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Dissertations / Theses on the topic 'Sols – Teneur en nitrates – Mesure'
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Tournebize, Julien. "Impact de l'enherbement du vignoble alsacien sur le transfert des nitrates." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13210.
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Brassard, Mariane. "Développement d'outils diagnostiques de la nutrition azotée du maïs-grain pour une gestion optimale de l'engrais azoté /cMarianne Brassard." Master's thesis, Université Laval, 2007. http://hdl.handle.net/20.500.11794/18923.
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Ferchaud, Fabien. "Etude des bilans d’eau, d’azote et de carbone dans des agrosystèmes dédiés à la production de biomasse en fonction des espèces et des pratiques culturales." Thesis, Paris, AgroParisTech, 2015. http://www.theses.fr/2015AGPT0037.
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Les biocarburants de 2ème génération pourraient fournir une énergie renouvelable au secteur des transports et ainsi permettre de lutter contre le changement climatique. Toutefois, leurs bilans gaz à effet de serre, énergétiques et environnementaux seront probablement très dépendants des ressources utilisées. Les cultures lignocellulosiques candidates à la production de biocarburant 2G devront ainsi concilier forte productivité, faibles besoins en intrants et faibles impacts environnementaux. L’objectif de la thèse a été de quantifier les bilans d’eau, d’azote et de carbone à l’échelle de la parcelle, pour différentes cultures candidates et différentes pratiques culturales. Nous nous sommes appuyés sur le dispositif expérimental de long terme « Biomasse & Environnement », mis en place en 2006 à Estrées-Mons, en Picardie. Il compare deux cultures pérennes en C4 (Miscanthus × giganteus et switchgrass), deux cultures pluriannuelles fourragères en C3 (fétuque et luzerne) et deux cultures annuelles récoltées en plante entière (sorgho fibre et triticale). Il inclut deux niveaux de fertilisation et deux dates de récolte pour les cultures pérennes : récolte précoce (octobre) ou récolte tardive (février). Les mesures effectuées ont porté sur : i) la production de biomasse, ii) l’évolution des stocks d’eau du sol en continu pendant 7 ans, iii) la profondeur et la densité des systèmes racinaires, iv) le drainage et la concentration en nitrate de l’eau drainée, évalués avec le modèle STICS à partir des stocks d’eau et d’azote minéral du sol mesurés en milieu d’automne et fin d’hiver, v) les stocks de carbone organique du sol en 2006 et 2011-2012, vi) le devenir de l’engrais azoté, suivi par marquage isotopique 15N de l'engrais pendant 4 ou 5 années successives.Grâce à leur enracinement profond, les cultures pérennes et pluriannuelles ont prélevé davantage d’eau que les cultures annuelles, notamment en profondeur. Le drainage sous les cultures pluriannuelles a été plus faible que sous les cultures annuelles (64 contre 133 mm an-1 en moyenne sur 7 ans), malgré une production de biomasse équivalente. Il a été intermédiaire pour les cultures pérennes (56-137 mm an-1) et très fortement lié à la production (elle-même fonction de l’espèce et de la fertilisation azotée). La concentration en nitrate a varié de 2 à 23 mg l-1. Elle a été en général plus faible sous les cultures pérennes, sauf pour le miscanthus lors de la première année de mesure. Les stocks de carbone du sol ont augmenté fortement sous les cultures pluriannuelles (+0.93 t C ha-1 an-1) mais n'ont pas varié significativement pour les autres cultures. Le 15N retrouvé dans la biomasse récoltée a été plus faible pour les cultures pérennes, particulièrement lorsqu’elles sont récoltées tardivement, mais cela est compensé par une plus forte proportion de 15N dans leurs organes souterrains et dans le sol. Le 15N retrouvé dans le système sol-plante a été de 69% de l’azote apporté pour les cultures pérennes, 61% pour les cultures pluriannuelles et 56% pour les cultures annuelles, ce qui suggère que des pertes importantes ont eu lieu par volatilisation et dénitrification. Dans nos conditions pédoclimatiques, les cultures pérennes en C4 sont les plus intéressantes pour concilier forte production de biomasse, forte efficience d’utilisation de l’eau et de l’azote et faibles pertes d’azote vers l’hydrosphère et l’atmosphère. En revanche, seules les cultures pluriannuelles permettent de stocker du carbone à court termeSecond generation biofuels could provide renewable energy to the transportation sector while mitigating climate change. However, their greenhouse gas, energy and environmental balances will probably depend on the feedstock used for their production. Bioenergy crops that could be used for second generation biofuels will have to fulfil several requirements, including high productivity, low input requirements, and low environmental impacts. The objective of this work was to assess the water, N and C balances at the plot scale for various bioenergy crops with different management. The study is based on a long term field experiment, called “Biomass & Environment”, established at the INRA experimental station in Estrées-Mons, northern France. This experiment includes two perennial C4 crops (Miscanthus × giganteus and switchgrass), two semi-perennial forage C3 crops (fescue and alfalfa) and two annual C4/C3 crops (fibre sorghum and triticale). It compares two nitrogen