Dissertations / Theses on the topic 'Pétrole – Pollution'

Petroleum or crude oil is a naturally occurring, flammable liquid found in rock formations in the Earth consisting of a complex mixture of hydrocarbons of various molecular weights, plus other organic compounds. Crude oil varies dramatically in colour, odour, composition and flow properties that reflects the diversity of its origin. Crude oil is arguably the world’s most compositionally complex organic mixture, in terms of the number of chemically distinct constituents and is composed of unsaturated and saturated hydrocarbons, heteroatoms (such as N, S, and O). Contamination of soils and water by crude oil and other related products has become a worldwide problem. Petroleum hydrocarbons come into the environment through accidents, spills or leaks, from industrial releases, or as byproducts from commercial or domestic uses. The greatest problem is due to accidental spillage. In the accidental pollution, the diffusion of the petroleum interests the surface of the soil and groundwater. Petroleum hydrocarbons could go into water and soil by geochemical circulation, bringing secondary pollution, even intrude human through food chain. Since crude oil lies over the surface of water and soil, it suffers solar irradiation. Solar degradation is one of the natural ways for petroleum decontamination suggesting techniques based on light irradiation could be useful in the petroleum degradation processes. Light irradiation based technologies have been enhanced by using catalysts, the most effective and cheapest one in water purification being titanium dioxide (TiO2). In the last year, the combined use of ultrasonic irradiation (sonolysis) and photocatalysis to degrade organic pollutants in water (e. G. , effluent of dye works) has been investigated, but no works were found in literature about oil polluted water remediation by using sonophotocatalysis. For this reason, the aim of this thesis work is to investigate on the possibility of oil polluted water remediation using Advanced Oxidation Processes (AOPs). A suspension petroleum/water was prepared in a Pyrex flask (10 L). The flask was filled with 7. 0 L of distilled water, petroleum was added at the ratio 1/20 (oil/water) and the solution was magnetically stirred and then kept in the dark at room temperature to reach equilibrium up to 30 days. The degradation of crude oil dissolved in water was investigated employing either sonolysis at 20 kHz, or photocatalysis on TiO2, or simultaneous sonolysis and photocatalysis (i. E. Sonophotocatalysis), as degradation techniques. For photocatalytic degradation, we used a 125W high‐pressure mercury lamp (Philips, HPK), which provides a maximum energy at 365 nm with an emission range from 200 to 600 nm, and paper supported titanium dioxide as a catalyst. Sonication was carried out by using an ultrasound emitter with an electric power adjustable between 7 and 100 W. Crude oil and water soluble fraction samples were analyzed by using gas‐chromatography mass‐spectrometry (GC‐MS), liquid state nuclear magnetic resonance (1H NMR), Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT‐ICR‐MS), and fluorescence. The study of non polar compounds in irradiated crude oil by GC‐MS showed an intensification in relative amount of the C13‐C23 fractions and a reduction in relative amount of the C7‐C12 fractions. By use of FT‐ICR‐MS we can see that the irradiation of crude oil produces an oxidation of oil with a particular effect of double bonds oxygenation. Non polar compounds present in crude oil water soluble fraction detected by GC‐MS show a strong presence of branched alkanes and a good amount of linear and aromatic alkanes. All degradation methods utilized have generated an augmentation of C5 class and a decrease of C6‐C9 classes of compounds. In analysis of polar molecules, we can see that total oxygenated compounds were subjected to a small decrease after photocatalysis and a sharp decrease after sonophotocatalytic degradation; no modifications were showed in sonolysis. In FT‐ICR analysis an augmentation of compounds with low molecular weight was also found together with a light increase of number of oxygen atoms in the oxygenated species, as shown in Kendrick and van Krevelen diagrams. In conclusion, we can affirm that ultrasound affects the rate of the photocatalytic degradation of the organic pollutant; the simultaneous use of ultrasound and photocatalysis increased the efficiencies of the degradation process, and a synergistic effect between sonolysis and photocatalysis is normally observed<br>Le pétrole, probablement le mélange organique le plus complexe, est un liquide naturel et inflammable constitué de composés organiques ayant des propriétés chimiques différentes: hydrocarbures saturés et insaturés, composés hétéro‐atomiques (N S et O) et une petite quantité de métaux. La pollution de l’eau et du sol causée par le pétrole est un problème mondial. Les hydrocarbures arrivent dans l'environnement par des épanchements accidentels ou des fuites industrielles ou, encore, comme sous‐produits de l’activité commercial et domestique. Quelque soit le type de pollution (primaire ou secondaire, c'est‐à‐dire directe ou occasionnel) les hydrocarbures du pétrole arrivent sur la surface du sol et dans l’eau et peuvent arriver dans les nappes aquifères et entrer dans la chaîne alimentaire. L’irradiation solaire représente un procédé naturel d’atténuation des polluants organiques à la surface des sols pouvant servir par exemple à la décontamination de sites contaminés par le pétrole. Ce procès peut être accéléré avec l’utilisation de catalyseurs (photocatalyse) tel que le bioxyde de titane (TiO2) qui semble être le catalyseur le plus efficace et économique. Depuis quelques années on étudie, aussi, l’application soit des ultrasons (sonolyse) soit le couplage sonolyse‐photocatalyse afin de dégrader les polluants organiques dans l’eau. Toutefois la littérature ne reporte pas des articles scientifiques qui appliquent ce couplage pour la purification de l'eau contaminée par les hydrocarbures dérivés du pétrole. Le but de ce travail, pourtant, a été d’étudier la possibilité d'appliquer des méthodes d’oxydation extrême (AOPs, Advanced Oxidation Processes) pour la purification d'eau polluée par le pétrole. Pour les essais de dégradation on a préparé une suspension eau/pétrole dans un récipient en Pyrex (10 L). Dans le récipient on a introduits 7,0 L d'eau distillé et pétrole en rapport 1/20 (pétrole/eau). La solution a été maintenue en agitation à l’obscurité pour 30 jours pour permettre à l'eau de se saturer d’hydrocarbures. La dégradation du pétrole dissous dans l’eau a été menée par sonolyse à 20 kHz, par photocatalyse et par sonophotocatalyse. La dégradation photocatalytique à été menée en utilisant une lampe HPK 125 W et TiO2 comme catalyseur alors que pour la sonolyse on à utilisé un ultrason de puissance électrique enregistrable entre 7 e 100 W. Les échantillons du pétrole ont été analysés par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC‐MS), par résonance magnétique nucléaire sur le proton liquide (1H RMN), par spectrométrie de masse à Résonance Cyclotronique Ionique et Transformée de Fourier (FT‐ICR‐MS) et par fluorescence. L’étude en GC‐MS des composés non polaires du pétrole irradiés dans le simulateur solaire, a montré, après l’irradiation, une augmentation de la quantité relative de la fraction C13‐C23 et une réduction de la fraction C7‐C12. L’analyse des mêmes échantillons en FT‐ICR‐MS à montré l'oxygénation des doubles liaisons et une augmentation des produits d’oxydation. Les analyses en GC‐MS des composes non polaires, présents dans la fraction soluble du pétrole naturel, ont montrés une forte présence d'alcanes complexes et une grande quantité d'alcanes linéaires et aromatiques. En général, les trois méthodes de dégradation utilisées (sonolyse, photocatalyse, et sonophotocatalyse) ont produit une augmentation des composée en C5 et une diminution de la fraction C6‐C9. Les analyses en FT‐ICR des composés polaires ont relevé rien de remarquable après la sonolyse, une légère diminution des composes oxygénés après les photocatalyse et une évidente réduction des mêmes composes après la sono‐photocatalyse. Les diagrammes de Kendrick et van Krevelen confirment ces résultats: on observe, en effet, une augmentation des composés avec bas poids moléculaire et une légère augmentation d'atomes d’oxygène. En conclusion on peut affirmer que les ultrasons ont une influence remarquable sur la dégradation photocatalytique des polluants organiques. La sonophotocatalyse, pourtant, grâce à la synergie d’action, augmente l'efficacité du procès de dégradation

Plusieurs millions de tonnes de pétrole sont déversés chaque année dans les Océans de manière volontaire ou accidentelle, présentant des risques majeurs pour la santé humaine et l’environnement. Parmi les méthodes employées pour la remédiation des hydrocarbures, la biostimulation des bactéries hydrocarbonoclastes par ajout de nutriments est une approche privilégiée. La réussite de cette méthode nécessite une connaissance la plus complète possible des microorganismes en jeu et des facteurs environnementaux qui les influencent. Dans ces travaux de thèse, nous avons tout d’abord évalué in situ l’importance relative du pétrole parmi d’autres facteurs physico-chimiques sur la structuration des communautés bactériennes. Dans un second temps, une étude en conditions contrôlées simulant une pollution accidentelle nous a permis de démontrer que les caractéristiques d’un site, précédemment soumis ou non à une pollution chronique, ont une influence directe sur la cinétique de réponse des communautés bactériennes et leur capacité à dégrader un pétrole complexe en condition de biostimulation. Une attention particulière a également été portée sur l’effet des facteurs de régulation des communautés bactériennes de type « top-down » (prédation par les protozoaires et lyse virale) sur la biodégradation des hydrocarbures, révélant notamment un rôle prépondérant des virus dans le contrôle des communautés bactériennes impactées par le pétrole. Enfin, l’adaptation au milieu marin du DNA-Stable Isotope Probing nous a permis de décrire précisément la diversité des bactéries associées à la dégradation du phénanthrène, révélant la dominance de Cycloclasticus sp. Dans les sites étudiés.

