présenter des profils dépendant des solvants. Tout ceci conforte la conclusion générale selon laquelle les actions spécifiques des mélanges de solvants à base d’eau et de composés organiques sur les composantes de la lignocellulose sont des facteurs déterminants dans le comportement non linéaire macroscopique observé dans le gonflement du bois Extraction of cellulose and lignin from plant biomass remains a major issue for enabling more economic and green production of lignocellulosic renewable fuels and byproducts. Although the use of multicomponent solvents has provided remarkable results in wood fractionation processes most of the currently used methods rely on empirically elaborated protocols. Understanding the physicochemical mechanisms of biomass breakdown and its interactions with solvent medium during fractionation will lead to more efficient use of biomass. This defined the focus in this thesis work on a systematic and detailed description of the interactions between ligoncellulose components with binary water-organic mixtures of ethanol and acetonitrile. Our results and their analysis were obtained predominantly with molecular dynamics (MD) simulations, and supported by additional studies of quantum chemical (Density Functional Theory) and mixed quantum mechanical (QM) and classical MD scheme (QM/MM). With these tools we first established a non-linear behavior of the mixed solvent structures, thermodynamic properties and dynamic hardness, as a measure for their global reactivity. The analysis of the average numbers of HBs with the liquid composition shows that alcohol molecules tend to substitute water molecules, allowing compensating for the loss of H-bonds in the water solvent domains. The role of organic component in water solvent mixtures on the conformational changes induced in the main wood components (cellulose, lignin and hemicellulose) is highlighted and their dependence on distinct solvent compositions is unveiled for each organic solvent component and its content in water. This dependence is explained by preferential solute-solvent interatomic interactions as a function of solvent compositions. Subsequently, the evolution of interaction forces in lignin-cellulose and lignin-xylan complexes are also found to have solvent-dependent profiles. All this supports the general conclusion about specific solvent actions on lignocellulose compounds being the driving factors in the observed macroscopic non-linear behavior in wood swelling in mixed water-organic solvents

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Nguyen, Thi Dong Phuong. "Récolte de biomasse microalgale par floculation naturelle et procédés membranaires." Nantes, 2013. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=f70f1c4d-d0a2-42d0-81c5-ac83082fa346.

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Abstract:

La récolte de microalgues contribue pour une part non négligeable au coût total du procédé d’exploitation. Identifier et caractériser des procédés peu énergivores pour remplacer totalement ou partiellement le procédé de référence qu’est la centrifugation représente un enjeu majeur. Ce travail s’intéresse à la floculation naturelle et aux procédés membranaires. Il a montré que la floculation naturelle permettait, par précipitation de composés de phosphates de calcium ou de magnésium lors de la remontée naturelle du pH, de préconcentrer les cellules jusqu’à 30 gMS. L-1. Ce processus, relativement long, doit être maîtrisé en adaptant la composition ionique des milieux de culture (nitrate comme source d’azote, concentrations en ions Ca2+, PO4 3-, Mg2+). Cette solution ne semble envisageable que pour les souches microalgales marines dont les milieux sont riches en ces composés. Vu les concentrations modérées atteintes, cette floculation peut être considérée comme une technique de préconcentration qui nécessitera une étape supplémentaire de concentration. Le travail a également investigué les procédés membranaires monoétagés sans gestion des flux de perméation (rétrolavage, augmentation des taux de cisaillement…), qui ont permis de (pré)concentrer les cellules microalgales jusqu’à 100 gMS. L-1 avec des flux de perméation faibles (<30 L. H-1. M-2). L’emploi de la filtration dynamique, qui limite le colmatage, a autorisé l’obtention de flux de filtration plus élevés (40 Harvesting step in a global operating microalgae process whose contribute substantially to whole process cost. Identifying and characterizing low-energy processes to fully or partially replace centrifugation, the reference method, represents a major challenge. In this context, the present work investigates the potential of natural flocculation and membrane processes. So, it has been shown that the natural rise in the culture pH associated with photosynthesis allowed cells flocculation by the precipitation of calcium phosphate or magnesium compounds. Thus, the cells could be preconcentrated up to 30 gMS. L-1. This process is rather long and must be controlled by adjusting the ionic composition of the culture media (nitrate as the nitrogen source; concentrations in Ca2+, PO4 3-, Mg2+). Natural flocculation seems feasible only for marine microalgal strains for which culture media are rich in salts, but not for freshwater strains. As natural flocculation produces a low concentrated harvest, it should be considered as a preconcentration technique which will probably require an extra step of concentration for most of applications. One stage membrane processes without fouling control (backwashing, enhancing shear-rate. . . ) was also investigated. Microalgal cells were concentrated up to 100 gMS. L-1 but with low permeation flux (< 30 L. H-1. M-2). Enhanced dynamic filtration that limits strongly membrane fouling allowed to obtain higher filtration fluxes (40 < J < 80 L. H-1. M-2). The moderate flux fall with cells concentration is promising regarding the ability of this kind of filtration to reach high cell concentrations in a single step

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Manlay, Raphaël. "Dynamique de la matière organique à l'échelle d'un terroir agro-pastoral de savane ouest-africaine, Sud-Sénégal /." Nancy : ENGREF, École nationale du génie rural, des eaux et des forêts, 2001. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37720186s.

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Abstract:

Texte remanié de: Th. doct.--Sci. de l'environnement--Montpellier--ENGREF, 2001. Mention parallèle de titre ou de responsabilité : Organic matter dynamics in mixed-farming systems of the West African savanna, a village case study from South Senegal. La couv. porte en plus : "environnement" Bibliogr. p. 209-235.

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Vallet, Patrick. "Impact de différentes stratégies sylvicoles sur la fonction « puits de carbone » des peuplements forestiers. Modélisation et simulation à l’échelle de la parcelle." Paris, ENGR, 2005. http://www.theses.fr/2005ENGR0012.

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Abstract:

La capitalisation sur pied et la substitution d’essences sont deux stratégies sylvicoles analysées dans cette thèse, chacune pressentie pour être favorable au stockage du carbone, enjeu majeur de ce XXIème siècle pour la lutte contre le réchauffement climatique. La première correspond à un ralentissement des récoltes, qui devrait générer un puits de carbone additionnel par l’augmentation des stocks moyens de biomasse sur pied. La substitution d’essences à croissance lente comme le Chêne sessile ou le Hêtre par des essences résineuses à croissance rapide comme le Pin laricio ou le Douglas pourrait entraîner une absorption plus rapide du CO2. L’impact sur le carbone de ces deux stratégies est d’autant plus intéressant à étudier que les gestionnaires forestiers les pratiquent déjà. La construction d’une chaîne de modèles prenant en compte l’ensemble des compartiments dans lesquels le carbone est impliqué, à savoir la biomasse forestière, le sol, mais aussi les produits forestiers issus de l’exploitation, permet d’effectuer des simulations donnant des résultats quantitatifs sur ces pratiques. Nous montrons qu’une capitalisation sur pied engendrerait un puits de carbone additionnel dépendant de l’état initial des peuplements, de la fertilité et de la nouvelle sylviculture pratiquée. Il pourrait s’élever jusqu’à 142 tC/ha après obtention du régime permanent dans le cas le plus favorable. La substitution de feuillus à croissance lente par des résineux à croissance rapide serait également un puits de carbone important (jusqu’à 2 tC/ha/an) pendant plusieurs décennies, mais s’avérerait d’un stock de carbone moyen inférieur sur le long terme Standing biomass capitalization and species substitution are two silvicultural strategies analyzed in this study. Both should lead to an additional increase of carbon stocks, a main issue of the XXIst century for mitigating the climate change. The first one corresponds to a slowing down of harvests that should generate an additional carbon sink by increasing the mean growing stocks. The second, substitution of slow-growing broadleaved high forests of sessile oak or beech by fast-growing coniferous plantations like Corsican Pine or Douglas Fir, should also lead to a faster absorption of CO2. The impact of both strategies on carbon is even worthier to study considering that foresters already use this way of managing their forests. The building up of a model chain taking into account all parts where carbon is implied (standing biomass, carbon soil, but also wood products generated by harvests) allowed us to simulate quantitative results following these practices. We point out that the standing biomass capitalization would lead to an increase of carbon stock depending on the initial state of the stands, the site index and the new forest management practiced. It could rise up to 142 tC/ha in the most favourable case. The substitution of slow-growing broadleaved species by coniferous plantations would also be an important carbon sink (up to 2 tC/ha/year) for several decades, but would have a smaller mean carbon stock at steady state

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César, Jean. "La production biologique des savanes de Côte-d'Ivoire et son utilisation par l'homme : biomasse, valeur pastorale et production fourragère /." Maisons-Alfort : Institut d'élevage et de médecine vétérinaire des pays tropicaux, 1992. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35522937n.

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Lobos, Buschmann Jorge Alejandro. "Dynamique de populations épuratives en réacteur ferme et en bioréacteur à membranes continu et séquencé : influence du critère "substrat/biomasse"." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20098.

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Abstract:

L’objectif principal de ce mémoire a été ciblé sur la compréhension des voies métaboliques et processus bactériens en bioréacteur à membranes (BAM), travaillant avec des ages de boues élevés, et sur leur possible action et influence sur la perméabilité membranaire. L’étude expérimentale a tout d’abord consistait à étudier voie métaboliques et processus bactériens en réacteur fermé afin d’accéder à des paramètres cinétiques et à des informations utiles à la gestion du BAM. L’étude en batch a montré l’importance du ratio S0/X0 (substrat/biomasse) sur les voies de métabolisation suivies par le substrat. Suivant la destination du substrat, synthèse cellulaire ou stockage de produits de réserve, les paramètres cinétiques en phase exogène et le comportement de la culture en phase endogène sont différents. Les essais en bioréacteur à membranes en fonctionnement continu ont été menés sans aucune extraction de biomasse, assurant ainsi des ages de boues élevés, et à partir d’un effluent synthétique à base d’acétate et de Viandox®. Les performances obtenues sont très satisfaisantes en terme de dépollution et de séparation. Un faible taux de conversion, 0. 058 gDCOP. GDCOT-1, a été obtenu et supposé associé à une intensification des processus de maintenance cellulaire, lyse de la biomasse et prédation. Dans l’objectif de favoriser spécifiquement ces processus, identifiés en réacteur fermé, les performances d’un BAM alimenté séquentiellement, mais dans des conditions de charge et age de boues identiques, ont été étudiées. Les performances ont été moins satisfaisantes en terme de dépollution et de filtration que pour le BAM en continu et un taux de conversion plus élevé, 0. 092 gDCOP. GDCOT-1, a été obtenu. La très forte charge volumique et le très fort ratio substrat/biomasse pendant la phase d’alimentation en substrat semblent favoriser une multiplication cellulaire et des processus particuliers (découplage métabolique, par exemple), non favorables à un abaissement du taux de conversion. Les hypothèses du comportement biologique ont été validées avec les modèles classiques de Pirt et ASM3. La modélisation du système montre une stabilisation de la concentration en biomasse active et une accumulation continue de matériels inertes (issus de la respiration endogène de la biomasse). L’intérêt de pouvoir estimer cette fraction de biomasse active, inférieure à 20% dans nos systèmes, est souligné The aim of this memory is to provide a fundamental understanding of the metabolic ways and bacterial processes in submerged membranes bioreactors (MBR) operated at high solid retention times. The intensification of the membrane separation was studied as well. In a first experimental batch study, the role of the ratio S0/X0 (substrat/biomasse) was clarified. A cellular multiplication process is favoured at high ratios S0/X0 while a storage compound synthesis process is dominant at low ratios. The membranes bioreactors operation was carried on under continuous and sequencing feeds, with a synthetic effluent based on acetate and Viandox®. Comparatively, the performances of the MBR operated in continuous way were more satisfactory with respect to organic matter removal, sludge production and separation. The lower conversion yields substrate to biomass obtained, were associated to the intensification of maintenance cells functions, lysis process and predation activity. The modelling of the system, with the models of Pirt and ASM3, shows a stabilisation of the active biomass concentration and a constant inert materials accumulation (resulting from endogenous respiration). The interest of estimate this fraction of active biomass (lower than 20% in our operational conditions) is underlined. With regard to membrane separation, the biomass accumulated around the fibres seems not play a crucial role in the fouling process. The influence of the macromolecular compounds has been also studied

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Auby, Isabelle. "Contribution à l'étude des herbiers de Zostera Noltii dans le bassin d'Archachon : Dynamique, production de dégradation, macrofaune associée." Bordeaux 1, 1991. http://www.theses.fr/1991BOR10550.

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Abstract:

Cette étude avait pour but de caractériser l'écologie des herbiers de Zostera Noltii dans le Bassin d'Arcachon. Ces phanérogames marines, qui appartiennent à la famille des Potamogétonacées, occupent dans la baie environ les 3/4 de la superficie des zones intertidales. Malgré leur étendue et l'importance écologique qui en résulte, ces herbiers n'avaient jusque là fait l'objet d'aucune étude quantitative. Différents volets sont abordés dans cette thèse : traitement des populations de zostères (répartition, croissance, production et recyclage) ainsi que la macrofaune qui leur est associée (variations spatiales et temporelles de la nature et de la structure des peuplements animaux). Outre cette approche descriptive, ces travaux ont également permis de quantifier la participation de ces herbiers au bilan de la matière organique dans le Bassin d'Arcachon.

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Goma-Tchimbakala, Joseph. "Dynamique de la matière organique et de l'azote en plantation de limba (terminale superba engler et diels) au Congo : comparaison avec une forêt naturelle." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066437.

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Pallas, Benoît. "Modélisation dynamique des interactions plante-environnement : application à l'étude des interactions entre les relations sources-puits et les processus de développement chez la vigne." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00448756.

