Academic literature on the topic 'Modélisation géochimique'

Phase equilibria modelling has played a key role in enhancing our understanding of metamorphic processes. An important breakthrough in the last three decades has been the ability to construct phase diagrams by integrating internally consistent datasets of the thermodynamic properties of minerals, fluids and melts with activity–composition models for mixed phases that calculate end-member activities from end-member proportions. A major advance in applying phase equilibria modelling to natural rocks is using isochemical phase diagrams to explore the phase assemblages and reaction sequences applicable for a particular sample. The chemical systems used for modelling phase equilibria are continually evolving to provide closer approximations to the natural compositions of rocks and allow wider varieties of compositions to be modelled. Phase diagrams are now routinely applied to metasedimentary rocks, metabasites and intermediate to felsic intrusive rocks and more recently to ultramafic rocks and meteorites. While the principal application of these phase diagrams is quantifying the pressure and temperature evolution of metamorphic rocks, workers are now applying them to other fields across the geosciences. For example, phase equilibria modelling of hydrothermal alteration and the metamorphism of hydrothermally altered rocks can be used to determine ‘alteration vectors’ to hydrothermal mineral deposits. Combining the results of phase equilibria of rock-forming minerals with solubility equations of accessory minerals has provided new insights into the geological significance of U–Pb ages of accessory minerals commonly used in geochronology (e.g. zircon and monazite). Rheological models based on the results of phase equilibria modelling can be used to evaluate how the strength of the crust and mantle can change through metamorphic and metasomatic processes, which has implications for a range of orogenic processes, including the localization of earthquakes. Finally, phase equilibria modelling of fluid generation and consumption during metamorphism can be used to explore links between metamorphism and global geochemical cycles of carbon and sulphur, which may provide new insights into the secular change of the lithosphere, hydrosphere and atmosphere.RÉSUMÉLa modélisation des équilibres de phases a joué un rôle clé dans l’amélioration de notre compréhension des processus métamorphiques. Une percée importante au cours des trois dernières décennies a été la capacité de construire des diagrammes de phase en y intégrant des ensembles de données cohérentes des propriétés thermodynamiques des minéraux, des fluides et des bains magmatiques avec des modèles d'activité-composition pour des phases mixtes qui déduisent l’activité des membres extrêmes à partir des proportions des membres extrêmes. Une avancée majeure dans l'application de la modélisation d'équilibre de phase aux roches naturelles consiste à utiliser des diagrammes de phases isochimiques pour étudier les assemblages de phase et les séquences de réaction applicables pour un échantillon particulier. Les systèmes chimiques utilisés pour la modélisation des équilibres de phase évoluent continuellement pour fournir des approximations plus proches des compositions naturelles des roches et permettent de modéliser de plus grandes variétés de compositions. Les diagrammes de phase sont maintenant appliqués de façon routinière aux roches métasédimentaires, aux métabasites et aux roches intrusives intermédiaires à felsiques et plus récemment aux roches ultramafiques et aux météorites. Bien que l'application principale de ces diagrammes de phase consiste à quantifier l'évolution de la pression et de la température des roches métamorphiques, les utilisateurs les appliquent maintenant à d'autres spécialités des géosciences. Par exemple, la modélisation des équilibres de phase de l'altération hydrothermale et du métamorphisme des roches d’altération hydrothermale peut être utilisée pour déterminer les « vecteurs d'altération » des gisements minéraux hydrothermaux. La combinaison des résultats des équilibres de phase des minéraux constitutifs des roches avec des équations de solubilité des minéraux accessoires a permis d’en savoir davantage sur la signification géologique des âges U–Pb des minéraux accessoires couramment utilisés en géochronologie (par exemple zircon et monazite). Les modèles rhéologiques basés sur les résultats de la modélisation des équilibres de phase peuvent être utilisés pour évaluer comment la résistance de la croûte et du manteau peut changer à travers des processus métamorphiques et métasomatiques, ce qui a des implications sur une gamme de processus orogéniques, y compris la localisation des séismes. Enfin, la modélisation des équilibres de phase de la génération et de l’absorption des fluides pendant le métamorphisme peut être utilisée pour explorer les liens entre le métamorphisme et les cycles géochimiques globaux du carbone et du soufre, ce qui peut fournir de nouvelles perspectives sur le changement séculaire de la lithosphère, de l'hydrosphère et de l'atmosphère.