treatments and two dates of harvest of perennial crops: early (October) or late harvest (February). Measurements have been carried out on: i) biomass production; ii) soil water stocks, monitored continuously during 7 years; iii) root depth and density; iv) drainage and nitrate concentration in drained water, assessed from soil water and mineral N content measurements (in mid-autumn and late winter) and using the STICS model; v) soil organic carbon (SOC) stocks in 2006 and 2011-2012; vi) the fate of 15N-labelled fertiliser applied during 4 or 5 successive years.Thanks to their deep rooting system, perennial and semi-perennial crops consumed more water than annual crops. The amount of drained water was lower under semi-perennial than annual crops (64 vs. 133 mm yr-1 average over 7 years), despite an equivalent biomass production. It was intermediate under perennial crops (56-137 mm yr-1) and negatively correlated to biomass production, itself depending on crop species and N rate. Nitrate concentration in drained water varied between 2 and 23 mg l-1. It was generally lower under perennial than other crops, except for miscanthus on the first year of measurement. SOC stocks increased markedly over time under semi-perennial crops (+0.93 t C ha-1 yr-1), whereas no significant change occurred under perennial and annual crops. The 15N recovery in the harvested biomass was lower for perennial than other crops, particularly when harvested late, but compensated by a higher 15N recovery in belowground organs and soil. The overall 15N recovery in the soil-plant system was 69% in perennials, 61% in semi-perennials and 56% in annual crops, suggesting that important fertiliser losses occurred through volatilisation and denitrification. In our pedo-climatic conditions, the C4 perennial crops performed best in terms of production, water and nitrogen use efficiency, and nitrogen losses towards the groundwater and the atmosphere. However, only semi-perennial crops yielded in SOC sequestration
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Fazzolari, Correa Elisa. "La réduction dissimilative du nitrate en ammonium dans les sols." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10056.
Full textAbstract:
La reduction dissimilative du nitrate en ammonium est mise en evidence dans dix sols agricoles, et represente 3,7 a 35,8% de la quantite d'azote nitrique apporte. L'etude de l'effet de plusieurs niveaux de c-glucose/n-nitrate (2,5; 5; 10) sur cette reaction, ainsi que sur la denitrification, a ete realisee dans des echantillons de sol standardides physiquement et soumis a differentes pressions partielles en oxygene (0; 0,5; 1,0; 2,0 kpa). Cette etude demontre que, malgre une production importante de n::(2)o (denitrification) dans tous les traitements, la production dissimilative d'ammonium est favorisee par des rapports c/n eleves et que, dans ces conditions, elle semble etre moins sensible a l'action de l'oxygene que la denitrification (. . . )
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Delacre, Elisabeth. "Caractérisation thermique de matériaux poreux humides par analyse inverse dans le domaine fréquentiel." Artois, 2000. http://www.theses.fr/2000ARTO0203.
Full textAbstract:
Cette thèse se situe dans le cadre de la caractérisation des milieux évolutifs. L'objectif est le suivi de l'évolution des paramètres thermophysiques au cours du temps. Au niveau expérimental, l'application des techniques nouvelles de mesures fluxmétriques permet de définir complètement et simplement l'état thermique dans le plan. Sur le plan théorique, le recours aux méthodes de la théorie du signal permet de développer des techniques d'identification dans le domaine fréquentiel. Deux configurations sont proposées. La première implique un double accès au système dans le cadre d'un schéma entrée/sortie. La méthode permet une caractérisation thermique complète du matériau par un essai, tout en minimisant la perturbation imposée au milieu. Les sollicitations sont des signaux binaires pseudo aléatoires, qui fournissent une faible énergie au système à caractériser. Cela conduit à limiter l'utilisation de la méthode à des matériaux stables ou lentement évolutifs. Pour aborder les milieux rapidement évolutifs, la caractérisation par impédance thermique est proposée. Elle permet d'identifier l'effusivité thermique. Deux méthodes de traitement des données sont comparées : une classique analyse de Fourier réalisée sur la base de calculs FFT et un traitement basé sur une modélisation paramétrique pour réduire la durée des expérimentations. Ainsi, une durée d'observation du système de l'ordre de 5 mn suffit à identifier l'impédance thermique. Les performances de cette approche permettent de caractériser un système en évolution. Elle constitue la base d'une nouvelle méthode de suivi de l'évolution de la teneur en eau locale d'un sol. Les méthodes sont validées sur un matériau inerte de référence. Une loi de corrélation est établie entre la teneur en eau d'un stable et ses caractéristiques thermiques. Elle est appliquée au suivi de l'évolution de la teneur en eau du milieu durant des processus de séchage.
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Mathieu, Olivier. "Application du traçage isotopique 15N à l'étude du protoxyde d'azote (N2O) , gaz à effet de serre produit par l'activité microbienne des sols : quantification des flux et approche spatiale au terrain." Dijon, 2005. http://www.theses.fr/2005DIJOS050.