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Abstract:

La modélisation dynamique du développement de la vigne offre de nombreuses possibilités pour évaluer la pertinence des pratiques culturales pour répondre à des objectifs de production. Le développement de la vigne résulte de l'effet de différents facteurs, environnementaux, génotypiques et techniques lorsqu'elle est cultivée. Une des principales variables endogènes, résultant des effets combinés de ces trois facteurs et qui détermine en grande partie la plasticité phénotypique est la compétition trophique entre les organes. Le développement des organes peut-être décomposé en trois processus, l'initiation (organogenèse), l'expansion (morphogenèse), et la croissance en biomasse. Pour la vigne, l'organogenèse des axes est le processus de développement présentant la plus grande plasticité. Ce travail établit les bases pour la construction d'un modèle prédictif, permettant de simuler le développement de plantes de vignes soumises à une gamme de pratiques culturales et dans des environnements contrastés. Notre travail combine deux approches de modélisation, écophysiologique et mathématique. L'originalité de ce travail a été d'utiliser les deux approches de façon conjointe pour tirer parti des outils et des concepts de chacune et pour combler leurs lacunes respectives dans un objectif de modélisation des interactions plante-environnement. Le modèle GreenLab et les outils d'optimisation qui lui sont associés ont permis de quantifier précisément les relations sources-puits entre les organes et le niveau de compétition trophique qui en résulte à l'échelle de la plante. L'approche écophysiologique a permis d'établir de nouveaux formalismes de la réponse des processus d'organogénèse aux contraintes environnementales, et de les implémenter dans le modèle GreenLab. Un simulateur stochastique du développement de la vigne dans des environnements variés (thermiques, hydriques, lumineux) a ainsi pu être développé.

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Barry, Ugo. "Comportement du procédé R3F en nitrification : suivi, modélisation dynamique et limites du procédé." Phd thesis, AgroParisTech, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00925421.

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Abstract:

Le procédé à biofilm R3F / MBBR est une technologie récente en France qui vient s'ajouter à la gamme des procédés biologiques de traitement de la matière organique et azotée des eaux usées. Sa valeur ajoutée repose sur sa compacité grâce au développement d'une quantité importante de biomasse bactérienne dans un ouvrage à emprise au sol faible. Ainsi, le procédé R3F / MBBR s'avère être une solution intéressante pour le traitement de l'azote dans un contexte de contrainte foncière importante. Le principe de la technologie est l'emploi de biomédias, supports plastiques de quelques centimètres, sur lesquels un biofilm bactérien se développe. Ces biomédias sont mis en suspension dans le réacteur par insufflation d'air ou par brassage mécanique. Aujourd'hui, la modélisation est devenue un outil précieux d'aide au dimensionnement. S'il existe beaucoup de modèles de biofilm aujourd'hui, peu de travaux de recherche ont abouti à l'élaboration d'un modèle dynamique R3F / MBBR à destination de l'ingénierie et capable de simuler le procédé en conditions réelles. Ainsi, l'objectif principal de cette thèse est la construction d'un modèle dynamique utilisable en ingénierie. La validation d'un tel modèle avec des données de terrain n'ayant pas encore été faite, ce point constituera une originalité. Pour ce faire, le fonctionnement d'une unité pilote R3F alimentée par des eaux résiduaires urbaines a été étudié. Le suivi du pilote pendant près de 2 ans en régime pseudo-permanent a d'abord permis d'évaluer les performances de 3 biomédias, travail là encore jamais réalisé. Ensuite, le régime dynamique, par l'application d'à-coups de charge hydraulique à une charge surfacique appliquée donnée, a été étudié. Une campagne de mesure intensive pendant une période de 4 jours en régime dynamique a servi de base pour le calage du modèle. Une période de 30 jours en régime pseudo-permanent a servi de base pour la validation du modèle.Ce travail de modélisation a abouti à l'élaboration d'un protocole de calage qui informe des paramètres à mesurer, et à modifier pour obtenir un modèle dynamique du procédé R3F / MBBR capable de simuler son fonctionnement en conditions réelles. Des protocoles de mesure ont également été élaborés pour estimer la valeur des paramètres à mesurer. Des simulations prédictives réalisées avec le modèle nouvellement calé ont ensuite permis d'évaluer le procédé dans de nouvelles conditions de fonctionnement. Une étude critique du modèle a abouti à la détermination de faiblesses qui limitent la qualité des simulations. Pour ces faiblesses, des propositions d'amélioration ont été apportées.

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Poilpré, Emmanuel. "Mécanisme d'adaptation rapide de Saccharomyces cerevisiae en métabolisme oxydatif : implication des sucres de réserve et de la capacité respiratoire." Toulouse, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAT0007.

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Abstract:

Le métabolisme oxydatif de Saccharomyces cerevisiae a été étudié par l'analyse quantitative des réponses transitoires induites par la perturbation de régimes stabilisés en chemostat. Il a ainsi été démontré que des perturbations telles que des pulses d'acide acétique, des oscillations, une augmentation du taux de dilution déclenchent sans délai une réponse cellulaire dont l'amplitude est déterminée par le pool initial des sucres de réserve. Cette réponse se traduit par une activation du métabolisme aboutissant principalement à une accélération de la croissance mais aussi à un découplage énergétique. Le tréhalose, le glycogène et la capacité respiratoire sont au cœur de l'adaptation cellulaire. La forte sollicitation des voies oxydatives et la production d'acétate (mésurée ou déduite) laissent supposer que le by-pass de la pyruvate deshydogénase est utilisé pour faire face à l'overflow glycolytique du à l'utilisation des sucres de réserve The oxydative metabolism of the yeast Saccharomyces cerevisiae is studied on chemostat culture by disturbing transient states. It is shown that acetate pulse, spontaneous oscillation, shift-up in dilution rate induce the same cell's response, whose magnitude is determined by the initial pool of the carbohydrates storage. The main event of that response is an activation of the metabolism closely linked with an acceleration of the growth. Trehalose, glycogene and the respiratory capacity play a key role in that adaptation. During such dynamics, because of the high oxydative metabolism and acetate production, we postulate that the pyruvate deshydrogenase by-pass is used to cope with the high glycolytic flux due to the breakdown of the storage material

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Chatterjee, Arnab. "Rôle des micro-algues benthiques dans la zone côtière : biomasse, biodiversité, productivité." Thesis, Brest, 2014. http://www.theses.fr/2014BRES0005/document.

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Abstract:

L'état et l'évolution des écosystèmes côtiers font partie des principales préoccupations des institutions européennes. Leur fonctionnement global et leur structure sont fortement conditionnés par le comportement des premiers échelons de la chaîne alimentaire, et en particulier par les micro-algues qui se développent dans la colonne d’eau (phytoplancton) et au niveau du sédiment (microphytobenthos).Ces microalgues constituent les plus importants producteurs primaires des zones côtières (Pannard et al., 2008 ; Woelfel et al., 2010). Ils sont à la base de la chaine trophique et composent l’essentiel de la nourriture de la faune, en particulier des espèces économiquement importantes (praires, huîtres,….). Cependant, bien que le phytoplancton ait été largement étudié, le microphytobenthos est beaucoup moins connu, en particulier dans les zones subtidales. Il colonise tous les milieux (roche, vase…) dès lors qu’il y a suffisamment de lumière pour la photosynthèse (MacIntyre et al. 1996) et sa production peut égaler, voire même dépasser, la production du phytoplancton de la colonne d’eau qui le surplombe (Underwood and kromkamp, 1999). Dans cette étude, nous avons effectué un suivi hebdomadaire en Rade de Brest (55 sorties en mer en 2011), pour étudier simultanément la dynamique saisonnière du phytoplancton et du microphyto-benthos en relation avec les paramètres environnementaux.Nos résultats montrent que la dynamique du phytoplancton et du microphytobenthos dans la zone subtidale sont tout à fait différentes l’une de l'autre. Le microphytobenthos est le premier à se développer dans la saison. Il constitue un apport important d'énergie dans l'écosystème dès le début du printemps (avec 60% de la biomasse totale jusqu'en avril) et joue donc un rôle primordial dans le démarrage de l’activité biologique benthique. Le système se déplace ensuite d'un système dominé par la biomasse benthique au début du printemps, vers un système où la biomasse pélagique prend le dessus.Ces résultats mettent en évidence l’adaptation particulière du microphytobenthos aux faibles éclairements, puisqu’il est capable de produire la même biomasse que le phytoplancton de la colonne d’eau, mais avec 10 fois moins de lumière disponible. Le broutage par les hétérotrophes peut sans doute expliquer le déclin des biomasses microalgales et la différence de dynamique saisonnière après les premières floraisons. Le manque de nutriments, et en particulier les phosphates dissous dans l’eau pourrait aussi être avancé pour expliquer la chute de la biomasse microphytobenthique début d’avril, alors que le déclin du phytoplancton dans la première semaine du mois de mai coïncide à une carence en acide silicique. L’azote inorganique dissous devient ensuite potentiellement limitant dans la colonne d'eau avec des concentrations en dessous du seuil de détection, jusqu'à la fin d'octobre. D’un point de vue taxonomique, la communauté benthique est très spécifique et totalement différente de la communauté pélagique. Nous avons pu identifier 54 espèces, exclusivement des diatomées, toutes pennées, dominées par le genre Navicula. Dans la colonne d’eau, nous avons identifié 74 espèces, parmi lesquelles 51 étaient des diatomées (essentiellement centriques), dominées par Chaetoceros sp.. Le reste était partagé entre les dinoflagellés (dominé par Gymnodium sp.) et d’autres groupes fonctionnels comme les euglena, les cryptophycées, les prasinophycées, quelques rares coccolithophoridés et des petits flagellés non identifiés.Ces résultats très novateurs ouvrent de nouvelles perspectives de recherches. Il serait par exemple très intéressant de mieux comprendre les processus d’adaptation qu’ont développés les microalgues benthiques, pour être capables à des niveaux de lumière beaucoup plus faibles, d’être aussi efficace vis-à-vis de la photosynthèse que leurs homologues pélagiques. Différentes pistes sont à l’étude comme le contenu pigmentaire ou la structure de leur enveloppe siliceuse The most important primary producer groups of the coastal zones are suspended phytoplankton cells (Pannard et al, 2008) and microphytobenthos (MPB) (Woelfel et al., 2010). In these regions, phytoplankton and benthic microalgae are both recognized as being principal components of the diet for economically important suspension-feeding fauna (Gillespie et al., 2000). However, although phytoplankton has been vastly documented, MPB is often understudied.In sufficient light for photosynthesis they can inhabit the top few centimeters of the substrate layers (mud or sand) of marine sediment (Charpy and Charpy-Roubaud 1990, MacIntyre et al. 1996, MacIntyre and Cullen 1996) and play an important role as a food source for higher trophic levels (Revsbech et al. 1981, Sorokin 1991, Charpy and Charpy-Roubaud 1990 ). Benthic microalgal biomass mostly follows a similar distribution to the total organic matter content of surficial sediments indicating that sediment geochemical processes such as nutrient release from the breakdown of organic matter may be important in determining the distribution of MPB (Light, 1998). However, on the other hand, though not proportional with the MPB biomass, benthic production can even surpass the pelagic contribution (Underwood and kromkamp, 1999). With their ability of high primary production benthic microalgal communities can profoundly influence the flux, transformation and turnover of carbon and nutrients in coastal areas. Benthic primary producers contribute to the availability of energy and matter for benthic and pelagic food webs and define benthic and pelagic energy budgets, which affect the chemistry at the sediment-water interface, and regulate sediment stability. The shallow waters, where MPB thrives, allow a more direct interaction between pelagic and benthic processes keeping the benthos much less susceptible to physical and biochemical disturbances such as evaporation, eutrophication, and wind-forcing (Molen, 2011). Because attached microalgae can avoid advective processes and adapt to changes in light availability at short time scales, their importance is particularly enhanced (Phinney, 2004). As a result of the impact that MPB carries in a coastal ecosystem, along with the study of the functional role of MPB, investigations on their diversity have also gained some importance in the last two decades (Sundbaeck & Joensson, 1988; Blanchard, 1990; Montagna et al., 1995). Like phytoplankton, MPB communities can also act as sensitive indicators of water quality as the taxonomic composition of MPB assemblages can vary as per different nutrient levels (Lange-Bertalot, 1979; Kann, 1986). However, although the importance of MPB has been emphasized on intertidal zones (Pinckney & Zingmark, 1993; Colijn & De Jonge, 1984; Herman et al., 2000), the subtidal zones have generally been ignored till yet on this regard and as a result of which not much is known about the MPB dynamics in the subtidal zones. The subtidal zone of Bay of Brest was chosen for this study because there had been comprehensive input of nitrates to the zone in the past century .This zone has being amazingly resistant to eutrophication for quite some time, although silicate and nitrate ratio got down during the past 20 years. Research has been done previously on the spatial distribution of MPB in the zone in terms of primary productivity and biomass, but in order to achieve a more holistic view of these important photoautotrophs, a temporal study is necessary as well. The objectives of this work have been to characterize the temporal distribution of MPB in terms of biomass, productivity and biodiversity in the subtidal zone of Bay of Brest on a monthly scale, assess a comparative reasoning between MPB and the phytoplankton of the overlying water column complying on the same factors and draw an understanding on the significance of seasonal fluctuations of MPB in the overall seasonal distribution of photoautotrophs. […]

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Lyra, Roberto da Fonseca. "Dynamique et transferts dans et au-dessus des couverts forestiers." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30121.

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Abstract:

Le travail de these porte sur l'etude de la dynamique dans deux couverts forestiers tres differents. Le premier correspond a une structure simple de foret de latitude moyenne (foret des pinus pinaster des landes). Le deuxieme est de structure extremement complexe et correspond a une foret dense humide equatoriale dans la region du nord congo. Dans les deux etudes la dynamique est associee a des programmes de chimie de l'atmosphere etudiant les emissions des grandes biomasses ayant une action climatique. Dans les deux cas traites, le travail conduit a un schema dynamique des transferts entre couvert et atmosphere libre. Il conduit a des notions quantifiees en terme d'echange dans le cas de la foret des landes. Dans le cas de la foret du nord congo, le cycle diurne de la turbulence au sein du couvert est apprehende en detail. Dans la couche limite le role des circulations secondaires est nettement mis en evidence

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Mameri, Fateh. "Caractérisation multi-physique et multi-échelle d'une installation de conversion d'énergie : application à une unité de cogénération biomasse." Thesis, Valenciennes, 2018. http://www.theses.fr/2018VALE0049/document.