Ce travail explore la possibilité de passer d'un couple de modèles développés pour de petits bassin versant, à un modèle capable de simuler un bassin de plus grande superficie (« upscaling »). Il étudie en parallèle l'adaptation du couple de modèles ASPECTS / WiTCh à deux petits bassins versants à la géologie contrastée et le comportement hydrochimique du bassin supérieur de la Moselle. Le premier volet de ce travail est l'étude du couple de modèle ASPECTS / WiTCh et des adaptations à y faire pour pouvoir l'utiliser sur des sites contrastés des Vosges. Le premier site est situé sur les grès, le deuxième sur la partie granitique du massif. Le modèle s'est révélé capable de reproduire les débits journaliers ainsi que les concentrations moyennes observées dans les ruisseaux sur les deux sites, sauf pour quelques éléments sur granite. On a pu montrer que les variations saisonnières d'acidité de la rivière étaient très dépendantes du cycle de l'azote dans le modèle. Le second volet est l'étude des variations saisonnières de la composition chimique et isotopique de l'eau de la Moselle à un pas de temps de 2 semaines. Les valeurs enregistrées le long de la rivière confirment qu'il s'agit d'un mélange entre deux pôles chimiques et montrent que ses variations saisonnières sont principalement liées au débit. On pourrait modéliser le bassin par un modèle à deux couches, l'une profonde correspondant à l'étiage, l'autre superficielle correspondant aux crues. Les analyses isotopiques permettent de préciser les contributions relatives de ces deux couches lors de la fonte des neiges, mais nécessiteraient des mesures très précises de l'eau de pluie pour être utilisées lors des crues<br>This work investigates the possibility of using a pair of numerical models scaled for small watersheds to model greater scale basins (upscaling). It deals with two complementary approaches: the adaptation of the ASPECTS / WiTCh model pair to two small watersheds displaying contrasted geology and the study of the global behavior of the upper Moselle river basin. The first part of this project is the study of the ASPECTS / WiTCh model pair behavior and the adaptations it needs to produce satisfying results for two contrasted watershed in the Vosges mountains. The first site is located on the sandstones part of the mountain while the other one is on the granitic part. The model proved capable of predicting the daily water flows as well as the average annual concentrations measured in the streams on both sites but for a few elements on the granitic one. Seasonal variation in stream water acidity has been shown to be heavily contingent on the nitrogen cycle model. The second part of this project studies seasonal variations in the chemical and isotopic composition in the Moselle river on a two-week basis. Samples collected along the river confirm that the water composition is the product of two chemical poles mixing in and indicate that seasonal variations are mainly due to changes in the water flow. The basin could be represented by a two-layer model, the lower one for the low water periods, the upper one for the floods. Isotopic analysis let us characterize the relative contribution of these two layers during snow-melt but more precise rainwater data are needed for these samples to be used with flood analysis

Les cryptokarsts de Beez (Belgique) se sont développés au dépens de calcaires dolomitiques viséens, à la faveur de drains constitués par les filons sulfurés Fe-Pb-Zn, sous une couverture composée de pélites gréseuses viséo-namuriennes et de sables oligocènes. A Khamouda (Tunisie), les poches karstiques se sont développées suivant la stratigraphie sub-horizontale des calcaires sénoniens à partir d'une faille normale les mettant au contact de la couverture sableuse miocène. Dans les deux sites, des paragenèses complexes s'installent à l'interface entre encaissant carbonaté et remplissage karstique, notamment des argilites blanches et des croûtes ferrugineuses. A Beez, l'argilite est constituée d'halloysite et de gibbsite. A Khamouda, elle s'enrichit de phases zincifères plus rares, telles que la baileychlore, la sauconite ainsi que d'un hydroxyde de zinc amorphe. Dans les deux cas, les fluides météoriques acquièrent leur acidité (pH~2 à Beez et pH~4 à Khamouda) par lessivage de la couverture sédimentaire sus-jacente et notamment par oxydation