Full textAbstract:
Le protoxyde d'azote (N2O), gaz en traces dans l'atmosphère, est impliqué dans l'effet de serre et la chimie de l'ozone (O3) stratosphérique. Dans ce travail, nous avons développé les méthodes de traçage isotopique 15N à l'étude des émissions de N2O par les sols. L'apport d'un traceur isotopique 15N, permettant la mesure simultanée des émissions de N2O et de N2, a souligné la grande variabilité intra-parcellaire de la dénitrification. Les données confortent l'hypothèse du rôle de la disponibilité en carbone sur la régulation du rapport N2O/N2. L'apport de traceurs isotopiques (15NH4+ ou 15NH3–) a permis d'évaluer la contribution relative de la nitrification et de la dénitrification aux émissions de N2O. Le passage vers des conditions saturées en eau a augmenté la proportion d'azote nitrifié émise sous forme de N2O. Une étude du fractionnement isotopique au cours de la dénitrification montre une diminution de ce fractionnement avec l'enrichissement isotopique 15N du substrat apportéNitrous oxide (N2O) is a trace gas involved in the greenhouse effect and stratospheric ozone (O3) depletion. During this work, we have developed isotopic techniques to study N2O emissions from soils. Using the addition of a 15N–labelled substrate, allowing the simultaneous measurement of N2O and N2, observed spatial variability of N2O and N2 emissions was significant at the field scale. Results support the hypothesis that soil carbon availability influences N2O/N2 regulation. The relative contributions to N2O production of nitrification and denitrification were investigated using a pair–labelled experiment (15NH4+ or 15NH3–). Transition to saturated conditions increases the proportion of nitrified nitrogen emitted as N2O. Finally, a study of isotopic fractionation during denitrification shows a decrease in the fractionation effect with the 15N enrichment of the added substrate
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Lasserre, Frédérique. "Conception et intégration dans un SIG d'un modèle de transport des nitrates dans les aquifères libres : application sur deux bassins hydrogéologiques de la région Poitou-Charentes." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2267.
Full textAbstract:
Dans ce travail, un outil de modelisation mathematique a ete mis au point pour modeliser de facon simple et rapide, et avec une precision acceptable, le transport des nitrates d'origine agricole dans les eaux souterraines. Les donnees necessaires pour l'utilisation de cet outil de modelisation peuvent etre recueillies sur une annee, avec un nombre restreint de mesures in situ. Le modele peut etre applique a une nappe libre alimentant une station de pompage et sur laquelle l'impact de la pollution nitratee d'origine agricole est tres fort. L'outil de modelisation est constitue d'un modele de transport en zone saturee, developpe en langage de programmation turbo-pascal et integre dans un systeme d'information geographique (idrisi). Le sig joue un role d'interface pour le modele et permet une saisie rapide des donnees de modelisation. Un certain nombre de simplifications apportees a la theorie du modele permet de restreindre le nombre de donnees necessaires a la simulation : - le modele est base sur un principe convectif pur (la dispersion etant negligee) ; - il traite egalement l'evolution annuelle de la piezometrie de la nappe par une interpolation mathematique entre la piezometrie des hautes eaux et des basses eaux. Le modele de transport, ne gerant pas l'hydrodynamisme de l'aquifere, a ete couple avec un modele hydrodynamique : modflow. Le modele de transport a egalement ete couple avec un modele de transfert de nitrates en zone non saturee : agriflux. Cet outil de modelisation, teste sur deux sites d'etude du poitou-charentes, a donne pour chacun des resultats de modelisation satisfaisants, assurant ainsi la validation du modele. Une modelisation parallele, conduite pour les deux sites avec un modele de transport classique (mt3d, couple avec modflow), a permis d'obtenir des resultats tres proches des premiers, permettant ainsi une validation complementaire de l'outil de modelisation.
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Guérin, Dachkevitch Nathalie. "Emissions de N2 O par les sols cultivés : effets de la teneur en nitrate et de la température." Dijon, 1999. http://www.theses.fr/1999DIJOS081.
Full textAbstract:
Le protoxyde d'azote (N2 O) est un gaz atmosphérique impliqué dans l'effet de serre anthropique et dans la destruction de l'ozone stratosphérique. Une fraction non négligeable des émissions de N2 O proviendrait des sols et de leur utilisation agricole. La dénitrification semble être le processus prédominant d'émissions de N2 O dans les sols des pays tempérés. Dans ce contexte, ce travail de thèse a permis d'apporter des données chiffrées sur les émissions de N2 O dans deux situations pédologiques soumises à des pratiques culturales différentes, et sur les paramètres agroclimatiques de régulation. Les flux se sont montrés faibles en raison des conditions climatiques défavorables aux processus dénitrifiant. Les flux sous blé et colza sont comparables in situ. Parallèlement a ce travail de terrain, des études expérimentales sur le rôle de la teneur en NO3 et de l'effet de la température sur la régulation de N2 O ont été réalisées. L'aptitude des sols a dénitrifier et réduire le N2 O varie fortement avec le sol. Un couplage modèle-expériences nous a permis de définir les constantes de cinétiques enzymatiques. Une inhibition de type non compétitive de la teneur en NO3 sur la réduction de N2 O a été démontrée et il existe un effet de la réduction de N2 O sur celle des NO3. Par ailleurs, une rupture de pente a été mise en évidence de l'effet de la température sur l'activité dénitrifiante. Nous avons établi et utilisé des relations entre les vitesses de ces transformations et de la température dans un modèle empirique de dénitrification. Ces résultats sont à intégrer dans des modèles d'émissions de N2 O et permettent des conseils de gestion des pratiques agricoles afin de diminuer les flux.