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Abstract:

La micro-cogénération désigne la production simultanée de deux énergies finales et utilisables à partir d’une seule source d’énergie primaire. Le cas le plus fréquent est la production de la chaleur et de l’électricité. En France, la micro-cogénération concerne les petites puissances (< 36 kWel). Son intérêt réside dans des rendements globaux supérieurs à ceux obtenus dans le cas d’une production séparée équivalente d’électricité et de chaleur. Dans le cas d’une micro-cogénération biomasse, la chaleur est fournie par une chaudière biomasse qui est couplée à un cogénérateur via un échangeur de chaleur gaz – gaz. À cette échelle de puissance, les moteurs à combustion externe ou moteurs à air chaud sont les plus indiqués comme cogénérateur. L’objet de cette thèse est de caractériser et de modéliser une unité de micro-cogénération biomasse qui se compose d’une chaudière domestique à pellets de puissance 30 kWth, d’un moteur à air chaud de type Ericsson et d’un échangeur air–gaz brûlés inséré dans la chambre de combustion de la chaudière. Des modèles dynamiques 0D de la chaudière biomasse et de l’échangeur de chaleur air – gaz brûlés sont développés pour simuler les phases transitoires et représenter l’évolution des variables du système au cours du temps. Les modèles 0D dynamiques ont été validés par des mesures expérimentales. Ils sont capables d'évaluer les performances énergétiques et les pertes de puissance et de quantifier les transferts thermiques entre les fluides de travail (eau et air), les gaz brûlés et les parois en différentes zones au sein du système considéré (chaudière ou échangeur de chaleur air – gaz brûlés). Une post-combustion a été réalisée en injectant de l’air secondaire à différents débits, chauffé à différentes températures dans la partie haute de la chambre de combustion de la chaudière. Des mesures des émissions polluantes au niveau de la cheminée de la chaudière ont été réalisées afin d’examiner l’influence de la post-combustion. Les principaux composants mesurés sont : le dioxyde de carbone, l’oxygène, le monoxyde de carbone et les oxydes d’azote Micro-cogeneration refers to the simultaneous production of two final and usable energies from a single primary energy source. The most common case is the production of heat and electricity. In France, micro-cogeneration concerns small powers (< 36 kWel). Its interest lies in higher efficiencies than those obtained in the case of an equivalent separate production of electricity and heat. In the case of biomass micro-CHP system, the heat is supplied by a biomass boiler that is coupled to a cogenerator via a heat exchanger. For this power, external combustion engines or hot air engines are the most suitable. In the case of The purpose of this PhD thesis work is to characterize and model a biomass micro-CHP unit, with a biomass boiler (30 kWth), an Ericsson engine and an air-flue gas heat exchanger inserted inside the combustion chamber of the boiler. Dynamic models 0D of the biomass boiler and the air-flue gas heat exchanger are developed to simulate the transient phases and to represent the evolution of the variables as a time function. Dynamic 0D models have been validated by experimental measurements. They evaluate the energy performances and power losses and quantify heat transfer between working fluids (water and air), flue gases and walls in different zones in the considered system (boiler or air-flue gas heat exchanger). A post-combustion is investigated by injecting secondary air at different flow rates and different temperatures in the upper part of the boiler combustion chamber. Experimental measurements of pollutant emissions in the boiler chimney are performed to examine the post-combustion influence. The main pollutants measured are: carbon dioxide, oxygen, carbon monoxide and nitrogen oxides

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Oubraim, Saïd. "Dynamique des populations des cladoceres d'un lac eutrophe du massif central francais : "le lac d'aydat", biomasse et production secondaire." Clermont-Ferrand 2, 1987. http://www.theses.fr/1987CLF2S895.

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Oubraim, Saïd. "Dynamique des populations des cladocères d'un lac eutrophe du Massif Central français, le lac d'Aydat biomasse et production secondaire /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37608590g.

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Cadile, Claudia. "Modélisation DEM et approche expérimentale de la dynamique d'un système réactif en lit fluidisé dense : application à la gazéification de la biomasse." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4769/document.

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Abstract:

Le travail réalisé en collaboration entre l’entreprise CNIM et le laboratoire IUSTI a permis la miseen place d’un outil de simulation numérique afin d’étudier à l’échelle locale différents phénomènescouplés qui se produisent dans un réacteur de gazéification en lit fluidisé dense. L’approche choisie,DEM (Discrete Element Method), est basée sur le suivi de paquets de particules. Les résultats desimulation ont été comparés à des mesures expérimentales réalisées dans les laboratoires IUSTIet LERMAB : mesure de pression dans un lit fluidisé peu profond et caractérisation de la réactionde pyrolyse par suivis temporels de la masse volumique par une méthode innovante et de latempérature de la particule de biomasse ainsi que la composition des gaz produits. À plus grandeéchelle, les prédictions numériques du code ont été comparées à des mesures expérimentales deprofil de vitesse des particules et de mélange et ségrégation issues de la littérature. Les résultatsnumériques du lit fluidisé bisolide sans et avec réactions chimiques, obtenus sont en bon accordavec les mesures expérimentales. Ils ont permis de mettre en évidence le fort couplage entre lesphénomènes hydrodynamiques et thermochimiques.Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives tant sur le plan de l’expérimentation que de la simulation numérique où l’approche DEM retenue a montré un fort potentiel. L’extrapolation dumodèle DEM pour la simulation de la gazéification à des réacteurs industriels reste encore un défiau regard des ressources informatiques Energy production from green and renewable resources, such as biomass, are currently experiencinga significant growth. Thermochemical conversion of this biomass by gasification is a process usedfor over a century but still requires significant developments in terms of rentability optimizationand quality improvement of products gases.The work carried out in collaboration between the CNIM company and the IUSTI laboratoryallowed the establishment of a numerical simulation tool to study locally different coupled phenomenaoccurring in a dense fluidized bed gasification reactor. The chosen approach, DEM (DiscreteElement Method), is based on the monitoring of particle packets. The simulation results werecompared to experimental measurements realised in IUSTI and LERMAB laboratories : measuringpressure in a shallow fluidized bed and characterization of pyrolysis reaction with the timetracking of particle density by an innovative method, temperature and the composition of theproducts gases. On a larger scale, the numerical code predictions were compared with velocity,particles mixing and segregation profiles from experimental measurements of the literature. Theobtained numerical results of bi-solid fluidized bed with and without chemical reactions are ingood agreement with the experimental measurements. It helped to highlight the strong couplingbetween hydrodynamic and thermochemical phenomena.This work opens up new perspectives on the experimental plan and numerical simulation whichDEM approach has shown great potential. The extrapolation of the DEM model for the simulationof gasification industrial reactors remains a challenge in terms of computer resources

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Bleuze, Laurent. "Rouissage au sol du chanvre industriel (Cannabis sativa L.) : dynamique sous environnement contrôlé et modélisation Tracking the dynamics of hemp dew retting under controlled environmental conditions." Thesis, Reims, 2019. http://www.theses.fr/2019REIMS022.

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Abstract:

Le rouissage au champ est un processus qui, grâce à une dégradation microbienne sélective des tissus externes des tiges, conduit à la dissociation partielle des fibres cellulosiques extraxylémiennes, facilitant leur extraction mécanique ultérieure. Il est sous le contrôle de facteurs biotiques et abiotiques dont les effets sont encore mal connus. L’objectif du doctorat était de quantifier et modéliser l’influence de ces facteurs sur le rouissage pour le chanvre industriel (Cannabis sativa L.).Le développement d’un système expérimental novateur a permis de conduire le rouissage sur sol en environnement contrôlé (humidité, température et lumière). La dynamique de rouissage a été caractérisée par mesures des paramètres physico-chimiques des paillis (couleur, masse, composition chimique, architecture tissulaire des tiges) et biologiques (activités enzymatiques). La date de récolte du chanvre (au stade floraison ou au stade maturité de la graine), a modifié les caractéristiques chimiques des tiges et leur dynamique de rouissage en réduisant d’environ 14 jours (à 15°C) la durée de rouissage pour les tiges récoltées à la floraison. La dynamique de colonisation microbienne a été mise en évidence à l’échelle des tiges, mais aussi verticalement au sein du paillis. Les résultats ont permis le développement d’un modèle numérique de rouissage simulant la dégradation biologique des tissus externes (BioRETTING) et l’évolution des propriétés du paillis au cours du rouissage (MulchRETTING). Les analyses par colorimétrie et spectroscopie infrarouge (ATR) sont prometteuses pour le développement d’indicateur de suivi du rouissage au champ Dew retting is a process that, through selective microbial degradation of the outer tissues of the stems, leads to partial dissociation of extraxylemic cellulosic fibres, facilitating their subsequent mechanical extraction. It is under the control of biotic and abiotic factors whose effects are still poorly understood. The objective of the doctoral work was to quantify and model the influence of these factors on retting for industrial hemp (Cannabis sativa L.).The development of an innovative experimental system has made it possible to carry out retting on soil in a controlled environment (humidity, temperature and lightning). The retting dynamics was characterized by measurements of the physicochemical parameters of the mulch (color, mass, chemical composition, stem tissue architecture) and biological parameters (enzymatic activities). The harvesting time of hemp (at the flowering stage or at the seed maturity stage) modified the chemical characteristics of the stems and their retting dynamics by reducing by about 14 days (at 15°C) the retting duration for the stems harvested at flowering. The dynamic of microbial colonization has been highlighted at the stem level, but also vertically within the mulch. The results allowed the development of a numerical retting model simulating the biological degradation of external tissues (BioRETTING) and the evolution of mulch properties during retting (MulchRETTING). Colorimetric and infrared spectroscopy (ATR) analyses are promising for the development of dew retting monitoring indicators

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Aleya, Lotfi. "Dynamique des populations phytoplanctoniques du lac aydat, puy de dome (france) : biomasse et activite metabolique de diverses fractions de taille." Clermont-Ferrand 2, 1987. http://www.theses.fr/1987CLF2S899.

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Aleya, Lotfi Magouri Hachem El. "Dynamique des populations phytoplanctoniques du lac d'Aydat, Puy-de-Dôme (France) biomasse et activité métabollique de diverses fractions de taille /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37602218g.

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Fischer, Fabian. "Inférence de la structure et dynamique des forêts tropicales humides avec un modèle individu-centré." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30229.

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Abstract:

Le changement climatique constitue un défi qui dépasse les échelles temporelles et spatiales de la plupart des problèmes. Il nécessite donc des approches qui reflètent la complexité du système terrestre. Cela est particulièrement vrai pour la biosphère et les écosystèmes forestiers, l'une des principales sources d'incertitude dans les projections climatiques. Les efforts concertés de collecte de données, tels que les inventaires forestiers, les bases de données des traits et les nouvelles technologies, telles que la télédétection, ont considérablement accru notre capacité à observer et à analyser l'état actuel de la végétation de la Terre. Cependant, pour estimer les développements futurs et comprendre les feedbacks entre la végétation et le changement climatique, des modèles sont nécessaires pour assimiler ces données et les traduire en dynamique des écosystèmes. Les modèles forestiers mécanistes et individu-centrés sont une approche particulièrement prometteuse, car ils simulent la dynamique forestière "bottom-up", reconstruisent les forêts arbre par arbre, et sont donc capables de prédire des patrons à différentes échelles. Cette thèse continue le développement du simulateur de dynamique forestière TROLL, rajoute la variation intraspécifique et la plasticité de la croissance des arbres, dérive une nouvelle méthode pour traduire les données de télédétection en inventaires forestiers virtuels et l'utilise pour inférer la structure forestière et la dynamique des écosystèmes dans les régions tropicales. Enfin, conformément à l'approche de TROLL, basée sur les traits, une mise à jour d'une base mondiale de traits, la base de données mondiale de la densité du bois est présentée, explorant la contribution des changements évolutives et cartographiant la densité du bois à travers le monde Climate change presents society and science with a challenge that goes beyond the temporal and spatial scales of most practical problems. It therefore requires approaches that reflect the complexity of the Earth's system. This holds particularly true for the biosphere and forest ecosystems, one of the most important sources of uncertainty in climate projections. Concerted data collection efforts, such as forest inventories, trait data bases, and new technologies, such as remote sensing, have considerably increased our ability to observe and analyze the current state of the Earth's vegetation. However, to extrapolate findings into the future and understand the feedbacks between vegetation and climate change, models are needed that assimilate these data and translate them into ecosystem dynamics. Mechanistic and individual-based forest models are a particular promising approach, since they simulate dynamics bottom-up, reconstruct forests tree by tree, and are thus able to predict patterns across scales. This PhD further develops the trait- and individual-based forest growth simulator TROLL, including intraspecific variation and plasticity in tree growth, derives a new method to translate Airborne Lidar data into virtual forest inventories and uses it to infer forest structure and ecosystem dynamics in tropical rain forests. Finally, in line with TROLL's trait-based approach, an update to a global trait base, the Global Wood Density Database is presented, exploring the contribution of evolutionary lineages to wood density variation and mapping wood density across the globe

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Sagan, Gaëlle. "Typologie et dynamique des communautés de diatomées benthiques dans l'écosystème mégatidal de la baie du Mont Saint Michel." Rennes 1, 2001. http://www.theses.fr/2001REN10152.

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Abstract:

Les diatomées benthiques contribuent de 30 à 68 % à la production primaire des zones côtières. La caractérisation de leurs propriétés écologiques et de leur distribution spatiale est très controversée. Nos travaux décrivent une ségrégation spatiale des espèces en zone intertidale. En Baie du Mont-Saint-Michel, une typologie des peuplements est observée à macro-échelle, en relation avec la fréquence de submersion des substrats. Cette typologie est liée aux stratégies biodémographiques des espèces. A méso-échelle, cette ségrégation spatiale varie avec l'amplitude de la marée. A micro-échelle, la typologie et la structure des peuplements sont homogènes car les espèces se distribuent sur la profondeur sédimentaire. La définition d'une échelle d'observation de la distribution spatiale des peuplements de diatomées benthiques liée aux stratégies démographiques, sont nécessaires à la caractérisation de la dynamique de la production primaire de ces peuplements dans les zones intertidales.