des sulfures qu'elle contient. La neutralisation des fluides au contact du mur carbonaté conduit dans un premier temps à la formation de sulfates (gypse, jarosite) et d'oxy-hydroxydes de fer, puis d'halloysite et d'hydroxydes d'aluminium à partir de pH 4,5-5,5. A Khamouda, la baileychlore ne se forme que plus tardivement (pH &lt; ~9,5). Dans les deux cas étudiés, nous avons mis en évidence l'évolution de phases minérales depuis des gels silico-alumineux jusqu'à des minéraux bien cristallisés (halloysite) ou moins bien organisés. Dans les deux gîtes, le micro faciès tubulaire de l'halloysite, correspondant à une croissance fissurale, prédomine par rapport au faciès sphéroi͏̈dal se développant habituellement au sein des masses de gel; ce qui suggère une fracturation répétée des masses de gels précurseurs. Nous avons également établi que ces gels incorporent des cations des solutions percolantes, notamment du manganèse à Beez<br>The cryptokarsts from Beez (Belgium) were settled in dolomitic Visean limestones owing to Fe-Pb-Zn sulphide veins. The sedimentary cover is made up from Viseo-Namurian pelites and Oligocene sands. The cryptokarsts from Khamouda (Tunisia) were settled in senonian sub-horizontal limestones. They expand from a down fault, which brings limestones into contact with Miocene sandy cover. In both sites, complicated paragenesis were settled at the limestone/karst-filling interface. Main paragenesis are white argillite and ferruginous crusts. In Beez, the white argillite is made up from halloysite and gibbsite. In Khamouda, it is enriched with zinciferous phases as baileychlore, sauconite and amorphous Zn-hydroxide. In both sites, the leaching of the overlying cover increase the acidity of meteoric fluids (pH~2 in Beez and pH~4 in Khamouda). This is mainly due to the oxidation of some sulfides (pyrite in Beez; pyrite and blende in Khamouda). These acid fluids are neutralized at the limestone karst-wall. In a first time, it leads to the neogenesis of sulphates (as gypsum and jarosite) and iron oxi-hydroxides. In a second time (from pH 4,5-5,5), halloysite and Al-oxi-hydroxides are formed. In Khamouda, baileychlore is late-developping (pH &lt; ~9,5). In both cases, we showed clearly the development of mineral phases from a Si-Al gel to well-crystallized minerals, as halloysite, or badly organized minerals, as some Mn-oxides from Beez. In both deposits, tubular halloysite, which usually develops in cracks, is prominent in comparison to spheroidal halloysite, wich usually growths in gel masses. It suggest an intensive fracturing of the gel masses. We established that these gel masses mix cations from the percolating solutions

Les processus rhizosphériques sont reconnus comme une des stratégies majeures élaborées par les plantes afin d'augmenter la disponibilité en phosphore (P) et ainsi améliorer leur nutrition phosphatée. Pourtant, l'effet exact de ces processus est encore mal caractérisé et quantifié. L'objectif de ces travaux a été d e déterminer le rôle exercé par les modifications chimiques induites par les racines, particulièrement la modification de pH, dans les changements de disponibilité en P dans la rhizosphère. Pour ce faire, nous avons utilisé des modèles mécanistes géochimiques (« triple plane », échange d'ion et Nica-Donnan) en considérant une approche additive pour simuler l'effet de l'activité racinaire sur la disponibilité en P. Dans une première étape, nous avons caractérisé l'effet du pH sur la disponibilité en P dans plusieurs sols, un Cambisol et un Luvisol. Le Luvisol présentait deux concentrations en P inorganique contrastées en raison d'un essai de fertilisation phosphatée longue durée. Dans la rhizosphère du blé dur (Triticum turgidum durum L.) cultivé sur les mêmes sols, nous avons caractérisé qu'en plus de l'alcalinisation, le prélèvement en P et surtout en calcium (Ca) sont les processus rhizosphériques responsables du changement de disponibilit é en P observé. Le prélèvement du Ca favorise l'augmentation de la disponibilité en P dans la rhizosphère, en diminuant l'effet promoteur du processus d'adsorption-désorption du Ca sur celui du P. L'influence relative de ces trois processus rhizosphériques dépend toutefois de la composition chimique de la solution du sol (concentration en Ca et pH en particulier). Nos simulations mettent également en évidence la relation entre les