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Leviel, Bruno. "Évaluation des risques et maîtrise des flux d'azote au niveau d'une parcelle agricole dans la plaine roumaine et bulgare : application aux cultures de mai͏̈s, blé, colza et betterave." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT021A.
Full textAbstract:
L'environnement est devenu une préoccupation majeure dans toute l'Europe, particulièrement en ce qui concerne les pollutions agricoles diffuses. Les eaux souterraines mais aussi rivières et mers sont exposées aux flux d'azote et autre composés liés aux productions agricoles, et à leur impact sur les facteurs environnementaux tels la qualité de l'eau potable, la toxicité ou la biodiversité. Pour des raisons économiques, ces questions ne sont pas encore prioritaires en Europe de l'Est. Pourtant, les plaines bulgares et roumaines qui constituent le bassin versant du Danube avec la Mer Noire comme exutoire nécessitent des actions comme ce projet financé par l'UE. L'objectif était de développer et appliquer, dans les conditions de ces pays, une méthodologie spécifique en coopération avec les chercheurs locaux. Les résultats escomptés étaient des recommandations pour l'agriculture locale et le maintien du potentiel de recherche et développement des pays de l'Est partenaires. Des situations types ont été définies à partir d'informations concernant les cultures et sols les plus fréquemment rencontrés. La deuxième étape a été l'utilisation de modèles de cultures pour extrapoler les résultats des situations types à une échelle régionale. Pour cela, une première série d'éxpérimentations a été réalisée pour caler les paramètres des modèles. Une validation in situ des modèles a été faite basée sur des données expérimentales indépendantes. A partir de ces modèles, l'évaluation des risques et l'identification des zones sensibles sera menée pour les itinéraires techniques "propres" adaptés aux particularités des sites. Les résultats sont une estimation des niveaux de risque et la définition de recommandations visant à réduire les pertes d'azote vers les eaux souterraines ou de surface.
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Pham, Hoai Nam. "Estimation de nitrate, nitrite et autres composés à partir de spectres ultraviolets, pour l'agroalimentaire et les eaux résiduaires." Compiègne, 2008. http://www.theses.fr/2008COMP1762.
Full textAbstract:
Les teneurs en nitrates, nitrites et d'autres ions peuvent être estimées par spectrophotométrie UV dans les eaux usées et dans les légumes pour le contrôle de procédé, ainsi que pour la surveillance in situ. La méthode est basée sur l'identification spectrale: le spectre UV d'un échantillon est considéré comme une combinaison linéaire de spectres de référence. L'identification de spectres UV de solutions aqueuses peut discriminer le nitrite du nitrate, dans la gamme de 0,5 à 5 mg-N/L, et ce même en présence de chlorure, jusqu'à 100 mg/L et de bicarbonate, jusqu'à 200 mg/L. Les essais dans différentes conditions réelles au SIAAP montrent que cette méthode peut être utilisée pour la surveillance en ligne dans la station d'épuration traitant les eaux de Paris. Plusieurs légumes frais ainsi que les épinards congelés ont été testés. La teneur en nitrates varie de 377 à 3240 mg/kg de légumes frais, et de 545 à 1190 mg/kg d'épinards surgelés. Les ajouts dosés de nitrate montrent l'exactitude de la méthode, avec des récupérations de 91 à 99 % du nitrate ajouté. Les essais de validation effectués sur un site industriel ont montré le potentiel de la méthode d'identification spectrale. Cette méthode n'exige presque pas de consommable, est très rapide et quantitative, avec une maintenance facile et peu onéreuse. Le logiciel d'identification UV-Pro utilisé a toujours montré des résultats analogues à ceux obtenus par PLS ou PCR, il est basé sur des méthodes de résolution analogues. Les perspectives de ce travail sont l'utilisation des méthodes d'identification non linéaires et l'ajout d'autres méthodes de détection pour élargir les potentialités de la spectrophotométrie UVContents of nitrate, nitrite and some others ions can be estimated by UV spectrophotometry in wastewater also in vegetables for processing control as well as for in-situ monitoring. The method is based on the spectral identification: UV spectrum of a sample is considered as a linear combination of absorption spectra, named reference spectra. Mathematical identification of UV spectra can discriminate nitrite from nitrate, in the range of 0. 5 to 5 mg-N/L, even in presence of up to 100 mg/L chloride and up to 200 mg/L bicarbonate. The tests in different real conditions show that this method can be used for on-line monitoring in the Wastewater Treatment Plant of Paris. Several fresh vegetables as well as frozen spinaches have been tested. The nitrate content varied from 377 to 3240 mg/kg of fresh vegetables, and 545 to 1190 mg/kg of frozen spinach. The recovery of added nitrate ranged from 91 to 99%. The validation tests carried out in one industry showed the potentiality of the method of spectral identification. This method does not require almost any consumable, is quantitative and very fast reading with easy and low maintenance. The UV-Pro software identification used during this thesis has always shown similar results to those obtained by PLS or PCR, it is based on considerations and methods similar resolution. The prospects of this work will be the use of non-linear methods of identification and the use of complementary methods to expand the potential of UV spectrophotometry
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Clément, Chedzer-Clarc. "Lessivage des nitrates en fonction de la fertilisation azotée dans la pomme de terre irriguée et non irriguée au Québec." Doctoral thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69907.