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Mignot, Alexandre. "Dynamique temporelle de la bomasse phytoplanctonique et de la production photosynhtétique dans les gyres subtropicaux du Pacifique : une approche basée sur les flotteurs profileurs bio-optiques." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066037.

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Abstract:

Les gyres subtropicaux du Pacifique, occupant 45% de la surface des océans, sont les plus grands écosystèmes marins. La biomasse et la production phytoplanctonique sont faibles tout au long de l’année au centre de ces régions. Néanmoins, de part leur taille immense, leur contribution à la production primaire océanique globale est significative (i. E. 45%). Cependant, la variabilité temporelle de la biomasse phytoplanctonique et des flux de carbone associés reste largement méconnue. Ce constat provient de l’éloignement de ces zones où l’échantillonnage répétitif par des campagnes océanographiques est impossible. Récemment, des capteurs bio-optiques miniaturisés ont été intégrés sur des flotteurs profileurs, permettant désormais l’acquisition de variables biogéochimiques à une échelle saisonnière. Dans cette thèse, nous avons étudié la dynamique saisonnière de la biomasse phytoplanctonique et des flux de carbone associés dans les gyres subtropicaux du Pacifique en utilisant ces nouvelles plateformes. La première partie a consisté au développement de méthodes pour calibrer les propriétés optiques mesurées par les flotteurs profileurs en variables biogéochimiques. Ensuite, grâce aux observations simultanées des propriétés physiques et biogéochimiques, nous avons proposé une interprétation mécanistique de la variation saisonnière de la biomasse phytoplanctonique en fonction de changements d’éclairements et de sels nutritifs. Enfin, l’estimation des taux de production et de pertes du carbone organique particulaire à partir du cycle journalier du coefficient d’atténuation particulaire, a permis d’examiner le statut métabolique des gyres subtropicaux du Pacifique Pacific subtropical gyres are the largest ecosystems in the ocean occupying 45 % of the surface of the ocean. Although phytoplankton biomass and primary production are low throughout the year in the center of these regions, their immense size makes their contribution to global ocean primary production significant (i. E. 45 %). However, there are a great amount of unknowns and uncertainties regarding the dynamics of phytoplankton biomass and associated carbon fluxes as well as the driving forces of these dynamics. This is due, in part, to their remoteness, implying that to date, repetitive ship-based investigations are impossible. Recently, miniaturized bio-optical sensors have been implemented on profiling floats, thus offering new observational capabilities of key biogeochemical variables at seasonal scales. During this doctoral research, we investigated the seasonal dynamics of phytoplankton biomass and associated carbon fluxes in the Pacific subtropical gyres using data from these bio-optical profiling floats. The first part of the thesis was dedicated to develop methods to retrieve biogeochemical variables from the optical parameters acquired by the profiling floats (e. G. Chlorophyll-a content). Secondly, thanks to the synchronous in-situ observations of physical and biogeochemical parameters, we proposed a mechanistic interpretation of the seasonal variation of phytoplankton biomass according to changes in irradiance and nutrients. Finally, the estimation of production and loss rate of particulate organic carbon from the daily cycle of the attenuation coefficient (a proxy of the particle load), allowed to examine the metabolic balance of Pacific subtropical gyres

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Roig, Frédéric. "Transitions et dynamique relaxationnelle de polymères issus de la paroi végétale." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1432/.

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Abstract:

Dans un futur proche, l'augmentation de CO2 stimulera le processus de photosynthèse et pourrait permettre un accroissement considérable de la matière végétale. Comparativement aux sources d'énergie fossile comme le pétrole ou le charbon, la matière végétale représente une ressource renouvelable chaque année. La connaissance de ses propriétés physico-chimiques est primordiale. La modification du patrimoine génétique de certaines espèces végétales permet d'identifier les gènes responsables de la synthèse des polymères constitutifs. L'objectif de ce travail de thèse est d'appliquer des techniques d'analyse thermique couplées à la spectroscopie diélectrique, à l'étude de la structure dynamique de la paroi végétale de l'Arabidopsis Thaliana. Dans une approche analytique, les principaux polymères pariétaux extraits : la cellulose et la lignine, sont étudiés. La transition vitreuse de chaque polymère ainsi que la mobilité moléculaire localisée et délocalisée ont été déterminées. La cellulose étant le constituant structural majeur de la paroi végétale, une attention particulière a été accordée à l'influence de son interaction avec l'eau sur sa structure physique. La diminution de la température de transition vitreuse quand le taux d'hygrométrie augmente, est caractéristique d'un phénomène de plastification. L'étude comparative du composite végétal naturel avec ses polymères pariétaux a montré la contribution de la cellulose et de la lignine dans la dynamique de chaîne de l'Arabidopsis Thaliana. Ces interprétations mettent en évidence l'influence des modifications génétiques sur les interactions inter et intra moléculaires des polymères pariétaux In the future, increasing CO2 will stimulate the photosynthesis process and could allow a substantial increase in plant material. Compared to fossil fuels like oil or char, plant matter represents an annually renewable resource. Knowledge of its physicochemical properties is essential. The gene mutations of plant species allow identifying genes responsible for synthesis of the constituent polymers. The objective of this thesis is to apply thermal analysis techniques coupled with dielectric spectroscopy, to study the dynamic structure of plant cell walls of Arabidopsis Thaliana. In an analytical approach, the major cell wall polysaccharides extracted: cellulose and lignin, are studied. The glass transition of each polymer and the localized and delocalized molecular mobility were determined. Cellulose is the major structural component of plant cell walls; special attention was paid to the influence of its interaction with water on its physical structure. The decrease in glass transition temperature when the humidity increases, is a characteristic phenomenon of plasticization. The comparative study of the composite with natural plant cell wall polymers showed the contribution of cellulose and lignin in the dynamic chain of Arabidopsis Thaliana. These interpretations highlight the impact of genetic modifications on the interactions between and within molecular cell wall polymers

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Krystallidis, Antoine. "Application du génie des procédés aux biotechnologies marines : étude de faisabilité, modélisation et simulation dynamique d'un procédé de culture de microalgues." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1994. http://www.theses.fr/1994ECAP0371.

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Abstract:

Un nouveau procèdé pour la culture de microalgues a été conçu et développé. Ce procédé est basé sur l'amélioration simultanée du transfert de matière gaz-liquide et de la vitesse de photosynthèse dans un système venturi éclairé. Une étude de faisabilité a été menée sur le photobioréacteur avec plusieurs souches microalgales. Les concentrations en biomasse et les taux de croissance obtenus ont été importants et prometteurs. De plus, un modèle a été élaboré pour décrire le comportement d'une souche microalgale dans le procédé de culture. Les résultats du modèle ont été validés par rapport aux résultats expérimentaux, à l'acide de la simulation dynamique, effectuée sur le simulateur généralisé « SpeedUp ».

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Boucher, Uriel. "Dynamique des associations Matières Organiques Particulaires - Elements Traces Métalliques dans les sols au cours de leur biodégradation." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2013. http://www.theses.fr/2013AGPT0070.

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Abstract:

Dans les systèmes sols – plantes contaminés par des Eléments Traces Métalliques (ETM), ces métaux sont susceptibles d'être étroitement associés aux Matières Organiques Particulaires (MOP) issues des résidus végétaux restitués au sol. Ce travail se propose de caractériser la dynamique de ces associations Eléments Traces Métalliques – Matières Organiques Particulaires et les interactions entre dynamique des ETM et dynamique des MOP, au cours d'incubations in vitro de résidus végétaux plus ou moins contaminés en ETM et placés dans une matrice de sol.Basés sur des expériences associant des fragments de feuilles d'une métallophyte, A. halleri, à un sol agricole de grande culture, les résultats ont montré que :• la minéralisation globale du C dans les microcosmes n'est pas affectée par la richesse en Zn et Cd des feuilles d'A. Halleri, même si la minéralisation des fractions biochimiques les moins facilement biodégradables est ralentie.• A l'incorporation au sol des résidus végétaux, une fraction majeure du Cd et Zn initialement retenus en leur sein est très rapidement solubilisée par des processus abiotiques et refixée sur les constituants du sol, tandis qu'à l'inverse une partie de Pb et Cu du sol est « arrachée » de ses sites de fixation et se lie quasi-immédiatement aux résidus végétaux apportés, par l'intermédiaire de la solution du sol.• Les résidus végétaux apportés ont tendance à se ré-enrichir ensuite progressivement en ETM, mais pratiquement pas au-delà des 14 premiers jours d'incubation durant lesquels se produit l'essentiel de la minéralisation. L'accumulation relative liée à cette minéralisation explique sans doute en partie cette phase d'enrichissement, mais d'autres changements, notamment au niveau des interfaces MOP – microorganismes – solution, doivent nécessairement être invoqués. Suite à cela, une compilation des données de la littérature a permis de généraliser les processus d'enrichissement, d'accumulation ou de libération de Cd, Zn, Pb et Cu par les résidus végétaux au cours de leur décomposition. Il ressort notamment que, indépendamment du type de résidus considéré, leur tendance à accumuler des ETM au cours des premières phases de leur décomposition s'inverse à partir de 45-50 % de perte de masse ; ils commencent alors à représenter des sources d'ETM pour les autres constituants du sol.Ces flux d'ETM liés à la biodégradation des associations ETM-MOP représentent des phénomènes importants à prendre en compte dans le cadre de l'évaluation des risques associés à la phyto-gestion des sites contaminés et à la phyto-stabilisation en particulier In soil – plant systems contaminated by Trace Metals (TM), these metals are expected to be closely bound to particulate organic matter (POM) coming from plant debris. The present work aims at characterizing the dynamic of TM – POM associations and the interactions between the fate of trace metals and of particulate organic matter, during in vitro incubations of more or less contaminated plant parts mixed into a soil matrix.Experiments using leaves of metallophyte A. halleri and an unpolluted arable soil sample have shown:• Overall mineralization of C of studied microcosms was not affected by Zn and Cd load of A. halleri leaves, but the mineralization of less biodegradable plant fractions was slower in case of metal rich ones.• When leaves are mixed within the soil matrix, a major part of Cd and Zn that they contained was quickly dissolved by abiotic processes and fixed back onto other soil constituents, whereas parts of soil Pb and soil Cu are extracted and moved onto incorporated POM, via the liquid phase.• Then the incorporated plant residues progressively tend to accumulate all studied TM but only during the first 14 days, the essential period with respect to mineralization. So, the relative increase of TM contents due to loss of organic matter partly explains increasing metal contents, but other transformations, especially around POM – microorganism – solution interfaces, must be considered.Apart from these experiments, a comparative literature review allowed to further understand and generalize the processes of metal enrichment, accumulation or release by plant residues during their decomposition. It is noteworthy that, independently of plant residue type, their trend to accumulate TM during the first stages of transformation comes to a reversal beyond about 45-50% of mass loss; from that point, they start to become a source of TM for other soil constituents.These fluxes of trace metals related to the biodegradration of TM – POM are important phenomena to be taken into account for the risk assessment of phyto-management options and especially of phyto-stabilization of metal polluted soils

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Baig, Muhammad. "Extraction de composant de biomasse lignocellulosique oléagineuse en milieu eau et CO2 subcritique et fonctionnalisation enzymatique." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20215/document.

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Abstract:

La thèse vise l'application du concept de bioraffinerie (extraction, fractionnement, séparation de composés à partir de biomasse avant transformation ultérieure), via le développement d'étapes de production destinées à être associées en un procédé continu. La complexité du solide nécessite une étape de prétraitement effectuée avec une technologie à faible impact environnemental et l'eau subcritique est déjà utilisée comme solvant d'extraction des produits naturels, en sus de leur hydrolyse. Ces travaux ont porté sur l'hydrolyse de polysaccharides (son de riz) et de triacylglycérols (TAG, huile de tournesol) choisis comme modèles. Les caractéristiques de l'eau subcritique (produit ionique, constante diélectrique) mise en œuvre en réacteurs à circulation construits dans ce but, ont permis l'hydrolyse quasi-totale de l'hémicellulose et des TAG. L'addition de CO2 et donc d'acide carbonique a eu un effet positif sur l'hydrolyse de l'hémicellulose. Les acides gras libres résultant de l'hydrolyse ont été estérifiés en ester éthyliques en présence d'une lipase en réacteur continu en milieu CO2 supercritique, avec un taux de synthèse de 95%. Les cinétiques des réactions ci-dessus d'hydrolyse et d'estérification ont été étudiées. La complexité des interactions entre les nombreux paramètres mis en jeu a conduit à appliquer des méthodes de plans d'expérience. Ces méthodes ont été validées avec succès avec les données expérimentales, montrant ainsi leur utilité dans le développement de procédés. La question importante de la solubilité des extractibles dans l'eau subcritique a été traitée et une méthode de prédiction mise au point et validée avec succès avec les données expérimentales. En conclusion, ce travail montre la possibilité d'appliquer le concept novateur de la Bioraffinerie Intégrée en réacteur continu avec des fluides sub- ou supercritique, contrairement à leur mise en œuvre actuelle en réacteur fermé, pour la production de composés commercialisables This work addresses the integrated biorefining concept (extraction, fractionation, separation of compounds from biomass prior to further transformation) by developing discrete units with the ultimate objective of coupling them to enable a continuous flow configuration. Due to the complexity of solid, there is a need for a sustainable and environmentally friendly pre-treatment technology. Sub-critical water has been used as a solvent for extracting natural compounds in addition to hydrolysis. This work investigated the hydrolysis of carbohydrates (rice bran) and triacylglycerols (TAG; sunflower oil) chosen as models. The attribute of subcritical water (ion product and dielectric constant) in continuous flow reactors built for the purpose, allowed almost quantitative hydrolysis of hemicellulose and TAG. The effect of adding CO2 and therefore carbonic acid was positive on the hydrolysis of hemicellulose. Further, free fatty acids were transformed to ethyl esters using lipase within continuous flow super critical CO2 resulting in 95% yield. The hydrolysis and esterification reaction kinetics were studied. To address the complex interplay between multiple processing parameters response surface methodologies (RSM) were developed. Using the empirical data the models were successfully validated, therefore showing the utility of the RSM to assist process development. The important question of solubility of extractible in subcritical water was also addressed, through the development of a prediction method, validated with experimental data. In summary this work shows the possibility of applying the innovative Integrated Biorefining concept under continuous flow conditions -instead of the current application under batch conditions- for producing valuable compounds

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Rizvi, Syed. "Amendements calco-magnésiens de bassins versants forestiers acidifiés : effets sur la dynamique de la matière organique et l'activité biologique du sol." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4796.