changements de disponibilité en P est la distribution du P adsorbé sur les différentes phases minérales. La minéralogie du sol, spécialement l'abondance relative d'illite vs. les oxydes de fer, contrôle l'influence des processus rhizosphériques en déterminant les minéraux impliqués dans l'adsorption du P. A travers l'identification d'un nouveau processus rhizosphérique découlant du prélèvement en Ca et de ses effets sur la disponibilité en P, nos résultats démontrent la validité des modèles géochimiques pour prédire l'influence des processus rhizosphériques déterminant la disponibilité en P<br>Root-induced chemical processes are recognized as a major strategy developed by plants to enhance phosphorus (P) availability and thus to promote P acquisition. However, the exact influence of these root-induced chemical processes is still poorly understood and quantified. The present study aimed at investigating the influence of root-induced chemical processes, especially root-induced pH changes, on P availability in the rhizosphere. In this work, we used a set of mechanistic adsorption models (« 1-pK triple plane », ion-exchange and Nica-Donnan) within the framework of the component additive approach in order to simulate the effects of root activity on P availability. First, we described the effects of pH on P availability in several soils unaffected by roots, a Chromic Cambisol and a Luvisol. The Luvisol showed different concentrations in inorganic P because of a long-term fertilisation trial. In the rhizosphere of durum wheat (Triticum tu rgidum durum L.) grown on these two soils, we found that calcium (Ca) uptake, in addition to P uptake and root-induced alkalisation, controlled to various extents the changes of soil P availability. Calcium uptake markedly increased P availability by decreasing the promoting effect of Ca adsorption on P adsorption. The relative influence of these three root processes depended on the solution composition (especially concentration of Ca and pH). Our simulations showed the relationship between changes in P availability and the speciation of adsorbed P onto the different soil minerals. Soil mineralogy, especially the relative abundance of illite vs. Fe oxides, controlled the influence of root processes by regulating the contribution of soil minerals to P adsorption. By identifying a novel root-induced processes, namely the Ca uptake, and describing its influence on P availability, our results demonstrate the ability of surface complexation models to predict the effects of root-i nduced processes on P availability in soils

L'objectif general de cette etude est de modeliser le comportement des metaux lourds (notamment les radionucleides) pendant leur voyage dans un milieu hydrogeologique en presence des particules colloidales. A cette fin, la these s'interesse a trois niveaux de phenomenes : les mecanismes geochimiques, le comportement microphysique et electrostatique des particules, les mecanismes de transport. La geochimie determine l'apparence d'une espece chimique et donc sa reactivite vis-a-vis d'une surface minerale et se trouve alors bien au centre du probleme : d'ou l'interet de developper un modele geochimique complet et efficace, chess. Mise a part les fonctions habituelles exigees pour un tel outil (la speciation, la precipitation et dissolution, l'oxydo-reduction, la complexation de surface etc. ), le modele a ete plus specialement concu pour le traitement des systemes colloidaux et le couplage avec le transport. Le deuxieme volet de l'etude concerne le comportement microphysique, chimique et electrostatique d'une particule inorganique ou organique, a l'interieur d'un pore et a l'interface particule-milieu. Le modele de retention est gouverne par le mouvement brownien des particules et par les forces d'interface, notamment la force de van der waals et la force electrostatique double couche. Ces forces ont ete etudiees au moyen d'une approche rigoureuse ainsi qu'un couplage avec la geochimie. Le troisieme niveau des phenomenes concerne le transport couple a la geochimie et tous les mecanismes colloidaux. Le resultat est un modele de transport d'une solution chimique, contenant eventuellement une suspension colloidale. Ce modele met en evidence l'importance de l'influence de la geochimie (ph, concentration, force ionique) sur la retention des colloides et les radionucleides.