Les poêles à pétrole sont des appareils de chauffage dépourvus d’évacuation des gaz brûlés vers l’extérieur de la pièce. Ils ont été à l’origine de 49 cas d’intoxication aiguë au monoxyde de carbone en France en 2007. Ce type de chauffage est aussi probablement responsable d’intoxications chroniques, mais celles-ci ne sont pas documentées. Cette thèse a pour objet la quantification en laboratoire des émissions gazeuses de poêles à pétrole récents et l’élaboration de protocoles de mesure pour l’étude de la qualité de l’air à l’intérieur de logements du Nord-Pas-de-Calais. Deux types de poêles à pétrole (à mèche et électronique) ont été étudiés dans une enceinte de 8 m3. Ils émettent principalement NO, NO2, CO, CO2 et des particules. Trois COV préoccupants (formaldéhyde, benzène et 1,3-butadiène) ont également été quantifiés. Les facteurs d’émission dépendent du type de poêle et de la composition du carburant utilisé, en particulier sa teneur en soufre, et en esters méthyliques d’acides gras dans le cas d’un carburant « bio ». L’accumulation de suies sur le poêle à mèche au cours de son utilisation s’accompagne d’une forte augmentation des émissions de CO, qui peut conduire à des intoxications chroniques et aiguës. Des mesures de terrain chez six volontaires ont permis de tester nos protocoles dans un milieu plus complexe que celui du laboratoire. Le rôle prépondérant des poêles à pétrole sur les niveaux de pollution dans les logements a été mis en évidence. Ce travail servira de base à une future étude épidémiologique portant sur la santé respiratoire des utilisateurs de tels appareils de chauffage<br>Unvented kerosene space heaters were responsible for 49 cases of acute carbon monoxide poisoning in France in 2007. This kind of heater may also induce chronic intoxications, but no information on these is available. The aim of this work is the laboratory quantification of the gaseous emissions from recent models of kerosene space heaters and the preparation of an indoor air quality study in the Nord-Pas-de-Calais region. Two types of kerosene heaters (wick and injector) were tested in an 8 m3 instrumented environmental chamber. They emit mainly CO2, CO, NO, NO2, particles and some VOCs (especially formaldehyde, benzene, 1,3-butadiene). Emission factors depend upon the kind of heater and upon the type of fuel, and particularly on the fatty acid methyl esters and sulfur content. The accumulation of soot on the wick heater during use leads to a high increase of the CO emissions, and could be responsible for chronic and acute CO intoxications. Field measurements were undertaken to assess the effective exposure of users to pollutants emitted by kerosene space heaters in a complex environment. Kerosene space heater emissions were found to be the main source of pollution. This work will be applied to an epidemiological study on respiratory diseases caused by these heaters

Les marées noires en Europe ont une visibilité particulière. Le déversement des hydrocarbures, spectaculaire et médiatisé, transforme les paysages d’une coloration brune. L’émotion est vive, les risques sont aujourd’hui intolérables. La situation européenne du début des années 2000 a été transformatrice : la mobilisation sociale a contraint les autorités politiques au changement. Pourtant les échanges pétroliers sont essentiels, ils constituent une des parts « invisibles » des usages des océans. Toutes les attentions se concentrent vers ces espaces, car ils permettent la majorité des flux d’hydrocarbures et sont devenus des vecteurs indispensables à la mondialisation économique. Dans cette trame, le transport maritime pétrolier a subi une sédimentation historique originale. Le monde pétrolier s’est façonné par des à-coups transformateurs qui ont changé le mode de possession de la ressource. Plus qu’un banal accident de navigation, les catastrophes ont des causalités politiques et économiques sophistiquées. Cette évolution a des effets sur la structure du transport maritime pétrolier et sur la réalisation des risques de marée noire. Avec l’établissement de marchés, les acteurs financiers se sont insérés sur l’activité du transport, domaine volontairement délaissé par les firmes et les Etats pétroliers. L’abandon des flottes est issu de stratégies réfléchies. Les lois internationales et européennes tentent de limiter les effets négatifs d’une construction économique déséquilibrée. La spatialisation de ces phénomènes met en exergue la marginalisation du transport maritime et des risques de marée noire, malgré le recours généralisé aux espaces littoraux et maritimes<br>Oil spills in Europe have a particular visibility. Hydrocarbons pollution, spectacular and publicized, modifies the landscape in a brown color. Emotions are high and risks are nowadays unbearable. The European situation in the early 2000s provoked changes: social mobilization has forced political authorities to deal with these problems. Still, oil trades are essentials, they are one of the many “invisible” uses of oceans. All attention is concentrated to these areas because they provide most of hydrocarbon streams and became the way to expand economic globalization. In this network, the oil shipping has undergone an original and historical sedimentation. The oil industry was shaped by multiple shocks that changed the ownership of the resource. More than a banal ship accident, disasters have sophisticated political and economic causalities. This evolution affects the structure of oil shipping and the oil spills risks. With the establishment of markets, financial actors are inserted on the activity of shipping, a sector voluntarily abandoned by companies and oil states. The rejection of the fleet is the result of deliberate strategies. The international and European laws attempt to limit the negative effects of an unbalanced economic construction. The spatialization of these phenomenons highlights the marginalization of shipping and oil spills risks, despite the widespread use of coastal and marine areas

Le secteur pétrolier doit faire face à quatre principaux défis : répondre aux besoins energétiques, estimés entre 13 et 20 Gtep, d'une population qui atteindrait les 10 Mds en l'an 2010; contribuer à assurer le financement du développement économique et social des PED; réduire les atteintes à l'environnement du fait de l'exercice des activites pétrolières et permettre une répartition equitable, dans l'espace et dans le temps (générations futures), des richesses et des progrès nés de l'exploitation de pétrole. Ce sont là les éléments essentiels de la problèmatique du développement durable dans le secteur pétrolier qui posent, sur le plan juridique, la question de l'articulation entre le droit international de l'environnement, le droit international du developpement, et les différents droits internes, auxquels s'ajoutent les actions volontaires des compagnies petrolieres internationales. Quelle est la portée des principes de la déclaration de Rio dans le secteur pétrolier ? Et quel bilan dresser de l'application du droit international de l'environnement dans le secteur pétrolier ? l'examen de ces questions de fonds nous amène à nous interroger sur les actions mises en place par les principaux acteurs de la mise en oeuvre du droit international et en particulier les Etats, certaines organisations internationales et les compagnies pétrolières pour orienter le secteur pétrolier dans la voie du développement durable. Quelle sont les obstacles qui se dressent face à ces actions? Et dans quelles conditions le secteur pétrolier pourra-t-il mieux contribuer à la réalisation des objectifs du développement durable? Ce sont là les principales questions abordées dans cette étude.

Cette etude a pour but de tester l'efficacite d'un nutriment oleophile associe a un apport de bacteries prealablement selectionnees pour tenter d'augmenter la biodegradation d'un petrole brut dans l'environnement marin. Deux methodes differentes ont ete utilisees pour la bioaugmentation: inoculer des communautes bacteriennes selectionnees ou apporter un inoculum forme de 4 souches hydrocarbonoclastes. Les deux procedes testes in vitro se sont reveles efficaces. Les analyses des hydrocarbures residuels ont mis en evidence une meilleure biodegradation en presence de souches hydrocarbonoclastes. Cette seconde methode de seeding a ete essayee in situ (bassins exterieurs en flux continu) et a confirme l'efficacite du double traitement nutriment oleophile-bioaugmentation. L'elaboration d'un modele mathematique de la dynamique des microflores de milieux pollues en relation avec celle des nutriments (carbone, azote, phosphore) permet de representer correctement le phenomene de biodegradation d'un petrole brut dans le cas d'un traitement chimique

L’utilisation d’outils adaptés, efficaces et fiables est fondamentale pour mesurer et contrôler l’impact environnemental autour des installations industrielles. Robuste, autonome et permettant un suivi à distance et en ligne, la Valvométrie HFNI (Haute Fréquence Non Invasive) est une solution possible pour le biomonitoring des écosystèmes aquatiques. Elle permet l’étude à distance et en temps quasi-réel du comportement et de différents traits de vie de groupes de mollusques bivalves dans le milieu naturel par numérisation de leur activité valvaire. Les animaux sont ainsi utilisés comme des témoins représentatifs de la qualité de l’eau, capables de traduire la survenue d’évènements modifiant leur environnement. Détecter rapidement le début d’une perturbation et identifier sa nature sont des éléments clés du processus de réduction du risque environnemental. A ce titre, le premier objectif de cette thèse était d’analyser la capacité de réponse comportementale face à un pétrole brut de mollusques bivalves instrumentés avec la Valvométrie HFNI en situation multistress, représentative d’un contexte environnemental réaliste. Le second objectif était d’évaluer les perturbations sous-jacentes de leur milieu intérieur lors de l’exposition au pétrole brut et mieux comprendre le mécanisme des changements de comportement. Pour ce faire, des études ont été réalisées chez deux espèces de mollusques bivalves, la palourde d’eau douce Corbicula fluminea et l’huitre marine Magallana gigas, en conditions semi-naturelles ou contrôlées de laboratoire, avec des concentrations de pétrole brut constantes ou variables, environnementales (et dans un cas létales), et en présence de différents facteurs de stress additionnels : la température de l’eau, la turbidité, la présence de baryum, de pollution sonore ou d’hypoxie. La réponse comportementale au pétrole brut s’est avérée (i) claire et discernable dans la majorité des situations créées et (ii) fonction de la concentration, ce qui permet de proposer un schéma global d’évolution d’indices valvométriques dans la gamme 0 – 60 mg·L-1. Les perturbations du milieu intérieur ont été évaluées par une approche de protéomique sur des tissus en relation avec l’activité comportementale (branchies, muscles, ganglions nerveux). Quel que soit le tissu étudié, l’espèce ou les conditions d’exposition, les résultats traduisent une modification des processus métaboliques et cellulaires avec un impact toxicologique fonction de la contamination quantifiée par des dosages de HAP dans les tissus ou des valeurs nominales d’exposition. Ces analyses permettent d’aborder les bases explicatives du comportement chez les bivalves, de corréler comportement et changements du milieu intérieur et ouvrent la voie à des perspectives d’évaluation d’impacts en ligne et à distance<br>The use of adapted, efficient and reliable tools is fundamental to measure and control the environmental impact surrounding industrial installations. Robust, autonomous and working by remote control, HFNI (High Frequency Non Invasive) Valvometry is one possible solution for the biomonitoring of aquatic ecosystems. Based on valve activity scanning, it enables the study of behavior and different life traits of bivalve mollusks in the natural environment. Animals are used as biosensors representative of water quality and capable of reflecting the occurrence of environmental alteration. Detecting a disturbance and identifying its nature are key elements in the process of reducing environmental risk. As such, the first objective of this work was to analyze the behavioral response to crude oil of bivalve mollusks instrumented with HFNI Valvometry in a multistress context. The second objective was to evaluate the underlying disturbances occurring in their milieu intérieur when exposed to crude oil with the ultimate goal of associating behavioral changes (symptoms) and physiological disorders. To do so, studies were conducted on two species, the freshwater clam Corbicula fluminea and the marine oyster Magallana gigas, under controlled laboratory or semi-natural conditions, with crude oil at environmentally realistic concentrations, constant or variable and in one case lethal. We used various stress factors: water temperature, turbidity, presence of barium, noise pollution and hypoxia. The behavioral response to crude oil was found to be (i) clear and distinguishable in the majority of situations and (ii) concentration-dependent, allowing to propose a global relationship between a valvometric index and crude oil concentration in the range 0 - 60 mg·L-1. Disturbances in the milieu intérieur were assessed using a proteomic approach on tissues directly involved in behavioral activity (gills, muscles, nervous ganglia). Whatever the tissue studied, the species or the exposure conditions, the results reflect a disruption of metabolic and cellular processes with a dose-effect toxicological impact quantified by PAH analyses in tissues or nominal exposure values. As a whole, this new set of analyses (i), confirms the capacities of the valvometry concept in the oil and gas field, (ii) make it possible to approach the relationship between behavior and underlying physiological changes in bivalves and (iii) pave the way to new perspectives for online and remote impact assessment