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Abstract:

L'objectif principal de ce travail est d'évaluer si l'amendement calco-magnésien de deux bassins versants acidifiés du massif vosgien (un sur grès et un sur granite) engendre des changements de la morphologie des humus, de l'abondance et de la diversité de la mésofaune, de la biomasse fongique, du stockage de carbone dans les horizons organiques 5 et 7 ans après l'amendement. Par ailleurs, nous avons effectué une étude dans des conditions contrôlées de laboratoire en utilisant des microcosmes contenant les horizons organiques du sol provenant de bassins versants acidifiés sur grès et sur granite afin d'évaluer les effets à court terme de l'amendement. Les résultats indiquent que les effets de l'amendement sont beaucoup plus marqués sur le substrat le plus acide. À court terme, sur substrat gréseux, nous observons une diminution de l'abondance de la mésofaune puis une augmentation de celle-ci 5 ans après l'amendement avant de ne montrer plus aucun effet 7 ans après l'épandage. L'effet inverse ou aucun effet n'est par contre observé sur substrat granitique. Le contenu en Ca et Mg de l'horizon OL a augmenté avec l'amendement, mais cet effet n'est également significatif que sur grès. La biomasse fongique du sol n'a pas été affectée par le chaulage, mais est significativement plus élevée sur granite que sur grès. Le chaulage a augmenté l'épaisseur de l'horizon OH sur grès alors qu'il a diminué l'épaisseur de l'horizon OL sur granite, probablement en relation avec les modifications de l'activité biologique (mésofaune ou microorganismes). Enfin, sur substrat gréseux, le stock de carbone de l'humus a augmenté du fait d'un épaississement notable de l'horizon OH avec le chaulage The main objective of this work is to assess the consequences of calco-magnesium liming on two acidified forested catchments in Vosges Mountain (sandstone and granite) on humus morphology, abundance and diversity of mesofauna, fungal biomass and carbon storage in organic horizons 5 and 7 years after liming. Moreover, we performed a study to verify under laboratories conditions by using microcosms filled with soil from acidified catchments lying on sandstone and granite in order to study the short-term effect of calco-magnesium liming. During the two field campaigns, we determined calcium and magnesium contents of OL horizon, pH, humus morphology, mesofauna abundance and diversity, fungal biomass, soil carbon storage of organic layers OL, OF and OH.Results indicated that calco-magnesium liming affects studied parameters in different ways according to elapsed time after liming and the geological substrate (sandstone and granite), the more acidic catchment (sandstone) showing the most remarkable reaction. Results of immediate effects of liming showed a decrease of mesofauna abundance and then gradually increasing tendencies in field campaigns after 5 years while no effect after 7 years after liming. The opposite or no effects were observed on granite substrate. Ca and Mg contents in OL horizon increased by liming but this effect were only significant on sandstone substrate. Soil fungal biomass was not affected by liming but was significantly higher on granite substrate than sandstone. Liming increased the OH horizon thickness on sandstone while decreased the OL horizon on granite, under the influence of biological activity (mesofauna vs microorganisms)

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Nguyen, Cam Chi. "Dynamique, structure et production de la végétation du Gourma (Sahel, Mali) en relation avec les sols, l'occupation des sols et les systèmes hydriques : étude de télédétection à haute et moyenne résolution." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30143.

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Abstract:

Le Sahel, région semi-aride située au sud du désert du Sahara, est particulièrement sensible au changement climatique et est soumise à une forte variabilité inter-annuelle et décennale des précipitations. Au cours des dernières décennies, la région a été marquée par deux périodes de sécheresse intense dans les années 1972-1973 et 1983-1984, qui ont eu des conséquences dramatiques sur les ressources en eau et la végétation, provoquant l'érosion des sols, d'énormes pertes en bétail et des récoltes catastrophiques accentuant la paupérisation des populations rurales. Ces travaux de thèse contribuent à un effort d'identification et de quantification par télédétection des changements d'états de surface sur une grande région du Sahel malien, le Gourma qui s'étend sur près de 90 000 km² et couvre tout le gradient bioclimatique sahélien. L'étude s'appuie sur une importante base de données constituée au sol par des sites pastoraux et agricoles suivis dans le cadre de plusieurs programmes nationaux et internationaux. Trois sources de données de télédétection sont utilisées : 1) l'imagerie multi-spectrale à haute résolution spatiale Landsat, 2) l'imagerie couleur à très haute résolution spatiale observée en vision pseudo-stéréoscopique de Google Earth et 3) le produit NDVI du capteur MODIS à moyenne résolution spatiale mais à haute répétitivité temporelle. Les résultats présentés fournissent une caractérisation détaillée à l'échelle de la région du Gourma des types de surfaces sol-végétation, de l'occupation agricole des sols, du fonctionnement hydrique et aussi des productions végétales moyennes sur 14 années, herbacées et foliaires des ligneux. Pour quelques-unes de ces variables, et sur une partie de la région au moins, les résultats ont quantifié la dynamique historique de 1986 à 2011. Au niveau de la commune de Hombori, l'historique remonte jusqu'à 1955. Les résultats montrent clairement que la dynamique des mises en culture n'est pas responsable de la concentration du ruissellement observé dans le Gourma comme ailleurs au Sahel The Sahel is a semiarid region located south of the Sahara desert. The Sahel is particularly sensitive to climatic change and is subject to a high inter-annual and decadal rainfall variability. This region was marked by two periods of very severe droughts which occurred in 1983 - 1984 and 1972-1973 within a long dry period which began in 1970. This long drought deeply impacted water resources and vegetation, causing soil erosion, huge livestock losses and catastrophic harvests accentuating the impoverishment of the rural population. This study is an attempt to characterize and quantify changes in soils, vegetation and hydrology at the scale of the Gourma region (90 000 km²) located in Northern Mali from the last 55 years. Three types of remote sensing data have been used: 1) high spatial resolution Landsat images, 2) very high spatial resolution Geo-Eye images (Google-Earth) and 3) NDVI data measured by the moderate spatial resolution satellite (MODIS). The approach aims to characterize soil surface texture, local redistribution of rainwater by surface run off, surface hydrology and vegetation cover changes over the considered period. Temporal dynamics of vegetation and soils are pointed out. Particularly, this study shows the strong relationships between soil types, surface hydrology and vegetation dynamics at different spatial scales. Land cover changes are also characterized over the considered period

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MANLAY, Raphaël. "Dynamique de la matière organique à l'échelle d'un terroir agro-pastoral de savane ouest-africaine (sud-Sénégal)." Phd thesis, ENGREF (AgroParisTech), 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005770.

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Abstract:

La matière organique (MO) remplit de multiples fonctions dans les systèmes agro-pastoraux ouest-africains. Or l'offre en ressource organique y diminue depuis plusieurs décennies. Afin d'estimer la viabilité d'un terroir agro-pastoral dans le sud du Sénégal, les bilans (stocks et flux) du carbone (C), de l'azote (N) et du phosphore (P ; assimilable seulement dans le sol et noté POD) y ont donc été établis. Le terroir choisi était organisé en auréoles, avec une intensification croissante des pratiques de la périphérie (auréole de brousse) vers le village (champs de case). Les stocks dans le système sol-plante étaient de 54,7 tC, 2,63 tN et 43,5 kgP ha-1 dans les jachères âgées, soit des croîts respectifs de 97, 29 et 251 % par rapport aux cultures de brousse (l'augmentation ayant lieu essentiellement dans la biomasse végétale). Les stocks mesurés dans le sol des champs de case étaient supérieurs à ceux des cultures de brousse, essentiellement dans l'horizon 0-10 cm. Cependant, la faible réponse globale des stocks de carbone des sols sableux à la jachère et à la fumure ne peut être interprétée qu'en réévaluant le rôle bio-thermodynamique joué par le carbone dans l'intégrité des agroécosystèmes locaux. Les stocks moyens sur le terroir contrôlables par l'homme furent estimés à 29,7 tC, 1,52 tN and 28,6 kgP ha-1 en 1997. Le carbone était stocké surtout dans le sol. Elevage, récoltes et collecte de bois ont représenté respectivement 59, 27 et 14 % des prélèvements de carbone dans le terroir. Grâce à eux, des flux importants de carbone ont été établis vers les champs de case (3,8 tC ha-1 an-1), et les pertes minérales globales ont été estimées à 4 kgN et 1 kgP ha-1 an-1. Le terroir était donc proche de l'équilibre minéral. Mais selon la dynamique démographique actuelle, la perte de carbone pourrait atteindre 0,38 tC ha-1 an-1, et la demande en carbone doubler durant les 30 prochaines années. Sans intensification des pratiques, ceci remettrait en cause la viabilité du système.

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Yao, Yitong. "Impacts of drought on biomass and carbon fluxes in the Amazon rainforest : a modeling approach." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPASJ010.

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Abstract:

Les sécheresses ont eu un impact récurrent sur les forêts tropicales amazoniennes, amenuisant la capacité de puits de carbone de la biomasse forestière. La plupart des modèles globaux de surface terrestre utilisés pour les évaluations du budget mondial du carbone et les projections climatiques futures, n'intègrent pas la mortalité des arbres induite par la sécheresse. Leurs prévisions de la dynamique de la biomasse sont donc sujettes à de grandes incertitudes. Les faiblesses des modèlesglobaux sont liés à : (1) l’absence de la représentation explicite du transport hydraulique; (2) le manque d'équations basées sur les processus à travers la description de la façon dont une altération du système de transport hydraulique des arbres conduit à la mortalité ; (3) le manque de représentation de la mortalité à travers les tailles des arbres. Tout d'abord, j'ai implémenté une architecture hydraulique mécaniste qui a été conçue par E. Joetzjer, et un module de mortalité des arbres que j'ai conçu dans l'ORCHIDEE-CAN-NHA. Notre modèle a produit des taux annuels de mortalité des arbres comparables à ceux observés et a capturé la dynamique de la biomasse. Ce travail fournit une base pour des recherches ultérieures sur l'assimilationdes données d'observation expérimentales afin de paramétrer la mortalité des arbres induite par la défaillance hydraulique.Deuxièmement, j'ai appliqué ORCHIDEE-CAN-NHA sur la forêt tropicale intacte de l'Amazonie. Le modèle a reproduit la sensibilité à la sécheresse de la croissance et de la mortalité de la biomasse aérienne (AGB) observée sur des réseaux de placettes d'inventaire forestier dans les forêts intactes d'Amazonie pour les deux récentes méga-sécheresses de 2005 et 2010. Dans le modèle, même si le changement climatique, avec des sécheresses devenant plus sévères, a eu tendance à intensifier la mortalité des arbres, l'augmentation de la concentration de CO2 a contribué à atténuer la perte de carbone due à la mortalité en supprimant la transpiration. Enfin, j'ai utilisé le modèle ORCHIDEE-CAN-NHA afin de simuler le futur du stockage ducarbone dans la biomasse en Amazonie. La plupart des modèles climatiques (ISIMIP-2) projettent néanmoins de manière cohérente une tendance plus sèche dans le nord-est de l'Amazonie. La simulation forcée par le modèle climatique HadGEM dans le scénario RCP8.5 montre un assèchement plus prononcé dans l'est et le nord-est de l'Amazonie, avec un point d'intersection où le puits de carbone se transforme en source de carbone dans le bouclier guyanais et le centre-est de l'Amazonie, au milieu du 21e siècle. Cette étude permet de prédire l'évolution future de la dynamique de la biomasse de la forêtamazonienne avec un modèle amélioré basé sur les processus, capable de reproduire la mortalité induitepar le changement climatique. Dans les sections conclusion et perspectives, des développements futurs et des priorités de recherche sont proposés, qui amélioreraient la fiabilité et les performances du modèle basé sur les processus présentés dans cette thèse, permettant de mieux capturer les mécanismes qui contrôlent l'évolution de la dynamique de la biomasse forestière face à des risques de sécheresse plus fréquents Droughts have recurrently impacted the Amazon rainforests, undermining the forest biomass carbon sink capacity due to a quicker increase of biomass mortality compared to growth. Most global land surface models used for assessments of the Global Carbon Budget and future climate projections have not incorporated drought-induced tree mortality. Their prediction of biomass dynamics are therefore subject to large uncertainties, as a result of (1) lack of explicit simulation of hydraulic transportin the continuum from soil to leaves; (2) lack of process-based equations connecting the impairment of the hydraulic transport system of trees to mortality; (3) lack of representation of mortality across trees sizes. To address these critical research gaps, I improved plant hydraulic representation in ORCHIDEECAN. This model was re-calibrated and evaluated over rainforests in Amazon basin, and applied to simulate the future evolution of biomass dynamics facing droughts. Firstly, I implemented a mechanistic hydraulic architecture that was designed by E. Joetzjer, and a hydraulic-failure related tree mortality module that I designed into ORCHIDEE-CAN. The model was calibrated against the world’s longest running drought manipulation experiment of Caxiuana in the eastern Amazon. Our model produced comparable annual tree mortality rates than the observation andcaptured biomass dynamics. This work provides a basis for further research in assimilating experimental observation data to parameterize the hydraulic failure induced tree mortality. Secondly, I applied ORCHIDEE-CAN-NHA over the Amazon intact rainforest. The model reproduced the drought sensitivity of aboveground biomass (AGB) growth and mortality observed atnetworks of forest inventory plots across Amazon intact forests for the two recent mega-droughts of 2005 and 2010. We predicted a more negative sensitivity of the net biomass carbon sink to water deficits for the recent 2015/16 El Nino, which was the most severe drought in the historical record. In the model, even if climate change with droughts becoming more severe tended to intensify tree mortality, increased CO2 concentration contributed to attenuate the C loss due to mortality by suppressing transpiration.Lastly, I used the ORCHIDEE-CAN-NHA model for future simulations of biomass carbondynamics. Most climate models (ISIMIP2 program) consistently predict a drier trend in northeastern Amazon. The simulation forced by the HadGEM climate model in the RCP8.5 scenario shows the most pronounced drying in eastern and northeastern Amazon, with a cross-over point at which the carbon sink turned to a carbon source in the Guiana Shield and East-central Amazon in the middle of the 21st century. This study sheds light on predicting the future evolution of Amazon rainforest biomass dynamics with an improved process-based model able to reproduce climate-change induced mortality.In the conclusion and outlook sections, future developments and research priorities are proposed, which would improve the reliability and performances of the process-based model presented in this dissertation, allowing to better capture mechanisms that control the evolution of forest biomass dynamics in the face of more frequent drought risks

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Iman, Bahmani. "Influence des facteurs environnementaux sur la dynamique de tallage et la croissance des feuilles des cultivars de Raygrass pérenne (Lolium pérenne) 'Ellet' et 'Grasslands ruanui'." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPL028N.