Cette étude est consacrée à la caractérisation de la migration de l'uranium dans une zone restreinte du site du Bouchet, ancienne usine de traitement de minerai d'uranium, aujourd'hui démantelé et en cours de réhabilitation. Certains déchets de cette usine ont été stockés dans une déposante réhabilitée à proximité, appelée le site d'Itteville. Dans le cadre de la surveillance de l'environnement autour de la déposante (air, eau, sédiment) imposée par arrêtés préfectoraux, un piézomètre (PZPK) situé à l'aval hydraulique de cette dernière, présente des pics d'uranium dissous total chaque hiver depuis les années 1990. Le PZPK collecte à la fois les eaux d'une formation tourbeuse calcique, saturée en eau, située entre la surface et 3 m, ainsi que l'eau d'une nappe alluviale vers 6 m de profondeur. Dans un premier temps, une caractérisation hydrogéochimique du site a mis en évidence le terme source d'uranium, qui se trouve dans la tourbe vers 0,8 m, écartant ainsi toute fuite provenant de la déposante. En effet, quelques microparticules d'oxyde d'uranium et d'oxyde mixte d'uranium-thorium ont été détectées, mais ne constituent pas la partie majeure du terme source. Dans un second temps, la chimie des eaux de tourbe et du PZPK a fait l'objet d'un suivi bimestriel de 2004 à 2007 permettant de comprendre les raisons des fluctuations saisonnières de [U]tot.diss.. Complétées par des modélisations géochimiques et une identification bactérienne par analyse de l'ADN 16S, les chroniques de chimie de l'eau ont mis en évidence une activité bactérienne sulfato-réductrice importante en été, entraînant des conditions plus réductrices et donc, une teneur en uranium dissous total limitée par la faible solubilité de l'uraninite UIVO2(s). En hiver, cette activité bactérienne étant minime et la pluviométrie efficace plus importante, les conditions sont plus oxydantes favorisant la forme U(VI), plus soluble, notamment sous la forme du complexe Ca2UO2(CO3)3(aq) mis en évidence par SLRT. Enfin, l'activité bactérienne sulfato-réductrice a été reproduite en laboratoire afin de mieux caractériser son impact sur la solubilité de l'uranium dans la tourbe. Divers paramètres ont été étudiés (sources de C, température, nutriments) afin de recréer des conditions à la fois proches et aussi éloignées de celles in situ. Les identifications bactériennes par analyse de l'ADN 16S, en fonction du temps d'incubation, ont confirmé une augmentation de la proportion des bactéries sulfato-réductrices. Parallèlement, la chimie de l'eau, ainsi que des calculs géochimiques et des observations MEB et analyses XANES, ont mis en évidence une diminution de [U]tot.diss., due à sa réduction en UO2(s) (certainement sous forme de nanoparticules). Bien que le mécanisme réactionnel n'ait pu être déterminé, à savoir biotique (réduction directe de U par les bactéries) ou abiotique (réduction indirecte), ces expériences ont montré que les bactéries sulfato-réductrices peuvent prévaloir au sein d'une population autochtone variée dans des conditions proches de celles in situ. De plus, la tourbe calcique étudiée contient un stock important de weddellite (CaC2O4.2H2O(s)), constituant un apport permanent d'ions oxalate C2O42- qui peuvent être utilisés comme source de C lors de la réduction des ions sulfate et/ou uranium en été.

La composition isotopique du néodyme (CI de Nd, aussi notée "Nd) est un traceur de la circulation océanique et des apports lithogéniques. Dans le cadre de cette thèse, nous avons inséré les isotopes du Nd dans un modèle de circulation océanique général, afin de valider par la modélisation l'hypothèse de "Boundary Exchange" (BE, Boundary Scavenging associé à un apport de matière à l'océan le long de la marge continentale) comme principal source et puits de l'élément au réservoir océanique, et de simuler son cycle océanique. Dans un premier temps, en considérant le seul BE comme terme source/puits, nous avons pu reproduire les principales caractéristiques de la distribution océanique en "Nd (signature des principales masses d'eau, augmentation vers des valeurs radiogéniques le long de la circulation thermohaline) à la fois au niveau global et régional. Ce résultat confirme le BE comme processus primordial dans le cycle océanique de l'élément. Cette même paramétrisation du BE dans une configuration du modèle au Dernier Maximum Glaciaire nous a permis de constater que cet apport est sensible à la fois aux changements de forçages et aux changements de circulation océanique. La comparaison avec les données suggère un scénario dans le bassin Atlantique de prédominance d'eaux profondes en provenance du Sud avec une cellule méridienne vigoureuse en surface et jusqu'à 2000m de profondeur. Enfin, nous avons mis en place un modèle couplé dynamique/biogéochimique permettant de modéliser à la fois la CI et la concentration en Nd, afin de résoudre le "Paradoxe du Nd" (qui résulte d'un découplage de comportement entre ces deux paramètres) et quantifier les sources de Nd à l'océan. Les résultats montrent que les interactions dissous/ particulaires sont nécessaires pour réconcilier la distribution des deux paramètres, et que la remobilisation sédimentaire (source du processus de BE) est la source principale de Nd à l'océan (1:1:1010 g(Nd)/an), avec des flux jusqu'à 25 fois plus fort que les autres flux externes (décharges fluviales sous forme dissoute et poussières atmosphériques).