Les énergies fossiles, telles que les hydrocarbures pétroliers, sont l’une de nos plus importantes ressources naturelles et constituent la principale source d’énergie de nos sociétés industrielles. Cependant, le pétrole est aussi un polluant majeur. Les pollutions ponctuelles ou chroniques des environnements marins par des pétroles bruts ou raffinés causent des perturbations écologiques importantes. Heureusement, une grande partie des hydrocarbures introduits en milieu marin peut être dégradée par des microorganismes indigènes, qualifiés d’hydrocarbonoclastes. Bien que la dégradation microbienne des hydrocarbures soit bien documentée, encore peu d’informations sont disponibles sur le comportement des communautés microbiennes naturelles dans les environnements contaminés et sur leurs interactions in situ avec les hydrocarbures. A ce jour, la plupart des études ont été conduites dans des milieux principalement oxiques. Or, une part importante des hydrocarbures déversés en mer (jusqu’à 20 à 30%) peut sédimenter et contaminer ainsi des zones où la pénétration de l’oxygène n’excède pas les 2 3 premiers millimètres du sédiment, tels que les sédiments infralittoraux. Ce travail de recherche porte sur l’étude du devenir de contaminations pétrolières et de leurs effets sur les communautés bactériennes dans des sédiments côtiers infralittoraux. Dans ce but, une expérimentation originale de contamination artificielle a été réalisée en conditions in situ par 20 m de profondeur. Le suivi de l’évolution qualitative et quantitative du pétrole a permis de démontrer que les hydrocarbures aliphatiques ont été biodégradés. Les alcanes à chaînes carbonées les plus courtes ont été dégradés plus rapidement que les alcanes à chaînes carbonées les plus longues. De plus, la dégradation in situ en conditions strictement anoxiques (horizon 8 10 cm) a été formellement établie. Nous avons également montré que la réponse des communautés à la contamination pétrolière est un phénomène complexe. Dans les trois horizons étudiés (0 1, 2 4 et 8 10 cm), les bactéries majoritairement impliquées dans les modifications de structure des communautés étaient étroitement affiliées à des bactéries sulfato réductrices (BSR) hydrocarbonoclastes (e. G. Souches Hxd3, Pnd3, AK01, Desulfatibacillum aliphaticivorans CV2803T et D. Alkenivorans PF2803T). La détection de métabolites spécifiques des voies de dégradation anaérobies des n alcanes par les souches AK01 et D. Aliphaticivorans CV2803T atteste l’implication de ces BSR dans la dégradation des n alcanes. D’autre part, nous avons observé une hétérogénéité verticale de la structure de ces communautés plus marquée dans les sédiments contaminés que dans les sédiments non contaminés. Cette intensification de l’hétérogénéité pourrait résulter d’une stratification des populations bactériennes, favorisée, dans les sédiments contaminés, par la bioturbation. En effet, dans le cadre d’une expérimentation au laboratoire, nous avons montré que la présence de polychètes Nereis diversicolor n’avait pas d’effet sur les communautés de sédiments non contaminés, mais que dans les sédiments contaminés, la structure des communautés était différente en présence des polychètes. Les activités de bioturbation de N. Diversicolor pourraient entre autre augmenter l’oxygénation des sédiments et la biodisponibilité des hydrocarbures. Cela favoriserait ainsi le développement de bactéries, absentes ou peu présentes dans les sédiments contaminés mais non bioturbés. Certaines de ces bactéries sont connues pour jouer un rôle important dans la bioremédiation de sites pollués (e. G. Alcanivorax sp. OM 2, Psychroserpens burtonensis). Ces résultats participent à l’amélioration de nos connaissances sur l’écologie des microorganismes dans les écosystèmes marins anthropisés. En conditions in situ, un éventail de facteurs vont déterminer le comportement des communautés. Au regard de ces résulats, il apparaît indispensable de ne pas s’intéresser qu’aux seuls microorganismes hydrocarbonoclastes mais de considérer l’ensemble de la communauté microbienne et de ses interactions avec l’écosystème sédimentaire<br>Fossil fuels, such as petroleum, are one of our most important natural resources, the major energy source of our industrial society and the basis of feedstock for the petrochemical industry. Nevertheless, petroleum is also one of the most organic pollutants. Episodic and chronic pollution of the marine environment by crude oil or distillate fractions cause major ecological perturbations. Fortunately, a substantial proportion of the oil entering marine habitats can be degraded by indigenous microorganisms, called hydrocarbonoclastic microorganisms. Despite there being a considerable amount of literature on microbial hydrocarbon degradation, until recently we had limited knowledge about the behaviour of bacterial communities in contaminated environments and their interactions with hydrocarbons in situ. To date, studies of bacterial dynamics have essentially focused on aerobic waters and shoreline systems. However, a large part of the spilled oil (20 30%) can sediment and can be deposited on bottom sediments where oxygen penetration does not exceed the first 2 3 millimetres, such as infralittoral sediments. The present study reports on the fate of oil spills and their effects on bacterial communities in infralittoral coastal sediments. A field experiment of artificial oil spill, conducted at 20 m water depth, was undertaken. Analysis of oil composition revealed that aliphatic hydrocarbons were degraded under in situ conditions. Alkanes with shorter chain lengths were degraded faster than longer chain alkanes. Furthermore, in situ degradation under strictly anaerobic conditions (8 10 cm sediment depth) was formerly proven. Also, we have shown that the community’s response to oiling is a complex phenomenon. At the three depths studied (0 1, 2 4 and 8 10 cm), bacteria implicated in the main changes in the structure of bacterial communities were affiliated to hydrocarbonoclastic sulfate reducing bacteria (SRB) (e. G. Strains Hxd3, Pnd3, AK01, Desulfatibacillum aliphaticivorans CV2803T and D. Alkenivorans PF2803T). Detection of specific metabolites of anaerobic n alkane degradation pathways of strain AK01 and D. Aliphaticivorans CV2803T indicated that these bacteria contributed to the biodegradation of n alkanes. Also, vertical heterogeneity of the bacterial communities within the sediment was more pronounced in the oiled sediments than in control sediments. The development of the vertical heterogeneity could result from stratification of different populations in the oiled sediments, favored by bioturbation. In fact, during an experiment under laboratory conditions, we have shown that the presence of the marine polychaetes Nereis diversicolor affects bacterial communities in contaminated sediments but do not affect the communities in control sediments. Bioturbation activities by N. Diversicolor may, among other things, enhance sediment oxygenation and hydrocarbon bioavailability. Thus, it may favour the development of specific bacterial groups, not present in the contaminated but non bioturbed sediments. Some of these bacteria play a critical role in bioremediation processes (e. G. Alcanivorax sp. OM 2, Psychroserpens burtonensis). This study provides useful information on microbial ecology in anthropised marine ecosystems. Under in situ conditions, the behaviour of microbial communities is determined by a myriad of parameters. Regarding these results, it remains essential not to focus only on hydrocarbon degraders but to study the whole communities and their interactions with the sedimentary ecosystem

Trois principaux aspects de ce probleme ont ete abordes: - l'etude geochimique, relative a la distribution qualitative et quantitative des hap dans un petrole brut, les sediments et dans les effluents d'un site petrochimique, a permis non seulement de determiner les origines probables de ces micropolluants dans les matrices etudiees, mais aussi de choisir le sediment le moins pollue possible comme matrice de reference et cinq hap modeles (naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene et benzo(a)pyrene) pour les etudes toxicocinetiques et toxicodynamiques. - l'etude toxicocinetique comparee des hap modeles prealablement adsorbes sur le sediment de reference et mis en presence des organismes dulcaquicoles (algues du bioderme, mollusque (corbicula fluminea), poisson (brachydanio rerio) et larves d'amphibien (pleurodeles waltl)), a contribue a une meilleure comprehension des mecanismes de desorption des hap sedimentaires, des processus d'absorption et de depuration par les organismes-tests, et d'autre part les facteurs dont dependent ces mecanismes (poids moleculaire, coefficient de liposolubilite, duree d'exposition, degre d'evolution phylogenique des organismes,) ; - l'etude toxicodynamique a permis d'evaluer a la fois les effets toxiques des hap purs ou en melange (effluents d'un site petrochimique) vis-a-vis de l'algue scenedesmus subspicatus et leurs potentialites genotoxiques vis-a-vis des larves de pleurodele

Jusque dans la décennie 1970, la théorie du risque s'est, dans la pensée économique, focalisée sur le mono-risque. Depuis la décennie 1980, la théorie économique du risque englobe le multirisque. Dans cette étude, le concept de risque pétrolier maritime est relatif au multirisque, qui renvoie à un système de deux risques principaux : le risque corps du navire pétrolier et le risque de pollution pétrolière maritime. Le risque en transport pétrolier maritime, relevant du multirisque dépendant, est, par sa composante "risque de pollution pétrolière", un nouveau risque, lequel ne peut être couvert par des méthodes d'assurances. L'application de la théorie économique du risque au transport pétrolier maritime présente alors des limites. Sur une base réglementaire et juridique, cette étude retient la performance par la gestion de la qualité totale. A ce titre, les stratégies suivies par les divers partenaires impliqués dans le transport pétrolier maritime sont analysées. Il en ressort deux conséquences. La première concerne la flotte pétrolière, dont la surcapacité comprime les taux de fret pétroliers. Le renouvellement de la flotte pétrolière, à partir de pétroliers (modernes) de bonne qualité et à double coque n'est possible que si ces taux de fret sont fortement rémunérateurs et autorisent la couverture de la totalité des coûts du transporteur pétrolier, pour permettre à ce dernier, d'acquérir des pétroliers modernes. La seconde conséquence est que, seule l'application stricte des dispositions réglementaires et législatives, pourrait contribuer à permettre au transporteur pétrolier, d'obtenir de taux de fret pétroliers rentables, par l'élimination des pétroliers sous norme<br>Until in the decade1970, the theory of the risk is, in the economic thought, focused on the monorisk only. Since the decade 1980, the economic theory of the risk includes the multirisk. In this study, the concept of maritime oil risk consists in multirisk which returns to a system of two principal risks : the body risk related to the oil tanker, and the risk of maritime pollution. The risk in maritime oil transport, concerned with the dependent multirisk, is by its component "oil pollution risk", a new risk, which cannot be covered by methods of insurances. The application of the economic theory of the risk to maritime oil transport presents limits then. On a regulatory and legal base, this study retains the performance by management of total quality. For this reason, strategies pursued by the various partners implied in maritime oil transport are analized. This entails two consequences. The first is related to the oil tanker fleet, whose surplus production capacity compresses then, oil freight rates. The renewal of the oil fleet, from (modern) tankers of good quality and with double hull is possible, if these freight rates are strongly remunerative and if they authorize the cover of totallity of the costs of the oil tanker shipowner, to allow this last, to acquire modern tankers. The second consequence is that, only the strict application of the regulations and legislations, could contribute to allow the oil tanker shipowner, to obtain profitable rewards, by the elimination of the tankers under standard