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Abstract:

Les objectifs de cette étude ont été de comparer la dynamique de tallage, le comportement de floraison et la productivité de deux cultivars de ray-grass pérennes, sous des traitements azote et irrigation différents. L’expérimentation au champ conduite à hamilton, Nouvelle Zélande, a été rotationnellement pâturée par des vaches laitières (3. 2 vaches/ha). Les résultats de cette première étude ont montre qu'Ellett avait une accumulation de biomase plus importante et une densité de talles plus faible que grasslands ruanui. La différence de productivité printanière, entre cultivars, était probablement reliee a la forte production de talles reproductrice d'Ellett, en comparaison avec grasslands ruanui. Suite au traitement azote, Ellett avait tendance à former plus de talles reproductrices tandis que grasslands ruanui a formé plus de talles végétatives. La dynamique de tallage saisonnière des cultivars s'est avérée très similaire quelque soit le traitement azote ou irrigation. Grasslands ruanui augmente considérablement sa densité de talles sous traitement azote en comparaison à Ellett, ce qui, souvent se traduit par un déclin de la population de talles via un taux de mortalité supérieure aux taux d'apparition des talles, en particuliers en automne. Dans le but de mieux interpréter les comportements de tallage observe au champ, une expérimentation semi-contrôlée a été mise en place à Lusignan, France. Cette expérimentation conduite au stade végétatif, a permis de caractériser les composantes morphologiques des cultivars, en relation au nombre de talles par plante caractérise par la vitesse d'apparition des feuilles et le site filling, sous un traitement de lumière témoin et un traitement ombrage. Les résultats ont montré qu'Ellett avait des feuilles longues et une densité de talles faible contrairement à grasslands ruanui qui avait des feuilles courtes et une densité de talles plus élevée, quelque soit les traitements lumière. Une approche conceptuelle aidant à mieux comprendre les changements saisonniers de population de talles a été développée.

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Oulad, Ali Hassan. "Role et importance des rotiferes planctoniques dans un ecosysteme lacustre eutrophe de la zone temperee nord : le lac d'aydat (france) : dynamique des populations, biomasse, production, activites de broutage et efficacite d'assimilation." Clermont-Ferrand 2, 1988. http://www.theses.fr/1988CLF21115.

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Oulad, Ali Hassan. "Rôle et importance des rotifères planctoniques dans un écosystème lacustre euthrope de la zỏne tempérée nord, le lac d'Aydat (France) dynamique des populations, biomasse, production, activités de broutage et efficacités d'assimilation /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37617230r.

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Fumenia, Alain. "Dynamique spatiale et temporelle de la biomasse organique particulaire synthétisée dans une région océanique fortement influencée par la fixation de diazote atmosphérique (campagne océanographique OUTPACE dans le Pacifique tropical sud-ouest)." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0173.

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Dans le Pacifique tropical sud-ouest (WTSP), la dynamique de la matière organique particulaire (MOP) est contrôlée par deux systèmes planctoniques à priori distincts. Dans la couche de mélange, la MOP produite présente un excès d’azote par rapport à la valeur attendue par la stœchiométrie de Redfield, avec un rapport N:P de 19±2. Nos résultats démontrent que l’intense fixation biologique de diazote (N2) mesurée dans cette région est la principale source d’azote nouveau capable de soutenir la production de MOP enrichie en N.Des relations statistiquement significatives ont été observées entre les valeurs de bbp et de NOP (POP) (R²=0.87 et 0.91, respectivement), permettant de définir des proxys optiques (PONopt et POPopt) de la biomasse organique particulaire. Sur toute la période d’étude (3 années), des augmentations significatives de PONopt sont observées uniquement dans l’Archipel Mélanésien et en période stratifiée. Cette production de biomasse autotrophe (et de particules associées) est soutenue que par l’apport d’azote via le processus de fixation de N2.À proximité du fond de la couche euphotique (Z01), dans les eaux de subsurface faiblement éclairées mais suffisamment riches en éléments nutritifs, un maximum de chlorophylle-a (Chla) de subsurface (SCML) est associé en permanence à un maximum de biomasse organique particulaire. Les résultats montrent qu’une production communautaire nette relativement faible mais positive (0.08 ± 0.01 mmol m-3 j-1 en moyenne) dans les couches faiblement éclairées entre Z01 et la profondeur à laquelle le PAR est réduit à 0.1% de sa valeur de surface (Z001) In the Western Tropical South Pacific (WTSP), the dynamics of the particulate organic matter (POM) derives from two distinct planktonic systems in this oligotrophic region.In the mixed layer, the POM presents an excess of nitrogen with respect to the Redfield stoichiometry, with a N:P ratio of 19 ± 2. In this study, the high rates of biological dinitrogen fixation (N2) measured in this region has been pointed as the main source of new nitrogen, supporting the N-enriched POM production.Statistically significant relationships between bbp and PON (and POP) concentrations were established (R² = 0.87 and 0.91, respectively), allowing to define, for the first time, optical proxies (PONopt and POPopt) of particulate organic biomass. During the stratified periods of the studied period (3 years), significant increases in PONopt are observed only in the Melanesian Archipelago. These recurrent increases of PON concentrations in this area can only be supported by nitrogen input via the N2 fixation process.In the vicinity of the euphotic depth (Z01), a Subsurface Maximum of Chlorophyll-a (Chla) Layer (SCML) is permanently associated with a maximum of particulate organic biomass. By using O2 data collected by the float FA on a seasonal time scale, the calculated Net Community Production (0.08 ± 0.01 mmol m-3 d-1 on average) exhibited a low but positive value within the SCML, in the dimly lit layers between Z01 and the depth in which the measured PAR is reduced to 0.1% of its surface value (Z001)

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Genries, Aurélie. "Incendies, dynamique et structure des communautés forestières subalpines à pin cembro (Pinus cembra L. ) dans les Alpes." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20127.

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Abstract:

Dans les Alpes, le changement climatique devrait avoir pour conséquences une baisse des précipitations et une augmentation de la fréquence des perturbations dans les décennies à venir. Or, le feu y est actuellement rare et les forêts subalpines sont particulièrement sensibles aux perturbations. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes d'action du feu et de sa fréquence sur la structure et la dynamique de ces forêts. Dans un premier temps, l'étude paléoécologique de deux lacs de la vallée de la Maurienne (France), a montré l'existence de phases de haute fréquence de feux asynchrones dans la vallée pendant l'Holocène, mais ayant entraîné des dynamiques de végétation similaires. Celles-ci se caractérisent par une ouverture des forêts de pin cembro au profit d'érables et/ou d'aulnes blancs. Ces feux, majoritairement de surface, semblent n'avoir jamais été en mesure de réduire considérablement la population de pin cembro, excepté lors d'une phase à très haute fréquence. Dans un deuxième temps, l'étude comparative d'une parcelle de forêt subalpine ayant brûlée 3 fois lors des 180 dernières années avec une autre n'ayant pas brûlé, révèle que ces feux ont entraîné une augmentation de la densité d'arbres, et que la régénération est plus forte en zone brûlée. Néanmoins, le pâturage aurait été le facteur principal contrôlant la structure de la végétation, et l'abandon des pratiques agricoles dans les années 1950 serait à l'origine d'une régénération du pin cembro aux dépens du mélèze d'Europe. Ainsi, seule une forte augmentation de la fréquence de feu ou un retour au pastoralisme dans les décennies à venir semblent pouvoir limiter la transformation des forêts subalpines mixtes vers des forêts dominées par le pin cembro In the Alps, the climate change may lead to a decrease in precipitations and an increase in disturbance frequency during the next decades. However, fire is rare in these mountains and subalpine forests are particularly sensitive to disturbances. The aim of this thesis is to study the mechanisms of fire and fire frequency on the structure and the dynamics of these forests. First, the paleoecological of two lakes of the Maurienne valley (France), has shown the occurrence of asynchronous high fire frequencies in the valley during the Holocene, but having triggered similar vegetation dynamics. Those trajectories are characterized by the opening of cembra pine forests, favourable to maples and/or alders. These fires, mainly surface fires, seem to never have endangered the cembra pine population, except during a high frequency period. Second, the comparative study of a stand burned 3 times during the past 180 years with a not burned stand, in a mixed subalpine forest of the Maurienne valley, reveals that those fires have lead to an increase in tree density, and that regeneration is more important in the burned stand. Nevertheless, grazing would have been the main factor controlling the vegetation structure, and the abandonment of farming in the 1950's would have induced the present cembra pine regeneration at the expense of larch. Consequently, only an increase in fire frequency or a reactivation of grazing in the next decades seem to be able to limit the transformation of mixed subalpine forests in pure cembra pine forests

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Hess, Manon. "Restauration écologique des communautés végétales après éradication d'espèces invasives : Rôle de la dynamique de colonisation et des effets de priorité Using limiting similarity to enhance invasion resistance: theoretical and practical concerns Priority effects: Emerging principles for invasive plant species management Giving recipient communities a greater head start and including productive species boosts early resistance to invasion." Thesis, Avignon, 2020. http://www.theses.fr/2020AVIG0357.

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Abstract:

Les plantes invasives posent d’importants problèmes environnementaux et de santé publique, et leur contrôle est aujourd’hui un défi majeur. Elles rencontrent des conditions particulièrement favorables après des perturbations conduisant à une suppression du couvert végétal. La mise en place d’un couvert végétal séquestrant rapidement ces ressources parait alors une réponse probante pour réduire l’invasion. Néanmoins, les caractéristiques des communautés nécessaires pour exercer une résistance efficace dans les premières phases d’installation sont encore peu connues.Je me suis intéressée à deux mécanismes qui pourraient influencer la résistance à l’invasion des communautés végétales herbacées lors des premiers stades d’installation après une perturbation majeure, que sont (1) la ‘limiting similarity’, impliquant que la coexistence d’espèces partageant la même niche écologique est limitée par l’exclusion compétitive, et (2) les effets de priorité, qui surviennent lorsque l’installation d’une espèce affecte la performance ou la survie d’une espèce arrivant par la suite. L’examen de la littérature confirme que l’application de la ‘limiting similarity’ pour lutter contre les plantes invasives est complexe et n’a, jusqu’à aujourd’hui, fait preuve d’efficacité. Intégrer les effets de priorité aux méthodes de contrôle des plantes invasives après une perturbation semble d’avantage prometteur. Une des stratégies consiste en la mise en place d’un couvert végétal exerçant de forts effets de priorité négatifs, diminuant le succès d’installation des plantes invasives. Deux expérimentations en serre ont été réalisées à cet effet, visant à jouer sur les effets de priorité de la communauté native receveuse afin d’en comprendre l’implication dans la résistance à l’invasion. Dans une première expérimentation, le temps d’avance de la communauté receveuse sur l’arrivée de trois espèces invasives (i.e. Ambrosia artemisiifolia, Bothriochloa barbinodis et Cortaderia selloana), la composition en espèces et la densité des semis ont été manipulés. Une meilleure résistance à l’invasion a été observée lorsque les communautés produisent une forte biomasse aérienne, cette dernière étant associée à la présence d’espèces productives. Retarder l’arrivée des espèces invasives a également réduit le succès d’invasion, mais ceci uniquement lorsque la production de biomasse était suffisamment importante. Une seconde expérimentation a porté sur l’influence de l’identité de la première espèce installée dans la communauté receveuse ainsi que l’ordre de semis des espèces (semis simultané de la communauté ou séquentiel) sur la structuration de la communauté et les conséquences sur sa résistance à l’invasion par A. artemisiifolia. Des différences minimes dans la dynamique de colonisation de la communauté receveuse a substantiellement affecté sa structure, sa production de biomasse, la concentration du sol en nutriments, ainsi que sa résistance précoce à l’invasion. Le semis séquentiel a généralement diminué la résistance à l’invasion par rapport au semis simultané de l’ensemble de la communauté. Les espèces installées en premier ont généré des effets de priorité d’intensité variable, vraisemblablement par le biais de la compétition racinaire, impactant l’invasibilité.En conclusion, la dynamique de colonisation a considérablement influencé le succès d'invasion par le biais de différences de production de biomasse et de préemption des ressources. Les effets de priorité des communautés récemment établies et la résistance à l'invasion associée pourraient être améliorés en (1) maximisant le temps d’avance à la communauté receveuse par rapport aux espèces invasives, (2) introduisant des espèces capables de produire rapidement de la biomasse et de préempter les ressources du sol, et (3) évitant le semis séquentiel, en particulier lorsque les premières espèces installées sont des espèces productives fixatrices d'azote Invasive plant species cause serious environmental and sanitary issues and their control is today a major challenge. Disturbances involving vegetation removal and an increase in resource availability offer particularly favorable conditions for invasive plant colonization. Establishing a plant cover rapidly sequestering resources could be a relevant strategy to limit invasion. However, little is known about the characteristics enabling newly established communities to exert strong invasion resistance, especially in the early growth stages.In this thesis, I focused on two potential determinants of invasion resistance of herbaceous plant communities in the early growth stages after a major disturbance, which are (1) the concept of limiting similarity, stating that the coexistence of species sharing the same ecological niche is limited by competitive exclusion, and (2) priority effects, which occur when the establishment of a species affects the performance or survival of later arriving species. The application of limiting similarity to control invasive plants appears complex, ineffective and unsuitable for the most common situations. In contrast, integrating priority effects into invasive plant management strategies seems more promising. One strategy consists in restoring a plant cover exerting strong negative priority effects, decreasing the success of subsequent invasive plant establishment. In two greenhouse experiments, I explored the role of priority effects in early invasion resistance. In a first experiment, I manipulated species composition, sowing density and the elapsed time between community sowing and invasion by Ambrosia artemisiifolia, Bothriochloa barbinodis and Cortaderia selloana. A higher invasion resistance was observed when communities produced a high aboveground biomass, which was associated with the presence of productive species. Delaying invasive species arrival also decreased invasion success, but only if it allowed a sufficient increase in biomass production. A second experiment investigated how the identity of the first native colonizer (one of two grasses: Dactylis glomerata and Lolium perenne, or one of two legumes: Onobrychis viciifolia and Trifolium repens) and the timing of species establishment (synchronous vs. sequential sowing) influenced the structuration of the recipient community and its resistance to invasion by A. artemisiifolia. Small differences in assembly history of the recipient community substantially affected community structure, biomass production, soil nutrient content, as well as early invasion resistance. Sequential sowing generally decreased invasion resistance compared with a synchronous sowing. Early colonizers generated priority effects of variable strength most likely via belowground competition, which affected A. artemisiifolia’s invasion success. A prior establishment of the N-fixing legume T. repens particularly boosted A. artemisiifolia’s performance. In conclusions, this thesis work highlights the inadequacy of revegetation strategies based on limiting similarity and reveals promising perspectives of manipulating assembly history and priority effects for designing invasion resistant communities. Assembly history significantly influenced early invasion success by inducing differences in biomass production and resource preemption by the recipient community. Priority effects of newly established communities and associated invasion resistance could be enhanced by (1) giving as much time advance as possible to the recipient community over invasives, (2) introducing species displaying an ability to rapidly produce biomass and preempt soil resources, or (3) avoiding sequential sowing especially when early colonizers are nitrogen-fixing, productive species