Full textAbstract:
La gestion de l'azote (N) et de l'irrigation sont des facteurs importants affectant les pertes de N par lessivage de nitrates dans la production de pomme de terre (Solanum tuberosum L.) sur des sols à texture grossière. L'objectif de cette thèse était d'étudier l'effet de la fertilisation azotée (dose et source) sur le lessivage intra-saisonnier et la teneur en nitrates du sol (RSN) ainsi que le rendement total (TY) et commercialisable (MY) dans la pomme de terre irriguée et non-irriguée cultivée en sols sableux. Une expérience de 5 ans (2008-2012) et une autre de 3 ans (2013-2015) ont été menées pour comparer l’application de l’urée enrobée de polymères (PCU) à la plantation avec celle fractionnée d’engrais azotés solubles à plusieurs doses équivalentes. Les résultats ont montré que, lorsque les déficits en eau sont faibles durant la saison de croissance, il ne résulte aucun avantage à apporter de l’eau supplémentaire par irrigation. L'irrigation a augmenté le lessivage intra-saisonnier des nitrates de 52%, mais n'a eu aucun effet sur le TY et le MY. Les rendements total et commercialisable n’ont pas répondu à la fertilisation azotée en raison d’un apport élevé en N du sol. Cependant, l’augmentation de la dose de N a entrainé une augmentation du lessivage intra-saisonnier de nitrates et du RSN. À doses équivalentes, l’apport du PCU a produit un TY et MY similaires par rapport à l’apport fractionné d’engrais conventionnels solubles. Les résultats ont montré que l'efficacité du PCU pour réduire le lessivage intra-saisonnier variait en fonction de la distribution des précipitations et de la période d'irrigation en raison des caractéristiques de libération de l’azote. L’apport du PCU au moment de la plantation était efficace pour réduire le lessivage intra-saisonnier lorsque les précipitations étaient élevées entre la plantation et le buttage. Le mélange PCU + urée appliqué à la plantation a entrainé une réduction du TY et du MY par rapport au PCU et aux engrais conventionnels solubles en raison d'une croissance végétative excessive et d’un retard dans l'initiation des tubercules. Par ailleurs, à doses équivalentes, le PCU+urée a augmenté le lessivage intra-saisonnier des nitrates en comparaison au PCU et aux engrais solubles appliqués. Les résultats ont aussi montré que le RSN était un bon indice du potentiel de lessivage post-récolte des nitrates dans la pomme de terre. Les pertes de N après la saison de croissance étaient plus élevées lorsque le RSN mesuré à l’automne était élevé. Le PCU+urée a été introduit dans le but de diminuer le risque de lessivage post-récolte lié à l’application du PCU. Toutefois, les résultats ont indiqué que l’application du PCU à la plantation, seul ou mélangé avec un engrais soluble, augmentait le risque de lessivage post-récolte par rapport aux engrais solubles. Globalement, les résultats de cette thèse suggèrent que la réduction de la dose de N est plus importante que le choix de la source de N pour minimiser le lessivage des nitrates.Nitrogen (N) management and irrigation are important factors affecting yield and N losses through nitrate-N (NO3-N) leaching in potato (Solanum tuberosum L.) production on sandy soils. The objective of this thesis was to investigate the effect of N fertilization (rate and source) on total (TY) and marketable (MY) yields, in-season NO3-N leaching, and residual soil NO3-N (RSN) for potatoes grown on sandy soils under two irrigation regimes (irrigated and non-irrigated). Two field experiments were conducted to compare split-applied conventional soluble N fertilizers (ammonium sulfate, ammonium nitrate, and calcium ammonium nitrate) and polymer-coated urea (PCU) products at several N rates during five (2008-2012) and three (2013-2015) years, respectively. The results showed that there was no benefit from additional water by irrigation when water deficits were low. Irrigation increased in-season NO3-N leaching by 52% but had no effect on TY and MY. Results from the 3-year field experiment showed that TY and MY response to N fertilization were not significant when soil N supplied by soil N mineralization was high. However, increasing the fertilizer N rate increased in-season NO3-N leaching and RSN. A single application of PCU resulted in similar TY and MY as split-applied conventional soluble N fertilizers at equivalent N rates. Results from both field experiments suggest that the potential of PCU to reduce in-season NO3-N leaching may vary according to rainfall distribution and irrigation timing due to the N-release characteristics of the PCU. Application of PCU at planting was an effective strategy to reduce in-season NO3-N leaching when there was significant rainfall during the period between planting and hilling. The results also indicated that PCU+urea applied at planting may reduce TY and MY compared to PCU and conventional soluble N fertilizers due to excessive vegetative growth and delayed tuber initiation. Furthermore, PCU+urea increased in-season NO3-N leaching relative to PCU and conventional soluble N fertilizers applied at equivalent N rates. Residual soil NO3-N was an effective index of the potential soil NO3-N losses in the non-growing season, as overwinter NO3-N losses were generally higher with greater RSN. The results indicated that a single application of PCU, alone or mixed with a conventional soluble N fertilizer at planting increases the risk of NO3-N leaching in the non- growing season in comparison to conventional soluble N fertilizers. The overall results suggest that reducing the fertilizer N rate is more important than the choice of N sources to minimize NO3-N leaching from potato production.