Une méthode de simulation thermodynamique et cinétique des réactions au contact des solutions des milieux poreux sédimentaires, au cours de la diagenèse, a été développée. Elle consistait à combiner l'utilisation de deux modèles thermal et DISSOL ou KINDIS, pour simuler successivement et alternativement l'effet thermique et l'interaction eau-roche. A partir des calculs de transferts de masse, la prise en compte des effets volumiques (dissolution, précipitation) a permis de prévoir les conséquences en retour sur l'évolution du milieu poreux. L'exemple théorique des réactions diagenétiques possibles dans un grès, de composition minéralogique donnée, au contact d'une solution à chimisme initial d'eau de mer entre 25 et 160c a été traité. La relation pH, PCO2 pendant ces réactions et leurs effets sur le phénomène d'albitisation des plagioclases et des feldspaths potassiques sont également étudiés. La première application de ce type de modélisations est le champ pétrolier d'Alwyn sud (mer du Nord). La reconstruction de la composition chimique des fluides responsables des événements diagénetiques tardifs, a pu être faite à partir de la comparaison des résultats de simulations aux données des analyses pétrographiques. La deuxième application est le delta de la Mahakam (Indonésie), les hypothèses proposées sur l'origine des eaux de formation ont pu être testées à travers la modélisation des interactions eaux-roches. L'effet de la pression partielle de gaz carbonique sur le phénomène d'illiltisation dans la séquence est également étudié. Bien qu'elle ait donné des résultats intéressants, l'approche utilisée pour la simulation de quelques étapes clés de la diagenèse minérale, dans le cadre général et dans le cadre du bassin d'Alwyn et du delta de la Mahakam, a montré la nécessité de couplage avec un modèle hydrodynamique afin de tenir compte à la fois de la vitesse des réactions chimiques et de la vitesse de circulation de l'eau.

Cette thèse porte sur la caractérisation de l'hydrogéologie de la nappe libre du Niger oriental, première ressource en eau dans ce milieu sahélien marqué par une forte variabilité spatio-temporelle. Une centaine d'échantillon ont été prélevés de 1997 à 2003 pour une étude géochimique (ions majeurs, 18O, 2H , 13C, 14C) couplée à un modèle hydrodynamique. La recharge est active au sud et discontinue quelle que soit la source : (i) la rivière Komadougou Yobé, (ii) le lac Tchad et (iii) les pluies au sein de l'erg ancien du Manga. L'enrichissement systématique en 18O et 2H des eaux souterraines montre l'impact significatif de l'évaporation sur la recharge sous ce climat semi-aride. Les âges 14C indiquent la présence d'eaux fossiles sur l'ensemble de la région, datant de l'optimum holocène. Ces eaux présentent les plus faibles valeurs en 18O de la nappe, signe d'une paléo-recharge rapide et intense. En parallèle, les valeurs 13C suggèrent le développement d'une végétation adaptée à un climat plus humide (type C3) et apportent de nouveaux indices d'un paléo-lac Tchad recouvrant la plaine du Kadzell. La modélisation de la dépression piézométrique du Kadzell a été calée et validée à partir des mesures piézométriques disponibles depuis 1960. Le modèle montre la nécessité d'une évapotranspiration dominante sur la plaine et de faibles perméabilités pour reproduire la dépression piézométrique. Il confirme les résultats isotopiques avec une recharge uniquement latérale avec 50% des apports depuis la rivière et seulement 7% depuis le lac. Par ailleurs, le régime transitoire montre l'impact limité sur la nappe libre des sécheresses majeures(1970-80) malgré l'assèchement prolongé du lac<br>This study aims to describe the present state, geochemical and hydrodynamical, of the phreatic aquifer in eastern Niger, the main permanent water resource in this Sahelian environment characterized by a very large variability in time and space. More than one hundred of chemical samples (major ions, 18O, 2H, 13C and 14C) were collected in the aquifer and water surface between 1997 and 2003. Their interpretation was coupled with a hydrodynamic modelling. Recharge is active only in the south and always discontinuous: (i) Komadougou Yobe, an intermittent river, (ii) Lake Chad and (iii) rain over the Pleistocene erg of Manga. Systematic enrichment in 18O and 2H of groundwater shows the significant impact of evaporation under such a semi-arid climate. In parallel, 14C ages indicate the presence of old water in the whole region, dating from the Holocene climatic optimum. This water has the lowest 18O values in the aquifer, sign of a fast and intense paleo-recharge. The 13C values suggest also the development of a vegetation adapted to a wetter climate (C3 type) and bring new indices of a paleo-lake Chad covering the Kadzell plain. The numerical model of the closed piezometric depression of Kadzell was calibrated and validated with water table measurements available since the 1960s. The model requires a dominant evapotranspiration on the plain and low permeabilities to reproduce the depression. It confirms the isotopic results with a recharge available only laterally, of which 50% comes from the river and only 7% from the lake. The transient state shows the limited impact on the aquifer of the severe droughts in the 70-80s, in spite of the prolonged drying up of Lake Chad