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Meyer, Victoria. "De la canopée à la biomasse : télédétection lidar des dynamiques de la forêt tropicale à différentes échelles." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30028.

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Abstract:

L'estimation précise da la biomasse des forêts tropicales est un enjeu important pour des programmes tels que REDD+ et autres politiques environnementales. Cette thèse étudie comment des métriques lidar aident à estimer la biomasse aérienne (AGB) et suit trois axes: le premier chapitre traite de la détection de la dynamique des forêts. Nous explorons quelle échelle/résolution/taille de parcelle et quelles métriques lidar sont optimales pour estimer la biomasse et ses dynamiques. Nous avons trouvé qu'une résolution d'au moins un hectare et la hauteur de canopée moyenne donnent les meilleurs résultats. Le deuxième chapitre traite des dynamiques spatiales et compare neuf sites situés dans les Néotropiques. Nous présentons une nouvelle métrique représentant l'aire des larges canopées (LCA), couplée avec la densité de bois moyenne des sites pour estimer leur biomasse. Nous montrons ainsi que les différences entre sites peuvent être dépassées et qu'un seul modèle peut être utilisé pour estimer leur biomasse. Enfin, le troisième chapitre présente la carte de biomasse d'une région méconnue et peu étudiée de Colombie, obtenue à partir d'un algorithme d'apprentissage automatique combinant des données lidar, de terrain, et des données satellitaires. Les trois chapitres soulignent l'importance d'identifier les différentes sources d'erreur et les incertitudes liées au processus d'estimation de biomasse. Ce travail représente une avancée dans l'étude du lidar en étant le premier à avoir estimé les dynamiques de biomasse en utilisant des instruments différents en forêt tropicale et à avoir produit la première carte de biomasse d'une région, comblant ainsi un vide qui existait sur la connaissance des forêts de Colombie Accurate estimation of biomass in tropical forests is of prime importance for programs such as REDD+ and for environmental policy in general. This thesis studies how lidar metrics can derive aboveground biomass (AGB) accurately and follows three axes : the first chapter deals with change detection of forest dynamics. It explores what scale/resolution/field plot size as well as which lidar-metrics are best to estimate AGB and AGB changes. We found that a resolution of at least 1ha and the mean canopy height metric give better results. The second chapter deals with spatial dynamics and compares nine sites in the Neotropics. We introduce a new metric representing large canopy area (LCA), coupled with mean wood density, to estimate AGB across sites and show that differences between sites can be overcome. Finally, our last chapter introduces a regional biomass map of a poorly known region of Colombia, using a machine learning algorithm combining airborne lidar data, field data and spaceborne remote sensing data. The three chapters emphasize on the importance of identifying sources of error and uncertainties. This work represents an advance in lidar studies by being the first one to estimate biomass changes using different sensors in tropical forests, exploring a new area and filling a gap in the knowledge of tropical forests of Colombia

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YANG, WEN ZHU. "Etude cinetique de la colonisation microbienne des aliments dans le rumen du mouton. Consequences sur la compartimentation de la biomasse et sur sa dynamique de sortie du rumen dans le cas de differents types de rations." Clermont-Ferrand 2, 1991. http://www.theses.fr/1991CLF21307.

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L'objectif de ce travail a ete de preciser les facteurs d'origine alimentaire qui influencent la quantite de microorganismes adherant aux particules du contenu ruminal (colonisation microbienne) et leurs consequences sur la distribution de la biomasse et sur sa dynamique de sortie du rumen. Dans une premiere partie, 3 fourrages (foin de luzerne, foin de prairie permanente, paille de ble) et 3 aliments concentres (mais-grain, tourteau de soja, pulpe de betterave deshydratee) ont ete incubes en sachets de nylon pendant 0. 25 a 48 h, dans le rumen de moutons dont la biomasse etait marquee par #1#5n. Leur colonisation est rapide, puis, selon l'aliment, s'inflechit, se stabilise ou decline apres 6 h ou 17 h, et jusqu'a 48 h. Le pic ou plateau s'etablit a des niveaux variant de 8% (tourteau) a 26% (mais). Ces differences ne sont pas correlees a la composition chimique, a la granulometrie ou a la vitesse de degradation des aliments ou de leurs residus. La digestibilite in sacco de la fraction alimentaire et microbienne des residus obtenus entre 6 et 24 h a ete mesuree dans la caillette, l'intestin grele et le gros intestin. Dans la deuxieme partie, la distribution de la biomasse fixee aux particules alimentaires et libre dans la phase liquide, ainsi que la composition chimique des bacteries en fonction de leurs localisation ont ete determinees dans le contenu du rumen et du duodenum de moutons fistulises. Les mesures ont ete effectuees avec 5 rations a base de foin de dactyle et differant par la nature (mais-grain ou pulpe de betterave) et le pourcentage (0, 30 ou 60%) de concentre. 82% de la biomasse ruminale non lysee adhere aux particules; 55% est separee par centrifugation a 800 g, avec les fines particules (non retenues par un tamis de 0. 1 mm de maille). 53% de la matiere seche de ces particules est de nature microbienne (contre 12% pour les particules de taille superieure). Les differences entre rations sont faibles et souvent non significatives. Les teneurs en azote, #1#5n (% mo) et l'enrichissement en #1#5n des bacteries fixees sont negativement correles a la taille des particules et sont les plus eleves dans les bacteries libres. Ces caracteristiques se retrouvent pour l'essentiel au niveau duodenal, ou la part de biomasse fixee n'est plus que de 69% en moyenne. Les modifications sont reliees au taux de renouvellement differentiel des particules et du liquide du rumen et a la digestion dans la caillette. Le flux d'n microbien a la sortie du rumen, calcule par differentes methodes, est superieur de17% en moyenne a celui estime classiquement a partir des bacteries libres en rumen. Ses variations entre rations sont liees principalement a celles du taux de passage des particules du contenu ruminal

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Vialet-Chabrand, Silvère. "Modélisation des variations journalières de la conductance stomatique : apport d'une approche dynamique et conséquences sur l'efficience intrinsèque d'utilisation de l'eau chez le chêne." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0146/document.

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L'efficience intrinsèque d'utilisation de l'eau (Wi) définit comme le rapport de l'assimilation nette de CO2 (A) sur la conductance stomatique à la vapeur d'eau (gs) est un estimateur au niveau foliaire du compromis fait par la plante entre l'accumulation de biomasse et sa consommation en eau. De nombreuses études ont révélé une forte diversité inter et intra-spécifique de ce trait intégré dans le temps dont l'origine est encore mal connue. Les travaux réalisés sur les variations journalières de A et gs ont jusqu'à maintenant révélé un rôle plus important de la diversité de gs dans la diversité de Wi. Une approche de modélisation inversée a permis de décomposer les variations de gs, observées lors de cinétiques journalières, sous la forme de paramètres décrivant les réponses stomatiques aux différentes variables microclimatiques. Comparé aux modèles décrivant les variations de gs en régime permanent, le développement d'un nouveau modèle dynamique a permis d'ajouter une dimension temporelle essentielle décrivant la réponse temporelle des stomates aux variations microclimatiques. La diversité des réponses temporelles des stomates détectée ne semble pas dépendre de leur densité ou de leur taille. Elle présente toutefois une asymétrie entre l'ouverture et la fermeture des stomates qui participe à la diversité des variations journalières de gs et impacte le bilan hydrique journalier au niveau du plant entier. Ainsi, on peut distinguer deux composantes aux variations journalières de Wi liées à gs : une composante temporelle due à la lente réponse des stomates et une autre composante due aux différences de perception des variations du microclimat Intrinsic water use efficiency (Wi), defined as the ratio between net CO2 assimilation rate (A) and stomatal conductance to water vapour (gs), is a leaf level estimator of the trade-off between biomass accumulation and water loss at the plant level. A number of studies have shown a strong inter and intra-specific diversity, usually using a time integrated estimator of this trait. However, the origin of this diversity is not yet well known. Up to now, research on the daily variations of Wi have shown a stronger influence of gs on the diversity of Wi as compared to A. An inverse modelling approach has allowed partitioning the variations of gs observed during daily time-courses into parameters, which describe the stomatal responses to different microclimatic variables. Compared to steady-state gs models, the development of a new dynamic model of gs has allowed adding a necessary temporal dimension, which describes the temporal response of stomata to environmental variations. The observed diversity of these temporal stomatal responses was not related to stomatal density or size. The temporal responses of stomata were shown to be asymmetric between opening and closing, which impacts the observed diversity of gs during daily time courses as well as whole plant water relations. Overall these results suggest two components that determine the variations of Wi related to gs during daily time courses: one component due to the temporal response of stomata in itself, and one component which is due to differences in the sensing of microclimate variations

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Labat, Jean-Philippe. "Dynamique et modelisation d'un echelon trophique de l'epibenthos des sables de l'infralittoral, philocheras trispinosus (caridea : decapoda), region de banyuls-sur-mer." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066461.

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Etude de la dynamique de population de p. C. Pour preciser son role dans les transferts energetiques du comportement benthique des sables infralittoraux. Un modele simule la cinetique de la structure des tailles de la population au cours du cycle annuel. Les evolutions de la production et de la biomasse sont estimees au cours du temps et les variations des differents elements du bilan energetique de la population suivies. P. T. Represente un echelon important du transfert d'energie, caracterise par une faible biomasse et une forte productivite

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Dassering, Oueddo. "Dynamique du bilan fourrager et gestion des terroirs agrosylvopastoraux en zone soudanienne du tchad : cas du canton lele." Paris 12, 2000. http://www.theses.fr/2000PA120029.

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La zone soudanienne du tchad est appelee a jouer un role important dans l'intensification agropastorale. Cependant, le milieu naturel se degrade essentiellement sous l'effet de la pression anthropique. Dans les terroirs de manga dongo, bologo netougou et serem kaboutei du canton lele, la densite de population est tres forte. Les enquetes de 1995 ont revele une proportion importante de jeunes de moins de quinze ans. L'elevage et l'agriculture ont une forte integration. L'etude du peuplement des ligneux a permis le suivi de leur distribution d'abondance, de recouvrement et de regeneration. Cinq especes ligneuses ont ete etudiees en raison de leur interet fourrager et abondance. Leurs regressions ont ete etablies et leur biomasse foliaire disponible quantifiee. Les tests de fisher et de student ont permis de constituer des groupes d'especes homogenes et d'etablir leurs regressions. L'etude du comportement alimentaire des ruminants sur les paturages a permis d'identifier les especes fourrageres recherchees, refusees ou moyennement consommees. Le bilan fourrager a permis d'evaluer la biomasse vegetale disponible et la satisfaction des besoins. Les capacites d'accueil du systeme agrosylvopastoral sont entamees. Le cadre institutionnel du systeme d'information sur l'environnement doit assurer la compatibilite, la circulation, la valorisation et le partage des donnees de differentes institutions. Le controle continu et la poursuite des recherches ecologiques a long terme pour apprehender les phenomenes globaux (evolution climatique, desertification et degradation des milieux) et leur influence sur les phenomenes locaux fourniront aux gestionnaires les elements a la prise de decision dans la gestion des ressources renouvelables (developpement durable).

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Pachón-Morales, John Alexander. "Torrefaction and grinding of lignocellulosic biomass for its thermochemical valorization : influence of pretreatment conditions on powder flow properties." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLC051.