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Legout, Cédric. "Étude des mécanismes hydrologiques et biogéochimiques de la recharge des nappes à surface libre." Rennes 1, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00130462.
Full textAbstract:
Les mécanismes hydrologiques et biogéochimiques de la recharge des nappes à surface libre ont été étudiés in-situ sur le bassin versant de Kerbernez à l’interface sol-nappe, par modélisation numérique sur un versant théorique et par traçage sur une colonne d'arène granitique. L'activité bactérienne dans la zone non saturée profonde a été quantifiée par incubations en batch. Les concentrations en solutés anioniques dans la nappe sont très stables en profondeur et très variables en surface. La zone de fluctuation de nappe est une zone active de mélange. Les modèles classiques de transfert ne permettent pas de reproduire cette caractéristique. Nous proposons une représentation du milieu à l’aide de deux compartiments de porosité mobile, un lent et un rapide. L'activation alternée de ces deux compartiments en régime de fluctuation de nappe augmente la dispersion. Un troisième compartiment de porosité immobile serait le lieu d’une dénitrification dans la zone non saturée profonde.
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Périé, Catherine. "Étude de la variabilité spatio-temporelle d'indicateurs de la qualité des sols pour le suivi des traitements sylvicoles." Doctoral thesis, Université Laval, 2003. http://hdl.handle.net/20.500.11794/17861.
Full textAbstract:
Nous avons étudié l'impact à moyen-terme du scalpage de l'horizon organique, de la fertilisation et de la pulvérisation d'herbicide, réalisés seuls ou combinés, sur la fertilité des sols et la croissance des plants de conifères. L'utilisation de la biomasse microbienne et du taux de minéralisation nette de l'azote comme indicateurs de la qualité des sols a permis d'identifier la pulvérisation d'herbicide comme étant le traitement le plus perturbateur. Ce traitement a entraîné une importante diminution des stocks d'éléments nutritifs et de l'activité enzymatique des horizons supérieurs du sol, ainsi qu'une augmentation de la croissance en hauteur et en diamètre des plants de conifère. L'augmentation de croissance pourrait s'atténuer dans les années à venir, en raison de la diminution des stocks dans les parcelles traitées. D'autre part, ce traitement, en uniformisant les conditions du milieu, a entraîné une diminution de la variabilité intrinsèque des sols et donc certainement une diminution de la biodiversité.
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Recous, Sylvie. "Dynamique de l'azote en sol cultivé : organisation microbienne des formes ammoniacale et nitrique, conséquences sur l'utilisation de l'azote des engrais par une culture de blé." Lyon 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LYO10049.
Full textAbstract:
Apres des apports d'azote is en plein champ, la dynamique des transformations de l'azote dans le sol est suivie et particulierement l'organisation microbienne de l'azote mineral. Les facteurs de variation testes sont la forme d'apport, la date d'apport et la situation pedo-climatique. Des etudes en conditions controlees (incubations de sol nu et cultures pures de microorganismes isoles du sol) permettent d'expliquer l'organisation preferentielle de l'ammonium par rapport au nitrate
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Abdi, Dalel. "Caractérisation par spectroscopie et analyse compositionnelle des formes du phosphore dans des sols agricoles canadiens." Doctoral thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25804.