Le 12 décembre 1999, le tanker ERIKA se brise en deux et fait naufrage au large des côtes bretonnes. Environ 10 milles tonnes de fuel lourd sont libérés dans l'environnement marin et impactent au début du mois de Janvier 2000, 400 km de côte Atlantique du Finistère jusqu'en Vendée. Les adduits à l'ADN sont le résultat de l'activation biologique de xénobiotiques en composés capables de se lier de façon covalente sur une base de l'ADN. Ces lésions à l'ADN ont une haute signification biologique et sont utilisés comme biomarqueur d'exposition et d'effet. Dans cette étude, il s'agissait de rechercher ce biomarqueur d'exposition et d'effet à des molécules dites " génotoxiques " dans des tissus de poissons et de moules exposés à la marée noire de l'ERIKA. Le suivi mensuel de certains adduits à l'ADN dans la moule, a permis de distinguer trois stations auxquelles la génotoxicité de l'ERIKA a été observée jusqu'à la fin de l'étude soit en novembre 2000. Des études in vitro ont permis de confirmer les résultats de la génotoxicité observée in vivo dans les tissus de moules et de poissons. Elles révèlent la propriété génotoxique de ce pétrole. Les résultats de ces études tendent également à montrer l'implication des systèmes de métabolisation de phase I tel que les CYP de la famille 1 et les peroxydases dans la formation d'espèces chimiques actives capables de former des adduits. Les fuels lourds de type " Bunker " tel que le pétrole de l'ERIKA est un mélange complexes contenant entre autres des composés soufrés tels que les thiophènes et dont la toxicité et la génotoxicité ont été très peu étudiées. Les résultats in vitro, sur des cultures de cellules humaines, montrent que certains thiophènes sont génotoxiques et pourraient donc jouer un rôle dans la génotoxicité observée in vivo.

Depuis l'adoption de l'opa 90 par le congres americain, on assiste a un eclatement du droit de la responsabilite civile pour dommages petroliers entre le systeme juridique international auquel la france a adhere, et le systeme juridique americain. Toutefois, l'analyse comparee de ces deux regimes, francais et americain, de responsabilite civile revele l'existence des fondements d'une possible harmonisation. La necessaire et urgente realisation d'un nouvel ordre juridique petrolier s7avere donc envisageable<br>Since the adoption of the oil pollution act in 1990 by the us congress, there is a splitting of the law of civil liability for oil pollution damages, beetween the international system of law, france has adhered to, and the american system of law. However, the comparative analysis of the french and american systems of civil liabilty reveals the basements of a potential harmoniszation of law. Therefore, the necessary and urgent realizationof a new oil juridical order is conceivable

Les effets des hydrocarbures sur un milieu naturel complexe comme les mangroves sont tres difficiles a apprehender. Ils sont le resultat d'interactions nombreuses et mal definies. Les essais en laboratoire bien que faciles a realiser, donnent des resultats peu generalisables du fait meme de l'absence des contraintes dues au milieu naturel ont donc ete mis en uvre. Ils demandent une connaissance preliminaire approfondie du milieu dans lequel on travaille, ce milieu servant de laboratoire naturel. Son etude a montre que les peuplements du delta de la mahakam etaient controles par l'equilibre dynamique existant entre masses d'eaux marines et masses d'eaux continentales. Le delta se revele un ecosysteme physiquement controle. Les principales lois du fonctionnement du delta connues, nous avons pu choisir un site d'essais puis des variables de suivi qui se composent du ou des bioindicateurs (macrofaune benthique), des variables du milieu et enfin, de la variable dont on etudie les effets, a savoir les hydrocarbures. Les effets a court et a long terme des hydrocarbures ont pu etre mis en evidence ces derniers s'apparentant a un enrichissement en matiere organique l'utilisation de divers traitements de nettoyage a montre que dans la plupart des cas il est preferable de laisser le milieu se restaurer par lui-meme. La notion d'especes indicatrices de pollution est discutee, celles-ci etant en realite des especes a tres large valence ecologique proliferant aussi bien dans des milieux surcharges en matieres organiques que dans d'autres, tres pauvres en ces composes

Les hydrocarbures constituent le plus important secteur de l'économie du Nigéria. Ils affectent la vie de toute la population d'une façon ou d'une autre. A part l'impact positif des hydrocarbures dans l'économie, ils affectent aussi négativement les moyens d'existence de la population par les problèmes de pollution, surtout dans les zones d'activités pétrolières du pays. En effet, malgré l'amélioration technologique dans la production d'hydrocarbures, les opérations de l'industrie pétrolière sont souvent accompagnées de dégradation de l'environnement. Ces problèmes varient en intensité et en gravité, allant des fuites et décharges mineures aux dommages sévères à l'environnement provoqués par les explosions de puits, de pipelines, par les accidents de tankers etc. Ils sont directement liés aux activités quotidiennes de la production d'hydrocarbures, du raffinage et du transport d'hydrocarbures brutes et produits raffinés. . .

Les intégrons sont des éléments génétiques mobiles connus pour être les vecteurs les plus importants des résistances aux antibiotiques. La prévalence des intégrons a été montrée dans de nombreux environnements. Leur implication dans l’adaptation des bactéries d’environnements cliniques et leur présence dans tous les environnements testés laissent penser que ces structures génétiques sont aussi impliquées dans l’adaptation des communautés bactériennes à des perturbations environnementales. Dans le contexte d’une pollution pétrolière, les objectifs de la thèse étaient i) d'évaluer l’implication des intégrons dans la réponse des communautés bactériennes et ii) d'identifier les gènes bactériens potentiellement impliqués dans cette réponse à partir du métagénome bactérien. Par le suivi des gènes intI nous avons montré que leur diversité au sein des sédiments étudiés diminue en réponse à la pollution pétrolière, suggérant que la communauté bactérienne peut répondre spécifiquement à la pollution en disséminant certains intégrons. Nous avons montré l’induction de la transcription de ces gènes. Ces résultats démontrent que les intégrons répondent à la pollution et sont sans doute impliqués dans l’adaptation des bactéries. Nous avons ensuite développé un protocole permettant la construction de banque de cassettes de gène ayant été mobilisées en dernier. Des gènes apparemment présents de façon récurrente à cette position au sein de certains intégrons ont été identifiés. Enfin, ces travaux ont permis de développer des outils qui vont pouvoir approfondir les connaissances obtenues mais aussi d’étudier les intégrons dans d’autres environnements et soumis à d’autres perturbations<br>Integrons are mobile genetic elements known to be the most important vector of antibiotic resistances. Furthermore, integrons prevalency has been shown in many environments. Their implication in clinical bacteria adaptation and their presence in many environments suggest that these genetic structures are also involved in bacterial communities adaptation to environmental disturbances. In oil pollution context, the thesis aims were i) to evaluate integrons implication in response of bacterial communities and ii) to identify, from bacterial metagenome, genes potentially involved in this response. Studying intI genes, we showed that their diversity in studied sediments decrease in response to oil pollution, suggesting that the bacterial community can specifically respond to the pollution by spreading some integrons. We showed induction of some intI genes transcription. These results demonstrate that integrons respond to the pollution and are probably involved in bacterial adaptation. Then we developed a method allowing library construction of lately mobilized gene cassettes. Some genes apparently recurrently present at this position in some integrons were identified. Finally, this work permitted to develop tools which will allow improving obtained knowledge and to study integrons in other environments, and submitted to other disturbances

Les processus de transport et d'atténuation des contaminants dans un sol saturé sont déterminés en fonction de plusieurs facteurs parmi lesquels la consolidation à grande déformation joue un rôle majeur. L'étude de la consolidation d’un sol saturé tient généralement compte des aspects mécaniques et hydrauliques du milieu. Le facteur qui induit une modification structurale importante d'un sol saturé recevant une charge externe est l'expulsion de l'eau dans les pores. L'objectif de cette recherche vise à intégrer les équations de transport des contaminants avec les équations générales de la consolidation à grande déformation des sols (Foriero et Ladanyi, 1995 et 1998). Il est important pour le spécialiste en sols et en environnement de connaître l’état des contraintes, la perméabilité, l’indice des vides, le degré de consolidation, mais aussi les concentrations de contaminants et leurs gradients en vue de faire des prévisions dans le cadre d’un projet affectant un sol contaminé ou à d’autres fins. Pour ce faire, un programme informatique basé sur la méthode des éléments finis a été développé pour résoudre l'équation différentielle résultant du couplage de la consolidation et de la contamination. Les variables utilisées dans le logiciel sont les propriétés du sol, le coefficient de dispersion et la concentration initiale du contaminant. Les résultats de recherche indiquent que le programme informatique peut être utilisé pour prédire les paramètres reliés à la consolidation à grande déformation du sol et à l’évolution de la concentration du contaminant.