Dans l'ouest du maroc, entre casablanca et azemmour (au sud-ouest de casablanca) s'etend sur 65 km la plaine de la chaouia cotiere. Celle-ci connait une exploitation agricole tres importante. Les eaux souterraines qui representent les seules ressources en eau de la region sont trop mineralisees (jusqu'a 10 g. L#-#1) pour l'alimentation en eau potable et pour l'irrigation. L'objectif de cette etude est donc de rechercher la ou les causes de cette salinite. L'utilisation d'un modele mathematique a differences finies cale sur deux etats hydrodynamiques en regimes permanent et transitoire nous a permis d'evaluer les parametres hydrodynamiques de l'aquifere: transmissivite et coefficient d'emmagasinement, et de realiser des simulations previsionnelles qui serviront a une gestion rationnelle des ressources en eau de la region. L'utilisation de traceurs chimiques (cl#-, br#-) et des isotopes stables (#1#8o, #2h) montre que les eaux souterraines de la chaouia cotiere sont d'origine essentiellement meteorique. La salinite elevee des eaux souterraines ne s'explique pas par le phenomene d'invasion marine qui est limite ponctuellement a quelques puits cotiers. De meme la salinisation des eaux ne peut etre due a un phenomene d'evaporation des eaux avant et durant leur infiltration ou a la dissolution de roches evaporitiques. L'essentiel de cette salinite a pour origine le lessivage des sels abandonnes dans le sol lors de la transpiration des plantes. Le tracage naturel par les isotopes radioactifs (#3h, #1#4c) des eaux souterraines de la chaouia cotiere a permis d'estimer leur temps de sejour moyen a 5020 ans. Cependant existent des eaux dont le temps de sejour moyen est superieur a 100 ans. Ces eaux suivent des cheminements plus lents dans des zones particulieres au sein de la circulation generale de la nappe, et limitees a des particularites hydrogeologiques locales. Le faible taux de renouvellement des eaux de la nappe et leur recyclage par l'irrigation favorise l'augmentation de leur charge saline

Depuis la premiere decouverte spectaculaire d'emission hydrothermale sur la ride des galapagos en 1977, plus d'une trentaine de sites hydrothermaux actifs emettant des fluides acides (ph = 24), de haute temperature (> 300c) sont actuellement connus et etudies le long des dorsales medio-oceaniques (mor) et dans les fosses et bassins arriere-arc de l'ouest pacifique. Cette etude presente et discute la chimie minerale de fluides hydrothermaux issus d'environnements geologiques varies dorsale medio-atlantique (mar) ; ride est pacifique (epr) ; bassins arriere-arc (bab). La variabilite de composition chimique observee dans ces fluides est etroitement controlee par le processus de separation de phases et par l'interaction fluide - roche sous des conditions elevees de pression et temperature. Une etude plus specifique a ete entreprise sur le comportement geochimique des elements traces et des terres rares dans les fluides hydrothermaux. La determination de ces elements a necessite des developpements analytiques plus pousses associant des methodes de separation chromatographique a des mesures par spectrometrie de masse a couplage plasma (icp/ms). Les resultats de ces travaux montrent que les concentrations en elements traces dans le fluides sont fortement controlees par les caracteristiques physico-chimiques du fluides (ph, temperature, chlorinite), par le processus de separation de phases et par la nature de roche lessivee (roches basaltiques ou ultra-basiques sur les dorsales medio-oceaniques, roches acides dans les bassins arriere-arc). De meme, l'etude menee sur les terres rares suggere que leur distribution dans les fluides hydrothermaux depend a la fois de l'interaction des fluides avec les plagioclases, de la complexation par les ions cl# et de la formation de mineraux secondaires. D'autre part, la presence d'une contribution magmatique dans un systeme hydrothermal peut fortement affecter le comportement des elements traces dans les fluides. Enfin, l'application des programmes thermodynamiques supcrt92 et eq3/6 a ces systemes hydrothermaux a permis de confirmer les conclusions tirees des etudes geochimiques (distribution et speciation des elements, mineraux impliques) et de mieux connaitre la geochimie des fluides sous des conditions elevees de pression et de temperature.