Full textAbstract:
Une meilleure compréhension de la dynamique et des changements des formes du phosphore (P) dans les sols agricoles est indispensable pour le maintien de leur productivité et de la qualité des eaux de surface. L’objectif de cette thèse a été de développer et d’utiliser des méthodes innovatrices pour mesurer les différentes formes de P et caractériser leurs changements dans des sols soumis à différentes pratiques culturales. Nous avons évalué le potentiel de la spectroscopie dans le proche infrarouge (SPIR) à prédire le P total (PT), le P chimiquement extrait à la solution Mehlich-3 (PM3) et à l’eau (Cp) et le P organique (Po) dans deux sites de teneurs variables en P situés au Québec et en Saskatchewan. Les résultats obtenus ont démontré que la prédiction du PT et du PM3 dans le site du Québec est modérément utile et non acceptable, respectivement. Cependant, des résultats inverses ont été trouvés dans le site du Saskatchewan. La prédiction du Po est de modérément utile à modérément réussie dans le site du Saskatchewan. Le potentiel de la prédiction de ces formes du P par la SPIR dépend de la texture du sol, de leur variation dans le sol et de leur lien à la matière organique. En outre, nous avons démontré que les résultats de l’analyse de variance et de la corrélation des espèces moléculaires de P, brutes ou ordinairement transformées, varient en fonction de leur unité de mesure. L’utilisation de l’analyse compositionnelle avec les transformations du log ratio centré ou du log ratio isométrique permet d’éviter ce biais et d’avoir des interprétations cohérentes des résultats. Finalement, l’analyse par résonance magnétique nucléaire des sols sous rotation de maïs et de soya de longue durée au Québec a démontré que l’accumulation de PT (1326 mg kg-1) dans la couche superficielle du sol (0-5 cm) soumis à la fertilisation phosphatée et au semis direct était principalement due aux ions orthophosphates (49,7% du PT). Cependant, les formes organiques s’accumulaient en profondeur sous forme d’inositols monoesters et de nucléotides qui sont donc susceptibles d’atteindre les cours d’eaux adjacents par drainage. Ce projet de recherche nous permet de mieux caractériser et gérer les formes de P dans les écosystèmes cultivés en adoptant les pratiques culturales adéquates.Understanding of phosphorus (P) forms dynamics and changes in agro-ecosystems is essential for the development of best management practices to maintain soil productivity and surface water quality. The objective of this thesis was to develop and use innovative methods to characterize soil P forms and their changes under different management practices. We examined the potential of near infrared spectroscopy (NIRS) to predict soil total P (TP), soil P extracted by Mehlich-3 solution (M3P) and by water (Cp), and soil organic P (OP) for soil samples taken from two sites with different P content located at Quebec and Saskatchewan. The results showed that the prediction of TP and M3P in the site of Quebec were moderately useful and not acceptable, respectively. However, the opposite was found in the site of Saskatchewan. The prediction of OP was moderately useful to moderately successful in experimental site of Saskatchewan. The potential of NIRS to predict P depends to the soil texture, to P soil content variation and to the relation of P to organic matter. Furthermore, contradictory results of variance and correlations analyses were found for the raw and ordinary log transformed molecular P species expressed as proportions or concentrations, indicating spurious correlations. Using compositional analysis with centred log ratio or isometric log ratio transformations avoid the methodological biases and allow coherent interpretation. Finally, phosphorus-31 nuclear magnetic resonance spectroscopy was used to characterize P species for soil samples collected from a long-term corn-soybean rotation experiment in Quebec. Results showed an accumulation of TP (1326 mg kg-1) on the top 5 cm of P fertilized soil under no-till primarily due to orthophosphate ions accumulation (49.7% of TP). However, the organic P forms of inositol monoesters and nucleotides had accumulated in the deep layer; indicating a potential loss through different hydrological pathways. Overall, these studies allow us to improve our understanding of P forms and to better monitor them under different agro-ecosystems using the best management practices.
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Béland, Kathleen. "Relations entre les coefficients d'adsorption de l'atrazine et les caractéristiques physico-chimiques et colorimétriques de la phase organique de différents sols." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/24071/24071.pdf.
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Ghiglione, Jean-François. "Compétitivité des microorganismes dans la rhizosphère : valeur sélective des fonctions de réduction dissimulative du nitrate et du nitrite." Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO19003.
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Serhal, Hani. "Influence des pressions anthropiques sur l'évolution des concentrations en nitrates dans la nappe de la craie du Nord de la France : applications au Cambrésis et au nord Audomarois." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Serhal.pdf.