L'Équateur est le 5ème producteur de pétrole d'Amérique latine. La plupart des réserves se trouvent sous le nord-est de l'Amazonie équatorienne (NEA), représentant 15% de l'ensemble du pays, mais englobant une grande diversité biologique et culturelle. La production de pétrole et de gaz génère des déchets toxiques susceptibles de polluer l'environnement. La méthodologie a été définie pour évaluer les aléas et la vulnérabilité environnementale en tant que composantes indépendantes du risque, en utilisant des méthodes indicielles et des outils de hiérarchisation. Ensuite, ils ont été combinés à l'aide de méthodes de superposition spatiale. La qualité des données publiques utilisées dans cette étude a constitué une difficulté. Dans ce contexte, le premier objectif était de déterminer les volumes d'hydrocarbures déversés accidentellement dans des blocs pétroliers bien documentés. Ensuite, des volumes de déversements estimés ont été attribués aux blocs mal documentés pour obtenir une carte homogène. Le deuxième objectif consistait à cartographier les principales émissions atmosphériques associées aux torchères, c'est-à-dire les gaz à effet de serre (CO2, CH4) et les particules de noir de carbone (BC). Le troisième objectif était d'évaluer la vulnérabilité potentielle du patrimoine naturel à l'échelle régionale à l'aide de proxys tels que le statut de protection et l'occupation des sols. Le quatrième objectif consistait à illustrer l'approche proposée pour l'évaluation des risques en évaluant le potentiel de contamination des eaux souterraines à partir des fosses de stockage de résidus d'hydrocarbures. Les principaux résultats indiquent 10 000,2 t (909,1 t.an-1 ; SD = 1219,5) de pétrole déversé accidentellement dans la NEA durant la période 2001-2011, selon les événements enregistrés. Cependant, une augmentation de 54.8% a été constatée lors de l'extrapolation des taux de déversement des blocs pétroliers bien documentés aux blocs mal documentés. La précision des prévisions spatialisées a été de 32 à 97%. Les gaz brûlés au cours de la période 2003-2012 se sont élevés à 7,6 Gm3 (760 Mm3.an-1), ce qui correspond à des valeurs allant de 3,7 à 4,5 kt.an-1 BC. Les hydrocarbures dans les fosses de stockage ont été estimés à 49 436,4 t. Plusieurs cartes résultent de cette thèse. Les émissions spatialisées indiquent que les déversements et les émissions des torchères sont plus fréquents dans les agglomérations de Joya de los Sachas, Dayuma et Shushufindi. Les cartes de vulnérabilité du patrimoine naturel indiquent que 42% de la surface du territoire est hautement vulnérable, à l'est de la zone d'étude. La vulnérabilité des eaux souterraines est faible à moyenne dans la plupart des zones. En outre, l'exemple envisagé pour l'évaluation des risques liés aux eaux souterraines et aux fosses non étanchéifiées indique que les impacts potentiels les plus importants sont localisés au niveau des agglomérations de Nueva Loja, Tarapoa et Shushufindi. La qualité des données publiques disponibles a été jugée acceptable. En comparant nos estimations des émissions atmosphériques avec d'autres estimations indépendantes, une différence de 2,5 fois au maximum a été trouvée. La précision de la répartition spatiale des déversements accidentels a révélé une méthodologie prometteuse pour améliorer la cartographie des aléas. L'évaluation de la vulnérabilité a montré que les composantes du patrimoine naturel permettent de construire des indices de vulnérabilité à l'échelle régionale, l'occupation des sols étant significativement corrélée à la richesse spécifique et les aires protégées étant conservées efficacement sur le long terme, véhiculant ainsi une information sur l'intégrité écologique. En conclusion, les estimations et les cartes obtenues peuvent s'avérer utiles pour la surveillance de la sécurité et la sûreté des installations, la responsabilisation des institutions publiques et l'aménagement du territoire afin de réduire les risques futurs<br>Ecuador is the 5th oil producer in Latin America. Most of crude oil reserves lie beneath the north-eastern Ecuadorian Amazon (NEA), representing 15% of the entire country, yet encompassing high biodiversity and cultural heritage. Crude oil and gas production generate toxic wastes potentially polluting the environment. The methodology was set to evaluate hazards and environmental vulnerability, using score indexes and rankings, as independent components of risk. Then, they were combined using spatial overlay methods. An observed hindrance for risk analysis was the quality of public data that were used in this study. In this context, the first aim was to determine accidental oil spill volumes in well-documented oil blocks. Then, putative spill volumes were allocated to poorly-documented oil blocks to obtain a homogeneous map. The second aim was to map key atmospheric emissions associated to gas flaring, i.e., greenhouse gas (CO2, CH4) and black carbon (BC) particles. The third aim was to assess the potential vulnerability of natural heritage using regional scale proxies such as protection status and land use. Finally, the fourth aim was to exemplify the presented risk assessment approach by evaluating total petroleum hydrocarbons (TPH) potentially flowing to groundwater from oil pits. Main results indicate 10,000.2 t (909.1 t.yr-1; SD = 1,219.5) oil spilled in the NEA during the 2001-2011 period (11 years), according to recorded events. However, a 54.8% increase was found when extrapolating spill rates from well-documented oil blocks to poorly-documented ones. Spatial prediction accuracy ranged from 32 to 97%. Gas flared amounted to 7.6 Gm3 (760 Mm3.yr-1), equivalent to a range of 3.7 - 4.5 kt.yr-1 BC, during 2003-2012 lapse. Total petroleum hydrocarbons in unlined oil pits was estimated to 49,436.4 t. Several maps resulted from this thesis. Spatial emissions indicate spills and gas flaring are occurring at higher rates in settlements of Joya de los Sachas, Dayuma and Shushufindi. The natural heritage vulnerability maps indicated 42% of highly vulnerable surface at the most eastern side of the studied area. Groundwater vulnerability was low to medium in most areas; furthermore, the example considered for risk assessment of groundwater and unlined oil pits, indicated highest potential impacts in settlements of Nueva Loja, Tarapoa and Shushufindi. Publicly available data quality was found to be acceptable. For instance, when comparing airborne emission estimates with some other independent estimates only 2.5-fold difference was found at most. Spatial allocation accuracy of oil spills showed promising methodology for improving hazard mapping. Vulnerability assessment indicated natural heritage proxies to be suitable for building vulnerability indexes at regional scale as land use is significantly correlated to species richness, and protected areas are efficiently conserved in the long term, thus conveying some information on ecological integrity. Moreover, there was only 8.8% of spatial incongruence between the two proxies. Groundwater vulnerability mapping indicated gaps in knowledge that were discussed; some distance thresholds were proposed to select validation sites in future studies. In conclusion, estimates and maps obtained may be valuable for safety and security monitoring, accountability of public institutions and land use planning to lessen future risks

On s'intéresse à la reconnaissance et à la cartographie des nappes d'hydrocarbures polluant la surface de la mer. Après avoir comparé les performances et les coûts des principaux capteurs disponibles dans ce domaine, on propose un premier type d'opérateurs de reconnaissance utilisant l'information multispectrale. Puis, on montre qu'il est possible d'obtenir également des cartes à partir d'images monochromatiques en utilisant l'information spatiale. Enfin, dans une partie consacrée à la synthèse d'images de nappes d'huile en mouvement, on décrit l'implantation des algorithmes proposes et leur test en vol sur un microcalculateur embarqué à bord d'un avion de surveillance maritime. Un tel système permet d'assister le pilote dans ses taches de reconnaissance et de guidage.

Dans le cadre de cette thèse, je m'intéresse à la gestion des combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel, charbon) en présence d'interactions stratégiques entre diffé­rents types d'agents. Dans un premier temps, j'étudie sous quelles conditions deux firmes asymétriques, exploitant une ressource non renouvelable, peuvent s'entendre autour d'un accord de coopération et ainsi former un cartel. J'analyse en parti­culier l'ensemble des accords possibles ainsi que la possibilité que ceux-ci soient acceptés par toutes les parties prenantes. Dans un second temps, je m'intéresse plus spécifiquement à l'incitation des pays membres du cartel de l'Opep à sures­timer ou sous-estimer leurs réserves de pétrole depuis l'instauration du système des quotas de production en 1982. Enfin, je caractérise la politique optimale d'un gouvernement en faveur du développement des technologies backstop au travers de subventions en R&amp;D afin d'assurer la transition énergétique depuis des énergies fossiles polluantes à des énergies renouvelables non polluantes. Mais, je fais cette analyse dans le contexte où la production est contrôlée par une firme indépendante et lorsque le gouvernement ne peut pas implémenter une taxe sur les émissions. Un point commun de ces trois chapitres est la présence d'agents ayant des intérêts divergents. D'un point de vue méthodologique, j'utilise la théorie des jeux et, en particulier, les jeux différentiels dans les deux premiers chapitres<br>This dissertation provides an analysis of the management of fossil fuels (oil, gas, coal) in the presence of strategic interactions between different types of agents. First, I study under which conditions two asymmetric firms, extracting a nonre­newable resource, may agree upon a cooperative agreement and, thus, merge into a cartel. I analyse, in particular, the set of feasible agreements and the possibility that every players accept one of them. Second, I focus more specifically on the incentives for the Opec members to over-report or under-report their oil reserves since the set of production quotas in 1982. Third, I characterize the optimal policy of a government in favor of the developing of backstop technologies through R&amp;D subsidies in order to ensure the ecological transition from polluting fossil fuels to non-polluting renewable energies. However, I conduct this analysis in the context where the supply is controlled by an independent firm and when the government cannot implement a Pigovian tax on emissions. A common theme of these dif­ferent chapters is the presence of agents whose interests are contradictory. From a methodological point of view, I use game theory and, in particular, differential games in the two first chapters

Les déversements et le rejet de résidus solides et liquides causés par l'industrie pétrolière en Équateur ont entraîné la présence de déchets à forte teneur en hydrocarbures (HAP et BTEX) et en éléments métalliques (sels), qui sont reconnus pour leur toxicité aiguë et/ou chronique. Cette étude vise à évaluer la qualité du milieu aquatique dans trois bassins versants (Esmeraldas, Napo et Aguarico) sur les zones d'extraction et de raffinage afin de déterminer le niveau de risque environnemental et humain à partir de différentes sources d'eau. Les sources analysées sont conformes aux indicateurs environnementaux et définis comme "non toxiques". La pollution due aux activités pétrolières est ponctuelle. L'urbanisation et l'agriculture sont aussi visualisées comme facteurs de stress des masses d'eau. Le risque humain est lié principalement à la faible minéralisation de l'eau et dans certains cas à la présence d'éléments inorganiques (Mn, As, Al et Zn)<br>Spills and discharges of solid and liquid residues caused by the oil industry in Ecuador have resulted in the presence of pollutants with a high content of hydrocarbons (PAHs and BTEX) and metal elements (salts), which are known for their acute and/or chronic toxicity. This study aims to assess the quality of the aquatic environment in three watersheds (Esmeraldas, Napo and Aguarico) in the extraction and refining zones in order to determine the level of environmental and human risk from different water sources. The sources analyzed are in compliance with environmental guidelines and are defined as "non-toxic". Pollution from oil activities is punctual. Urbanization and agriculture are also visualized as stress factors for water bodies. Human risk is mainly related to low water mineralization and in some cases to the presence of inorganic elements (Mn, As, Al and Zn)