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Une technologie prometteuse pour répondre à la demande croissante en énergie renouvelable est la gazéification de biomasse lignocellulosique pour la production de biocarburants de deuxième génération. Ce procédé nécessite une alimentation en biomasse sous forme de poudre. Les problèmes de convoyage et de manipulation liés à la faible coulabilité de la biomasse broyée sont un verrou pour l’industrialisation des procédés BtL. La torréfaction comme procédé de prétraitement, en plus d'augmenter densité énergétique de la biomasse, peut influencer également les propriétés des particules obtenues après broyage, et en conséquence, l’écoulement des poudres. L'évaluation de l'écoulement des poudres de biomasse sous différentes conditions de consolidation est essentielle pour concevoir des technologies de manipulation et de convoyage efficaces.L'objectif de ce travail est d'évaluer l'effet des conditions de torréfaction et de broyage sur l’écoulement de poudres de biomasse. Une première partie consiste en une étude expérimentale dans laquelle la coulabilité d'échantillons torréfiés sous différentes intensités a été évaluée à l'aide d'un appareil de cisaillement annulaire. La coulabilité est corrélée à l'intensité de la torréfaction (mesurée par la perte de masse globale) pour deux essences différentes. La forme des particules semble être le paramètre qui influence de manière prédominante la coulabilité des poudres à l'état consolidé. La caractérisation de la coulabilité à l’état non consolidée a été effectuée à l'aide d'un tambour rotatif par l’analyse des avalanches des poudres. Des corrélations entre les caractéristiques des particules et la coulabilité sont ainsi établies. La modélisation de l'écoulement de la biomasse à l'aide de la Méthode des Éléments Discrets (DEM) constitue une deuxième partie de cette recherche. La taille submillimétrique des particules de biomasse, ainsi que leur faible densité, leur forme allongée et leur comportement cohésif sont des défis pour l’implémentation d’un modèle de réaliste d’écoulement particulaire en DEM. Un modèle DEM des particules de biomasse est mis en œuvre à l'aide d'une représentation simplifiée (assemblement de sphères) à gros grains de la forme des particules, ainsi que d'un modèle de force cohésif. Une procédure systématique de calibration des paramètres DEM permet d'obtenir un ensemble de paramètres ajustés. L'évolution expérimentale des contraintes de cisaillement d’une poudre dans un état consolidé peut alors être reproduite de façon réaliste. De même, le comportement d’avalanche des poudres dans un tambour tournant est également bien reproduit par les simulations, de façon qualitative et quantitative. Ces résultats mettent en évidence le potentiel des simulations DEM pour étudier l'effet des caractéristiques des particules, qui sont influencées par la torréfaction et les conditions de broyage, sur le comportement d'écoulement de la biomasse en poudre Gasification of lignocellulosic biomass for production of second-generation biofuels is a promising technology to meet renewable energy needs. However, feeding and handling problems related to the poor flowability of milled biomass considerably hinder the industrial implementation of Biomass-to-Liquid processes. Torrefaction as pretreatment step, in addition to improving energy density of biomass, also affects the properties of the milled particles (namely size and shape) that significantly influence flow behavior. The evaluation of biomass flow characteristics under different flow conditions is essential to design efficient and trouble-free handling solutions.The aim of this work is to assess the effect of the torrefaction and grinding conditions on the biomass flow behavior. A first part consists of an experimental study in which the flow properties of samples torrefied under different intensities were obtained using a ring shear tester. Flowability is correlated to the intensity of torrefaction, as measured by the global mass loss, for two different wood species. Particle shape seems to be the predominant parameter influencing flowability of powders in a consolidated state. Characterization of non-consolidated flowability through avalanching analysis using an in-house rotating drum was also conducted. Correlations between particle characteristics and flow behavior are thus established.The modelling of biomass flow using the Discrete Element Method (DEM) constitutes a second major part of this research. Challenging aspects of biomass particle modeling are their submillimetric size, low density, elongated shape and cohesive behavior. A material DEM model is implemented using a simplified (multisphere) upscaled representation of particle shape, along with a cohesive contact model. A systematic calibration procedure results in an optimal set of DEM parameters. The experimental shear stress evolution and yield locus can then be realistically reproduced. The avalanching behavior of the powders is also well captured by simulations, both qualitatively and quantitatively. These results highlight the potential of DEM simulations to investigate the effect of particle characteristics, which are driven by torrefaction and grinding conditions, on the flow behavior of powdered biomass

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Lefeivre, Brigitte. "Etude expérimentale et par modélisation des caractéristiques physiques et chimiques des précipitations collectées en forêt équatoriale africaine." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30077.

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Cette etude porte sur la physico-chimie des pluies collectees de juin 1988 a juin 1989 sur le site forestier d'enyele (nord congo). Elle integre egalement les resultats des travaux anterieurs realises sur des pluies collectees de novembre 1986 a septembre 1987 a dimonika (sud congo). L'analyse statistique et temporelle de la composition chimique de ces pluies a permis de caracteriser et quantifier les principales sources de gaz et aerosols a l'echelle de l'afrique centrale au cours de cycles saisonniers complets. L'etude de l'influence des caracteristiques physiques des nuages precipitants sur les niveaux de concentrations chimiques de la pluie au sol comprend un volet experimental et un volet modelisation. Le volet experimental a permis d'etablir une nouvelle classification du type de pluie (stratiforme ou convectif) en fonction du contenu en eau moyen pondere realisee grace aux enregistrements granulometriques de 62 evenements pluvieux du nord congo. L'etude de regression entre les concentrations chimiques et le contenu en eau a montre des relations distinctes selon le type de pluie et la nature (gaz ou aerosol) du compose lessive. La modelisation a ete realisee a l'aide d'un modele de nuage convectif applique au lessivage de so#2gaz et so#4 aerosol. Elle a permis de confirmer le comportement distinct des gaz et des aerosols vis-a-vis de l'effet de dilution par les plus fortes pluies, et d'identifier les principaux processus mis en jeu

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Alexandre, Cyprien. "Estimation de la biomasse fourragère des prairies : apports du couplage entre modèles dynamiques de croissance et imagerie satellitaire : exemple de La Réunion et du Kalahari." Thesis, La Réunion, 2017. http://www.theses.fr/2017LARE0050/document.

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Cette étude a eu pour but d'étudier la possibilité de couplage de modèles dynamiques de croissance de l'herbe avec des données de télédétection, et ce pour deux terrains contrastés : La Réunion et le Kalahari (Afrique du Sud). Deux phases se sont succédé. Une première phase exploratoire, basée sur des images SPOT5 et SPOT5take5 (satellites désorbités en cours d'étude) a permis de tirer plusieurs enseignements. A La Réunion l'ajustement d’un modèle empirique entre indices de végétation et biomasse engendre trop d'erreur. Il est en revanche possible d'estimer le Leaf Area Index (LAI) grâce au NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Les parcours du Kalahari, plus complexes, avec différentes strates de végétation (graminées, arbustes, arbres) n'ont pas permis d'estimer l'état du couvert de graminées. Cette phase a ouvert la voie au travail effectué sur un capteur plus pérenne dans le temps, Sentinel-2. Les données Sentinel-2 ont permis d'estimer le LAI des prairies réunionnaises avec une RMSE (Root Mean Square Error) de 0,63 (r²=0,82). Le LAI ainsi estimé a été utilisé dans le couplage du modèle dynamique permettant une baisse générale de la RMSE de l'ordre de 40% par rapport au modèle sans couplage. Ces résultats ont été obtenus durant l'hiver austral, la saison sèche. Durant la période d'été austral les pluies plus abondantes accélèrent la croissance des plantes et les cycles de pousse se raccourcissent. Les images satellites sans couvert nuageux se font plus rares. La prise en compte de cette combinaison de facteurs pouvant impacter les prédictions de biomasse fourragère fera partie des principale perspectives de ce travail The purpose of this study was to explore the possibility of coupling dynamic models of grass growth with remote sensing data for two contrasting countries: Reunion Island and Kalahari (South Africa). Two phases followed one another. A first exploratory phase, based on SPOT5 and SPOT5take5 images (desorbed satellites under study) allowed us to learn from this experience. In Reunion the adjustment of an empirical model between vegetation indices and biomass generates too much error. However it is possible to estimate the Leaf Area Index (LAI) thanks to the NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). More complex Kalahari rangelands with different vegetation strata (grasses, shrubs, trees) failed to estimate grass cover conditions. This phase set the stage to work on a more durable sensor over time, Sentinel-2. Sentinel-2 data made it possible to estimate the LAI of Reunion Island grasslands with a RMSE (Root Mean Square Error) of 0.63 (r² = 0.82). The LAI thus estimated was used in the coupling of the dynamic model, allowing a general decrease of the RMSE of the order of 40% compared to the model without coupling. These results were obtained during the austral winter, the dry season. During the austral summer, the more abundant rains speed up the growth of the plants and the growth cycles become shorter. Satellite images without cloud cover are becoming scarce. Taking into account this combination of factors that may impact predictions of forage biomass will be one of the main perspectives of this work

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Duparc, Antoine. "Dynamiques spatio-temporelles des ressources alimentaires et des activités humaines : impacts sur la sélection d'habitat d'un grand herbivore de montagne." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAV018/document.

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Ces dernières décennies, l'augmentation conjointe des populations de grands herbivores et des activités humaines de nature a donné lieu à de nouveaux enjeux de gestion du territoire conciliant objectifs de conservation et développement touristique. Afin de faire face à ce défi, les gestionnaires ont besoin de mieux comprendre les choix comportementaux qui sont à l’origine de la répartition spatiale des animaux et l’impact des activités humaines sur ces comportements. En prenant l'exemple du chamois (Rupicapra rupicapra), l'objectif de cette thèse est de répondre à ce besoin de connaissances sur le comportement spatial des grands herbivores, en prenant en compte d'une part la sélection des ressources alimentaires en fonction de l'hétérogénéité spatiale et de la dynamique de leur environnement, et d'autre part la réponse comportementale à l'influence de différents types d'activités récréatives de plein air. Nous avons tout d’abord modélisé le paysage alimentaire du chamois et ses variations saisonnières en combinant des données sur la végétation et sur le régime alimentaire à des données de télédétection. Puis à partir de 10 années de suivi de près de 100 animaux par collier GPS dans la Réserve de Chasse et de Faune Sauvage du massif des Bauges, nous avons démontré que les chamois ajustent leurs critères de sélection spatiale au cours du temps en fonction de l’évolution temporelle des caractéristiques de leur fourrage (qualité et quantité), notamment en fonction de leur variabilité ou caractère limitant. Ceci nous a amené à réévaluer le cadre d’application de deux hypothèses classiques en écologie spatiale des herbivores, l’hypothèse de la maturation du fourrage (Forage Maturation Hypothesis) et l’existence d’une réponse fonctionnelle dans la sélection d’habitat. Une des originalités de cette thèse est d’avoir pris en compte le caractère grégaire de cette espèce et de montrer comment la structure socio-spatiale de la population entraîne des variations locales du processus de sélection d’habitat, avec des implications démographiques fortes pour les individus. Nos résultats remettent en cause l’idée que les animaux se redistribuent au sein des populations en fonction des ressources disponibles, ce qui découle probablement de l’importance des relations sociales et du cout et des risques associés à la dispersion. Dans un second temps, nous avons abordé la thématique du dérangement du chamois face à trois activités humaines saisonnières, dont l’étude de la distribution dans notre site d’étude, à l’aide de GPS distribués aux pratiquants, a permis d’établir le paysage du dérangement pour les animaux. Le ski de randonnée et la marche à pied impactent clairement les déplacements des animaux, induisant une dépense énergétique supplémentaire. En revanche pour la chasse, la complexité de la réponse des chamois ne permet pas à l'heure actuelle de différentier l’impact des chasseurs de simples randonneurs, qui sont également présent sur le site en période de chasse. Ce travail se conclut par des propositions de gestion durable des populations sauvages compatibles avec la pratique des activités de loisirs de plein air These last decades, large herbivores population and outdoor human activities increased tremendously leading to the emergence of new challenges for the management of wild species and recreational activities, which need to reconcile conservation goals and tourist development. In order to face these challenges, wildlife managers need to better understand behavioral choice of animal that lead to their spatial distribution and how these behaviors are influenced by human activities. Based on chamois (Rupicapra rupicapra) as a study case, the aim of this PhD is to enhance our knowledge of spatial behavioral of large herbivores, on one hand by understanding individual selection for food resources according to resource spatial heterogeneity and their temporal dynamics, and on the other hand, by assessing the impact of human outdoor recreational activities on spatial behavior. We first modeled the foodscape of chamois and its seasonal variation by combining field data on vegetation and animal diet with remote sensing data. Then, based on a 10 years dataset of monitoring of >100 animals marked with GPS collars in the Game and Wildlife Reserve of the “massif des Bauges”, we demonstrated chamois adjusted their criteria for spatial selection through time according to the temporal evolution of their forage traits (quality and quantity), accounting notably whether these traits were variable or limiting. This led us to reevaluate the framework of two classical hypotheses in studies of herbivore spatial ecology, the “Forage Maturation Hypothesis” and the emergence of a functional response in habitat selection. One newness in our work is to have accounted for the gregariousness of this species, which allowed us to unveil that socio-spatial structure of the population induced local variation in the habitat selection process, with marked consequences on individual demographic performances. This challenges the idea that individuals should redistribute in space within a population according to available resources, probably because of the importance of social relationships and costs and risks associated with dispersal. Second, we investigated the response of chamois to disturbances resulting from 3 outdoor activities. We assessed the spatial use of recreationists by ditributing GPS-tracker from which we defined landscape of disturbance to animal. Ski touring and hiking both impacted animal movements, resulting in supplementary energetic expenditures. On the other hand, hunting induced complex spatial responses in chamois that need further investigation, as the response to hunters could not be differentiated from responses to hikers who continue to be on site even during the hunting period. We conclude this work with proposals for a better long-term management of wildlife compatible with the practice of outdoor recreational activities

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Dissertations / Theses on the topic 'Biomasse – Dynamique'

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