L’explosion du forage et de la plate-forme pétrolière Deepwater Horizon (DWH) le 20 Avril 2010 a entrainé la plus importante catastrophe pétrolière de l’histoire des Etats-Unis, avec des quantités sans précédent de pétrole (779,000 T) et de gaz relâchées continuellement dans le Golfe du Mexique durant près de 3 mois. En retour et comme moyen de réponse, 8 million L de dispersant chimique (principalement Corexit 9500A®) furent utilisés pour disperser les nappes, dont 2.9 million L furent injectés directement à la tête du puits à 1500 m de profondeur. La marée noire coïncida avec la saison de ponte et de recrutement de l’huitre américaine Crassostrea virginica, une espèce à haute valeur écologique et commerciale dans le Golfe. En raison de ces caractéristiques biologiques (sédentaire, espèce filtreuse, répartition géographique, ponte et fécondation externe), les huitres ont été utilisées comme organisme modèle en écotoxicologie. Néanmoins, il existe très peu de données disponibles sur la toxicité du pétrole brute (HEWAF), du pétrole dispersé (CEWAF) ou du dispersant sur les jeunes stades de vie de C. virginica. L’objectif de ce travail de thèse fut 1) de déterminer les effets létaux et sublétaux d’expositions aigües et chroniques à du pétrole DWH et/ou du Corexit 9500A® sur différents stades de développement des jeunes huitres, 2) d’examiner les mécanismes de toxicité des HAP (dissouts ou particulaires) issus du pétrole et du dispersant sur des processus physiologiques sensibles, et 3) d’établir si les résultats obtenus en laboratoire correspondent aux valeurs recueillies sur le terrain lors du programme NRDA. Nos résultats ont démontré que le pétrole et/ou le dispersant pouvaient affecter la reproduction et le développement embryonnaire et larvaire de C. virginica, et que le pétrole dispersé et le dispersant induisaient en général le plus d’impact. En outre, des effets sublétaux tels que des inhibitions de croissance larvaire, de fixation ou de filtration furent observés à des niveaux d’HAP et de DOSS mesurés dans l’environnement. Ces résultats suggèrent que le pétrole et l’utilisation de dispersant, en particulier lors de la saison de ponte de l’huître, pourraient affecter son recrutement et impacter la ressource de façon délétère dans des régions touchées par une marée noire. Par ailleurs, des critères biologiques plus sensibles que la mortalité devraient être choisis et inclus dans une approche intégrative, afin d’estimer plus précisément l’impact environnemental des hydrocarbures et le devenir de ses constituants<br>The explosion of the Deepwater Horizon (DWH) oil drilling rig on 20th April 2010 resulted in the largest oil-related environmental disaster in U.S history with an unprecedented amount of oil (779,000 t) and gas discharged continuously in the Gulf of Mexico, over a period of 3 months. As a response, 8 million L of chemical dispersants (mainly Corexit 9500A®) were applied on surface to dissipate the slicks, and injected directly at the well head (3 million L) at 1500 m depths. The oil spill coincided with the spawning and recruitment season of the ecologically and commercially important Eastern oyster, Crassostrea virginica. Due to its biological characteristics (sessile, filter-feeding, ubiquity, “free” spawner), oysters have been employed as a model species in ecotoxicology and for monitoring the environment. However, information on the toxicity of crude oil (HEWAF), dispersed oil (CEWAF) and dispersant alone (Corexit 9500A®) on early developmental stages of C. virginica are limited. The aim of this study was to i) determine the lethal and sublethal effects of acute and chronic exposure to surface-collected DWH oil and/or Corexit 9500A® on various life stages of oysters, ii) examine the mode of toxicity of oil-associated PAHs (dissolved or particulate) and dispersant on sensitive physiological processes, and iii) establish whether there is a relationship between results collected in the laboratory and field data collected during the NRDA sampling program. Our results indicated that oil and/or dispersant adversely affected reproduction and early development of C. virginica, with dispersed oil and dispersant having generally the highest impacts. Furthermore, sublethal effects such as inhibition of larval growth, settlement success or filtration rates were observed at environmentally realistic concentrations of tPAHs or DOSS. These results suggest that oil spills and the use of dispersant as a spill response, especially at the time of oyster spawning season, could affect oyster recruitment and ultimately oyster populations in affected regions. Besides, in order to assess more precisely the environmental impact of an oil spill and the fate of its constituents, meaningful endpoints other than lethality should be selected

Le 7 août 2009, un pipeline transportant du pétrole brut s'est rompu, provoquant le déversement de 5100 m3 de brut sur 5 hectares de la Réserve Naturelle des Coussouls de Crau. Le pétrole a atteint l'aquifère et a formé un LNAPL qui alimente un panache de polluants dissous, dont le benzène, composé cible car toxique. Cette étude vise à montrer que la biodégradation du pétrole (biostimulation ou atténuation naturelle), en particulier des composés dissous, est une mesure efficace de gestion à long terme des risques pour la ressource en eau. Une première étude en microcosmes a montré la biodégradation, même dans les conditions les plus réductrices, des composés cibles dont le benzène. Cette étude a confirmé que la disponibilité en oxydant est un facteur limitant et que le phosphate est un levier puissant pour stimuler la croissance bactérienne. Une seconde étude sur site a prouvé la faisabilité de la biostimulation par injection de nitrate et de phosphate dans la nappe et son efficacité pour l'abattement des concentrations en polluants dissous. L'utilisation du radon comme traceur pour estimer la saturation en pétrole dans l'aquifère a été évaluée dans une troisième étude. La facilité de mise en oeuvre de la méthode ainsi que les résultats offrent des perspectives intéressantes pour l'optimisation des systèmes de pompage-écrémage sur des sites ayant un NAPL. Une dernière étude portant sur la mise en place des processus d'oxydoréduction et de dégradation sur site a montré une évolution rapide des conditions après l'accident, traduisant un environnement favorable à l'atténuation naturelle. La dégradation in situ du benzène a été mise en évidence via des mesures isotopiques<br>On August 7, 2009 a pipeline transporting crude oil broke in the heart of the Nature Reserve of Coussouls de Crau, and 5,100 m3 of oil were spilled over 5 hectares. Oil infiltrated through the subsurface and reached the most important regional aquifer where it formed a LNAPL that created a plume of dissolved compounds. Among these compounds, benzene is of particular concern because of its toxicity and high solubility. This thesis aims at showing that biodegradation of crude oil, especially of dissolved compounds, is a good option for long-term management of risks for the water resource. A first study in microcosms demonstrated biodegradation of targeted compounds, including benzene, even under the most reducing conditions. This study also revealed that the availability of electrons acceptors was a limiting factor and that phosphate was a powerful lever to stimulate bacterial growth. An on-site study proved the feasibility of biostimulation by nitrate and phosphate injection in the aquifer and showed that biostimulation was efficient to reduce concentrations of dissolved compounds. Naturally occurring radon was used as a tracer to estimate oil saturation in the saturated zone in a third study. The ease of implementation of this method and the results offer interesting perspectives to optimize the yield of pump-and-skim systems in LNAPL-contaminated sites. The last study focused on the implementation of redox processes and degradation in the saturated zone after the spill. This study showed that processes quickly evolved and that conditions were favorable to natural attenuation. In situ benzene degradation was proven by the measurements of stable isotopes of carbon

Les rapides transformations chimiques et mecaniques du petrole deverse dans l'environnement terrestre ou marin, du fait des mecanismes d'alteration (evaporation, dissolution, photo oxydation, biodegradation. . . ), sont souvent un obstacle a la determination de son origine. Par consequent, si un petrole ne peut etre rapidement analyse apres son introduction dans le milieu naturel, son identification devient tres difficile. L'objectif de ce travail a ete de mettre au point un protocole analytique pour developper une methodologie de suivi et d'identification d'une pollution petroliere. Pour cela, nous avons defini et classe en plusieurs familles l'ensemble des hydrocarbures etudies. Les composes petroliers qui evoluent dans le temps sont appeles indicateurs d'evolution. Ces hydrocarbures permettent de reconstruire l'historique et les differentes phases de vieillissement du petrole contaminant. Ceux qui permettent de caracteriser les differentes contributions en hydrocarbures (biogene, anthropique, diagenetique) dans les sediments, sont definis comme indicateurs de source. Enfin, les composes qui persistent a long terme dans le sediment et caracterisent l'empreinte geochimique du petrole, sont selectionnes comme marqueurs d'origine car ils permettent d'identifier le residu petrolier. D'un point de vue experimental, cette methodologie a ete appliquee en premier lieu au cas de pollutions de sediments recents (0-20 cm de profondeur) dont l'historique est connu (mangrove de guadeloupe, cote de granite rose de bretagne, bassin de pechelbronn en alsace). Ces etudes, realisees sur des environnements tres differents (marecageux, marin et terrestre) ont montre des resultats similaires, en ce qui concerne le devenir (stabilite) de certains traceurs biogeochimiques. Dans chaque cas, les terpanes tri- et tetracycliques, certains terpanes pentacycliques, steranes, diasteranes et steroides aromatiques ont ete selectionnes comme marqueurs d'origine. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (hap), les steranes en c#2#7, les sesquiterpanes bicycliques et les alcanes lineaires et ramifies ont ete choisis comme indicateurs de source et d'evolution. Dans un deuxieme temps, cette methodologie d'identification a ete appliquee au cas d'une pollution de sediments contamines chroniquement par un melange d'hydrocarbures biogeniques et petrogeniques. Par une approche geochimique, des rapports moleculaires elabores a partir des marqueurs d'origine, ont ete selectionnes pour realiser deux etudes statistiques complementaires (afd et acp). Certains de ces rapports se sont averes specifiques des residus petroliers et sont par la-meme d'excellents outils pour remonter a l'origine des petroles ayant contamines les sediments etudies. Pour aller encore plus loin dans notre investigation, nous avons montre que les indices moleculaires selectionnes permettent egalement de differencier 8 groupes geologiques de petroles les plus repandus dans le monde.

L'expérience montre que les déversements de fiouls lourds sont parmi les plus difficiles à combattre. Leur persistance ainsi que leur évolution chimique a été étudié au travers d'expérimentations entreprises à différentes échelles ainsi que lors du suivi, en situation réelle, de la dégradation naturelle du fioul lourd de l'Erika persistant sur le littoral atlantique. L'adhérence des fiouls lourds est d'autant plus importante et sa remobilisation vers la colonne d'eau, d'autant plus lente, que le produit est visqueux. La porosité du substrat ralenti la remobilisation par absorption du produit tandis que la rugosité entraîne l'adhérence d'une quantité supplémentaire de produit néanmoins remobilisés sous l'action des vagues. L'abondance des composés aromatiques confère à ce produit, une sensibilité aux rayonnements solaires. Le fioul exposé au soleil est sujet à une remobilisation par action abrasive des sédiments dans la colonne d'eau. La présence d'organismes vivants (Elminius Modestus) sur les substrats entraîne une augmentation de la quantité de produit adhérant et une accélération du processus de biodégradation et un ralentissement de la photo-oxydation. Un indice de vieillissement a été défini à l'aide des résulats expérimentaux et utilisé, en situation réelle, dans le but de déterminer les paramètres environnementaux influents sur les processus de dégradation. Cinq années après le naufrage de l'Erika, la dégradation totale du fioul est de 50 % pour les environnements exposés au soleil : il se présente sous la forme de plaques bitumeuses caractérisées par l'importance de la fraction polaire. Pour les sites non exposés au soleil, la dégradation n'excède pas 16 %<br>Experience shows that spills of heavy fuel oils are among the most difficult to combat. Their persistence as well as changes in chemical composition when stranded on hard substrates was studied through experiments performed in laboratory, pilot scale, in situ and under real condition, by sampling of Erika's oil remaining on Atlantic shores. Adhesion of heavy fuel oil is higher and remobilisation from substrate to water columm weak when the viscosity increase. The porosity of substrate decreases the remobilisation kinetics. Roughness of substrate allows a higher adhesion of the pollutant which is easily remobilized due to wave's action. Moreover, due to its significant amount of aromatics compounds, heavy fuel oil is sensitive to solar radiations. Samples exposed to solar radiation loose their elasticity and were more sensitive to abrasive remobilisation due to the presence of sediments of biodegradation kinetic and a decrease of photo-oxydation kinetic. A weathering index was defined with the experimental results and used, in real condition, in order to assess statistically the influence of environmental parameter on the degradation process kinetics. Five years after the Erika's spill, the total degradation rate of the heavy fuel oil remaining on Atlantic shores reach 50 % when stranded on environments exposed to solar radiation : pollutant looks like asphalt with a high amount of polar compounds. When stranded on environments not exposed to solar radiation, the total degradation rate reach not more 16 %

Ce projet de recherche s’inscrit dans une démarche d’amélioration de l’efficacité énergétique et de la réduction des émissions de gaz à effet de serre des systèmes de production de pétrole et de gaz au sein du groupe Total.L’analyse exergétique a été développée et appliquée pour la première fois à la partie subsurface (réservoir-puits) et élargie pour l’ensemble du système de production de pétrole et de gaz, permettant de quantifier les différentes pertes et destructions d’exergie, l’exergie naturelle fournie par le réservoir et l’exergie générée artificiellement (activation), pour des exemples théoriques et réels. Nous avons aussi proposé une représentation avec des diagrammes de Grassmann adaptés pour afficher les résultats de l’analyse exergétique sur l’ensemble du système de production. Enfin, les résultats de l’analyse exergétique nous ont permis de proposer des solutions technologiques pour améliorer la productivité et réduire les émissions de CO2.Dans la deuxième partie de ce projet nous avons développé une nouvelle méthodologie pour l’optimisation dynamique des systèmes de production d’hydrocarbures dans l’environnement contraint des logiciels dédiés à la production pétrolière (en l’occurrence dans cette thèse la suite IPM (Integrated Production Modeling) développée par PETEX). L’objectif est de proposer une optimisation simultanée de la structure et des paramètres opératoires du système de production (écoulement naturel ou assisté? quel type d’activation: gas-lift, pompes? quel type de pompe?) tout le long de la vie du champ. Deux fonctions objectif sont proposées pour évaluer la performance des systèmes de production d’hydrocarbures pendant tous leurs cycles de vie : i) l’exergie nette cumulée (CNE) et ii) profit cumulé (CNP). Le problème énoncé est ensuite résolu à l'aide de la suite IPM de PETEX, couplée au calculateur thermodynamique Simulis® Thermodynamics (PROSIM) pour les calculs exergétiques. L’approche est une approche séquentielle et les pas horaires sont de l’ordre de l’année, chaque pas horaire étant simulé en quasi-statique. L'algorithme génétique inclus dans la suite IPM est utilisé pour résoudre le problème d’optimisation dynamique en variables mixtes moyennant quelques adaptations. Les résultats montrent qu’il est possible de trouver un compromis entre la rentabilité et les émissions de gaz à effet de serre (GES)<br>This research project is part of an initiative to improve the energy efficiency and reduce greenhouse gas emissions of oil and gas production systems within the Total Group. Exergy analysis has been developed and applied for the first time to the subsurface part (reservoir-well) and extended to the entire oil and gas production system, making it possible to quantify the different losses and destruction of exergy, the natural exergy provided by the reservoir ,and the artificially generated exergy (artificial lift and boosting), for theoretical and real examples. We have also proposed a representation with adapted Grassmann diagrams to display the results of the exergy analysis on the whole production system. Finally, the results of the exergy analysis allowed us to propose technological solutions to improve hydrocarbon production and reduce greenhouse gas (GHG) emissions.In the second part of this project we developed a new methodology for the dynamic optimization of hydrocarbon production systems in a constrained software environment dedicated to petroleum production (in this case the IPM (Integrated Production Modeling) solution developed by PETEX). The objective is to propose a simultaneous optimization of the structure and operating parameters of the production system (natural or artificial ? what type of artificial lift and/or boosting system : gas-lift, pumps? Which type of pumps?) throughout its life cycle. Two objective functions are proposed to evaluate the performance of hydrocarbon production systems: (i) cumulative net exergy (CNE) and (ii) cumulative net profit (CNP). The stated problem is then solved using PETEX's IPM suite, coupled with the Simulis® Thermodynamics Calculator (PROSIM) for exergy calculations. The approach is sequential and the time-steps are in the order of a year, each time-step being simulated in quasi-static. The genetic algorithm included in the IPM suite is used to solve the mixed variables dynamic optimization problem with some adaptations. The results show that it is possible to find a compromise between profitability and greenhouse gas (GHG) emissions

Les fossiles moléculaires sont de puissants outils pour étudier l'origine, la transformation et le transfert de la matière organique dans les écosystèmes modernes et anciens. Marqueurs d'origine, ils livrent des informations sur le milieu de dépôt, en précisant notamment les sources de la matière organique et la place de leur précurseurs biologiques dans les chaînes alimentaires. De manière surprenante, la découverte de certains fossiles "orphelins" peut conduire à l'identification de nouvelles substances biologiques. L'analyse isotopique de marqueurs végétaux des sols permet d'étudier la dynamique de l'humus au niveau moléculaire. Marqueurs de processus, leur structure et leur composition isotopique révèlent la nature des réactions géochimiques opérant dans les milieux très complexes tels les sols et les sédiments. Marqueurs de maturité, les fossiles moléculaires mesurent l'intensité du stress thermique subi par la matière organique au cours de l'enfouissement dans les sédiments. À cet égard, ils s'avèrent utiles à la fois pour la recherche pétrolière et pour authentifier la présence de contamination pétrolière dans les écosystèmes modernes. Ainsi, le concept de marqueur moléculaire développé en géochimie pétrolière est à la base d'un domaine scientifique en émergence, la géochimie organique environnementale.

La première partie développe la théorie sur les distorsions de concurrence entre les firmes concurrentes, provoquées par les différences entre les modes et/ou les rigueurs des octrois nationaux dans un système international d'échange de quotas de gaz à effet de serre. En appliquant la théorie néoclassique, nous identifions cinq effets comme potentiellement distorsifs pour les marchés parfaits et imparfaits. La deuxième partie développe des indicateurs économiques et une approche en deux phases, qui peut être utilisée afin d'examiner la vulnérabilité d'une industrie aux effets identifiés précédemment. La troisième partie applique empiriquement l'approche à deux phases à quatre secteurs industriels dans l'Union européenne : la sidérurgie, le ciment, le raffinage du pétrole et la génération de l'électricité. Nous montrons que la sidérurgie est l'industrie la plus vulnérable, suivie par le raffinage, alors que le ciment et l'électricité ne sont pas vulnérables. Pour des écarts de plus de 40% des octrois nationaux (émissions permises par tonne d'acier), cette thèse prévoit la fermeture de quelques hauts fourneaux du fait des distorsions de concurrence<br>The first part develops a theory of distortions of competition among competing firms, induced by differences in the method and/or stringency of national allocation of greenhouse gas emission permits in an international emissions trading system. By applying neoclassical theory on output optimisation, price setting and other factors such as R&amp;D expenditures, five potentially distorting effects are identified for perfect and imperfect markets. The second part develops economic indicators and a two tier approach, which can be applied empirically, in order to test wether an industry is vulnerable to the potential effects found before. The third part applies the two tier approach empirically to four sectors of the energy intensive in the EU : steel making, cement, oil refining and electricity generation. The steel industry is the most vulnerable industry, followed by oil refining, whereas cement and electricity are not vulnerable. At a permit price of 20€/ton CO2, and with national allocations that differ more tha 40% in terms of allowed emissions per ton product output, this thesis predicts that some steel makers would be forced out of the market

Dans l’attente d’une augmentation de la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique, les énergies fossiles, telles que les hydrocarbures, restent encore la première source d’approvisionnement énergétique de l’Homme. La raréfaction des hydrocarbures sur le continent conduit les industriels à se tourner vers l’offshore. Ainsi, aux Etats-Unis (1er pays producteur de pétrole au monde en 2015), la production pétrolière offshore (principalement concentrée dans le Golfe du Mexique) représente plus de la moitié de la production nationale totale de pétrole. La France, quant à elle, se tourne désormais vers l’exploration de sa très grande zone offshore s’étendant sur les quatre coins du monde (notamment au large des côtes guyanaises). Une telle importance économique ne doit pas passer sous silence la dangerosité de l’exploitation pétrolière offshore. L’explosion du Deepwater Horizon en avril 2010, au large des côtes de la Louisiane (Golfe du Mexique ; Etats-Unis) en est une parfaite illustration (11 salariés tués, endommagement de l’écosystème, victimes collatérales, etc.). Le droit doit pouvoir appréhender efficacement les risques générés par l’exploitation des hydrocarbures en offshore. L’étude comparative des législations française et états-unienne met en exergue les carences du droit français. L’exploitation des ressources minérales du plateau continental des Etats-Unis, la répression des déversements illicites d’hydrocarbures et, la réparation des dommages qui en résultent, sont régies par des lois fédérales spéciales. A contrario, l’exploitation du plateau continental et de la Zone économique exclusive française s’inscrit dans un cadre législatif et règlementaire plus général. Il apparaît donc nécessaire de proposer une réforme de la législation actuelle. Dans cette optique, ce travail a vocation à émettre des propositions de réforme. La nouvelle législation française spéciale doit être pensée dans une approche systémique. Les éléments qui composent le système doivent interagir. Le premier élément est un régime optimal de prévention qui, s’articule autour de la sécurité des travailleurs et des installations. Le second élément est un régime de répression des infractions à la législation de prévention et, du délit de pollution par les hydrocarbures. Le troisième élément est un régime d’indemnisation civile de plein droit des conséquences dommageables de l’accident pétrolier (lorsqu’il n’est pas couvert par le régime exclusif d’indemnisation des accidents du travail) et du déversement d’hydrocarbures. Responsabilités pénale et civile concourent par ailleurs à la prévention par la dissuasion, cela en vue d’une meilleure internalisation des risques dans la politique managériale des entreprises pétrolières et parapétrolières intervenant sur les sites<br>Waiting for a complete change to the development of renewable energies, fossil energies, such as conventional oil and gas, remain still the primary source of energy supply. The rarefaction of conventional oil on the continent has lead major oil companies to turn to the offshore. Thus, in the United States (First oil producer country in the world in 2015) the offshore oil exploitation (mainly concentrated in the Gulf of Mexico) represents more than half of the national oil production. France, as for it, turns now to the exploration of its very great offshore zone extending on the four world’s corners (particularly, off the Guyana’s coasts). This significant economic development should not overlook the dangerousness of offshore oil activities. The explosion of Deepwater Horizon in April 2010, off the Louisiana’s coasts (Gulf of Mexico, The United States) is a perfect illustration (11 killed employees, ecosystem damaged, collateral victims, etc). The Law must be able to frame the risks generated by the offshore oil activities. The comparative study of French and American legal systems highlights French law’s gaps. The exploitation of the American continental shelf’s mineral resources, the repression of unlawful oil discharges and, the remedies of damages, which result from it, are governed by special federal laws. A contrario, the exploitation of the French continental shelf and exclusive economic Zone is governed by general laws. It thus appears necessary to promote a reform of the current legislation. Accordingly, this work is to put forth reform proposals. The special French new legislation must be worked out in a systemic approach. The elements which compose the system must interact. The first element is an optimal prevention that is articulated around the security of the workers and the installations. The second element is the repression of the offenses to the legislation of prevention and, unlawful oil discharges. The third element is a strict liability for the damages result from oil accident (when they are not covered by the exclusive liability for the damages result from occupational accidents) and oil spill. Criminal and civil liabilities also contribute to the prevention by the deterrent for better consideration of risks in the management of oil companies and others companies involving in offshore oil activities

La contamination par les hydrocarbures peut altérer les propriétés physicochimiques et biologiques du sous-sol, par conséquent le diagnostic et l’évolution des contaminants peuvent être surveillés en couplant les analyses géochimiques et les techniques géophysiques. Dans ce travail, différentes méthodes géophysiques de sub-surface telles que la tomographie de résistivité électrique, la polarisation induite, le géoradar et le potentiel spontané ont été utilisées d’une manière combinée pour localiser les zones impactées par les hydrocarbures du site de l’ancienne raffinerie de Petit Couronne. Les investigations géophysiques par la tomographie de résistivité électrique en 2D ont révélés la présence des anomalies de fortes valeurs de conductivité et chargeabilité électrique associés aux zones contaminées de l’aquifère. Les résultats obtenus avec les profils d’ERT et IP indiquent que la contamination a modifié les parties capacitives et ohmiques de la conduction électrique dans les sédiments contaminés. Cette signature très conductrice des zones contaminées est due aux processus de biodégradation des hydrocarbures qui minéralisent les eaux de l’aquifère. Les panaches d’hydrocarbures ont été identifiés sur les profils de géoradar par une forte atténuation des amplitudes de signaux électromagnétiques. Les profils de potentiel spontané ont aussi fourni une cartographie spatiale des zones contaminées par leurs signatures électriques négatives qui est associées aux processus d'oxydoréduction et biodégradation à l’interface entre la zone non saturée et saturée. Une carte de potentiel redox a été reconstruite à partir de l'inversion des données résiduelles de potentiel spontané grâce au calcul des composantes de la densité du courant électrique. La contribution redox dans l'aquifère contaminé s'explique par des dipôles verticaux répartis sur la frange capillaire juste au-dessus de la nappe phréatique, en favorisant le mécanisme de la biogéobatterie sur ce site. L’ensemble de ces résultats ont été confirmés par les mesures géochimiques menées au niveau des forages. L'étude a montré que les altérations biologiques des hydrocarbures ont modifié les propriétés chimiques de l'eau porale et que l'étendue de la contamination des eaux souterraines peut être délimitée à partir du contraste géophysique observé entre les zones contaminées et les zones non contaminées. La combinaison des différentes méthodes géophysiques avec des analyses géochimiques ponctuelles au niveau des forages ont permis de mieux comprendre les différents processus qui sont à l’origine de modifications des propriétés biogéochimiques dans les sols et les eaux souterraines<br>The presence of hydrocarbon contamination in the subsurface can modify the physiochemical and biological properties of soil and groundwater. The sensitivity of geophysical methods to biogeochemical changes occurring in contaminated media can be used to monitor hydrocarbon contamination in a fast and inexpensive way. As such, geophysical methods including, electrical resistivity tomography, induced polarization, ground penetrating radar, self-potential and magnetic susceptibility were used in this work to characterize the hydrocarbon contamination and investigate its effects on the soil and groundwater geophysical and geochemical properties at a site impacted by an aged hydrocarbon plume. The geophysical response to hydrocarbon contamination varies according to factors related to the contaminant in question and to the contaminated environment. Therefore, to achieve a better interpretation, the field geophysical data were constrained by geochemical soil boring data which showed that biodegradation is occurring in the site. This was shown through observing elevated total dissolved solids concentrations, elevated groundwater electrical conductivity values, negative redox potential values and depleted terminal electron acceptors concentrations in the contaminated locations. Throughout the investigation, the geophysical measurements supported the conductive model and consistently recorded low resistivity anomalies, high chargeability values and attenuated GPR reflections in the contaminated zones. Additionally, significant negative self-potential anomalies associated with oxidation-reduction processes coupled to the biodegradation of hydrocarbons were recorded in the groundwater contaminated zone. Based on this observation, a redox potential map of the contaminated site was constructed by the inversion of the field self potential data. Throughout the process, a groundwater model was first calibrated to remove the electrokinetic component from the SP signal. Then, the obtained residual self potential data was inverted for the electrical current density by using an inversion algorithm which includes minimizing a cost function with a data misfit contribution and a regularizer. As a result, the obtained current density was used to construct a map of redox potential showing the borders and the redox front of the contaminant plume. The redox contribution was explained by vertical dipoles distributed across the capillary fringe, supporting further the mechanism of bio-geo-battery which was created due to the existence of a strong redox potential gradient between the highly reducing conditions within the plume and the oxidizing conditions outside the plume. Furthermore, elevated magnetic susceptibility values were recorded in the biologically active transition zone where bio-precipitation of iron minerals is occurring. Given these results, this study showed that biological alterations of hydrocarbons induced subtle changes in the pore water biogeochemistry, which consequently modified the geophysical properties of the contaminated sediments. The extent of groundwater contamination was delineated according to the geophysical contrast between the contaminated and clean zones. Moreover, the combination of the different geophysical methods, constrained by the geochemical point measurements, provided insight on the different processes which might have modified the soil and groundwater biogeochemical properties at the contaminated site

En quarante ans, la Bretagne a subi en moyenne un naufrage de pétrolier tous les cinq ans. A chaque marée noire, le dommage écologique génère des mobilisations massives, des controverses sur la scène publique et la remise en cause des dispositifs de régulation. Malgré son évidence sensible, ni le régime international d'indemnisation (FIPOL) ni le Droit national n'intègrent l'atteinte environnementale comme motif supplémentaire de responsabilité financière pour les opérateurs. Les dommages de la pollution sont pris en compte à travers, d'un côté, les préjudices économiques et matériels et, de l'autre, les dommages purs à la biodiversité, sous la forme d'actions de restauration des milieux naturels. Les critiques pointent la faiblesse de la dissuasion : les coûts d'une marée noire pour les acteurs du transport maritime pétrolier sont considérés dérisoires au vu des profits et donc peu incitatifs à des comportements plus prudents. Elles réclament également la reconnaissance des dommages écologiques par le Droit, qui ouvrirait la possibilité de conséquences juridiques et économiques concrètes aux faits de pollutions et l'indemnisation des atteintes à l'environnement.Cette recherche s'intéresse aux processus de changement vers la reconnaissance des dommages écologiques des marées noires. Il ne s'agit pas de questionner l'efficacité de la prise en compte des dégradations environnementales par le dispositif de gestion ou les voies juridiques susceptibles de soutenir son intégration dans le Droit - déjà largement explorées - mais d'étudier les réalités du dommage écologique et d'analyser les actions de changement mises en oeuvre par des acteurs pour susciter leur reconnaissance. Cette analyse est conduite à partir de deux cas d'étude, la marée noire de l'Amoco Cadiz (1978) et celle de l'Erika (1999).Nous explorons une voie alternative et élargie de compréhension des atteintes de la marée noire, en considérant que la marée noire endommage aussi des relations plurielles entre hommes et environnement. Grâce à la sociologie pragmatique développée par Thévenot dans L'action au pluriel (2006) nous montrons les réalités plurielles du dommage écologique en termes d'attachements d’hommes à des non humains, que ni la description des écologues, ni celle des attachements de type marchand ne parviennent à saisir. Par ailleurs, à partir d'une analyse stratégique de la gestion de l'environnement (Mermet et al., 2005), nous étudions la manière dont les acteurs élaborent l'action de changement et comment celle-ci porte le dommage écologique. Nous nous intéressons tout particulièrement à la manière dont les enjeux de l'action induisent certains choix de qualification du dommage au tribunal.La recherche propose ainsi de nouvelles connaissances sur le dommage écologique, qui pourraient en renouveler la définition (intérêt théorique). Questionner les atteintes aux attachements pourrait également ouvrir une voie intéressante pour soutenir de nouvelles formes de justification sur la scène publique et favoriser la reconnaissance juridique des dommages écologiques (intérêt opérationnel). Enfin, elle articule deux cadres de pensée jusque-là disjoints en sciences humaines et qui se révèlent complémentaires. En donnant à voir les réalités plurielles, individuelles et collectives, des dynamiques environnementales, cette recherche propose d'enrichir la compréhension de la mise en oeuvre d'une action de changement au-delà des analyses de l'action collective (Cefaï, 2007)<br>Over the last forty years, an oil tanker has sunk off the Brittany coast of France every five years on average. Each time, the ecological damage from the oil slick has mobilised huge numbers of people to volunteer and demonstrate, and generated public controversy and criticism of regulatory procedures. Although oil spills provoke evident impacts, neither the International Oil Pollution Compensation Funds (IOPC Funds) nor French Law recognise environmental detriment as a motif for financial compensation by the operators. The damages and pollution are taken into account firstly as economic and material losses, and secondly in terms of damage to biodiversity requiring habitat restoration actions. Critics highlight the feeble deterrent and the lack of incentive for maritime oil transporters to reduce risks: in relation to their profits the costs of an oil slick to them is regarded as derisory. These critics also call for recognition of ecological damages by the law. This would allow environmental pollution to incur economic and juridical responsibilities, and for environmental harm to require compensation.This research project looks at change processes leading to the recognition of ecological damage from oil slicks. We do not add to the existing substantial debate over the efficiency or interest of integrating environmental concerns into conduct rules and the legal system, nor evaluate different methods for doing do. Instead we study the realities of ecological damage, and analyse actions for change implemented by different actors to provoke their recognition. This analysis is based on two case studies: the oil slicks from the Amoco Cadiz (1978) and the Erika (1999).We explore an alternative and wider approach to understanding the harm caused by an oil slick, by considering that it damages multiple relationships between man and the environment. Using the concept of pragmatic sociology (Thévenot, “L’action au pluriel”, 2006) we reveal the multiple realities of ecological damage in terms of the relations between humans and nonhumans. These relations cannot be described in purely commercial nor ecological terms. Using a strategic analysis of environmental management (Mermet et al., 2005), we study how actors elaborate an action for change and how the action represents environmental damage. We look particularly at how the challenge of the action leads to certain choices when qualifying the damage to the courts.Thus, the study proposes new information on ecological damage, allowing the definition to be renewed (theoretical interest). By examining ecological damage in terms of harm to human – nonhuman relations, it provides an interesting support for new forms of justification in the public arena, and promotes legal recognition of ecological damage (operational interest). Finally, the study brings together, and shows to be complementary, two conceptual frameworks hereto unarticulated in human sciences. The study reveals the multiple individual and collective realities of environmental dynamics, and thus allows a richer understanding of the implementation of an action for change than a standard analysis of collective action (Cefai, 2007)