Full textAbstract:
En France, les concentrations en nitrates observées dans les eaux souterraines dépassent assez fréquemment le seuil de potabilité fixé à 50 mg/l. L'agriculture constitue la source principale d'apport des nitrates. Les eaux usées domestiques, les rejets industriels contribuent aussi à l'augmentation de ces concentrations. Les recherches réalisées dans deux bassins versants de la nappe de la craie de la France du Nord : le nord Audomarois et le Cambrésis, m'ont permis de répondre à plusieurs interrogations : quels sont les taux de participations respectives de l'agriculture et de l'urbanisation à l'augmentation des concentrations en nitrates dans les eaux souterraines ? Quelle est l'évolution prévisible (jusqu'à 2020) de ces concentrations ? Les mesures adoptées (programme Ferti-Mieux et amélioration des rejets grâce aux stations d'épurations) peuvent-elles répondre à l'objectif fixé par la Directive Cadre Européenne (DCE) ? Quelles sont les captages d'eaux potables les plus menacés par l'évolution négative des teneurs en nitrates ? J'ai modélisé la transformation et le transfert des nitrates, issus des activités agricole et urbaine, dans la zone racinaire, dans la zone non-saturée et dans la zone saturée. J'ai réalisé ces modélisations à l'aide de quatre logiciels: AgriFlux, VS2DT, MODFLOW et MT3D. J'ai d'abord appliqué les modèles sur les parcelles de référence afin de tester et de caler les logiciels avant le passage à la modélisation à l'échelle du bassin versant. Puis j'ai effectué la modélisation à l'échelle des bassins versants en les découpant en mailles supposées homogènes. La recherche que j'ai réalisée sur le champ captant de Houlle et Moulle (nord Audomarois) consistait à quantifier les nitrates lessivés sous la zone racinaireLa modélisation est basée sur des données réelles fournies par les enquêtes de terrain et les données du Recensement Général Agricole (RGA). Les communes de la zone d'étude sont classées en quatre types selon leurs pratiques culturales. A chaque type j'ai attribué une rotation culturale. La modélisation, qui a débuté en 1965, s'étend jusqu'en 2003 dans le but de mieux comprendre l'influence de la variation des pratiques culturales (rotation et fertilisation) sur la variation de la qualité de l'eau alimentant la nappe. La modélisation permet de démontrer que la mise en place du programme Ferti-Mieux a déjà, dans la plupart des cas, conduit à un abaissement significatif des concentrations en nitrates dans l'eau lessivée. Dans l'arrondissement de Cambrai, j'ai réalisé un modèle intégré permettant de modéliser la transformation et le transfert des nitrates en partant de la surface du sol jusqu'à la zone saturée. J'ai pris en compte l'impact des nitrates d'origine agricole ainsi que ceux provenant des agglomérations. Le suivi des fertilisations, l'augmentation du nombre de stations d'épurations urbaines et l'amélioration de leurs performances diminuent les apports nitratés de surface. Mais l'effet de ces améliorations sur la qualité, des eaux de la craie n'est pas partout synchrone. Les comparaisons entre les piézométries mesurées et celles calculées, ainsi que les comparaisons entre les concentrations en nitrates mesurées et celles calculées m'ont permis de caler correctement les modèles hydrodynamiques et hydrodispersifs dans la zone non-saturée et dans la zone saturée. J'ai ensuite pris des hypothèses les plus vraisemblables des intrants azotés jusqu'en 2020. Cette évolution prospective de la qualité de l'eau de la craie permet à la fin de répondre à l'un des objectifs de la DCE et aussi de permettre l'optimisation de la gestion de l'aquifère de l'arrondissement de Cambrai
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Voisin, Anne-Sophie. "Etude du fonctionnement des racines nodulées du pois (Pisum sativum L. ) en relation avec la disponibilité en nitrates du sol, les flux de carbone au sein de la plante et la phénologie : croissance des racines nodulées et activité fixatrice des nodosités." Dijon, 2002. http://www.theses.fr/2002DIJOS005.
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Dupuy, Alain. "Simulation de la contamination diffuse des eaux souterraines par les nitrates à l'échelle du bassin versant." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2306.
Full textAbstract:
La presente etude s'inscrit dans le cadre de recherches sur la gestion des pollutions diffuses agricole a l'echelle du bassin versant. Les sols et l'assolement observes sur un bassin versant pilote de poitou-charentes sont utilises dans un modele mecaniste stochastique agriflux pour simuler l'ecoulement de l'eau et le transport des nitrates dans la zone racinaire et dans la frange superieure de la zone non saturee sur une periode de 15 ans. Les resultats de cette sont utilises sous forme de flux saisonniers pour reconstituer les concentrations en nitrates rencontrees dans la nappe. Une approche basee sur un modele de melange a montre que l'on pouvait reconstituer les concentrations de nitrates dans la nappe en fonction des conditions hydrodynamiques et des flux d'eau et de nitrates percolant depuis la surface. Dans une seconde approche, le couplage hydrodynamique entre les differentes zones du milieu (racinaire, non saturee et saturee) est realise sur des modeles d'ecoulement et de transport adaptes a l'echelle du bassin versant. Les flux d'infiltration calcules par agriflux dans la zone non saturee sont utilises comme flux de recharge dans le modele hydrodynamique modflow qui est utilise pour simuler l'hydrodynamique transitoire sur l'ensemble du bassin. Les periodes de contraintes de 90 jours sont determinees a l'aide d'une analyse correlatoire sur les donnees pluviometrique et piezometrique, et permettent de reconstituer un pseudo-regime transitoire par une succession d'etats permanents. Le modele mt3d est utilise pour la simulation du transport des nitrates dans la nappe avec le meme decoupage temporel que celui de modflow. L'hydrodynamique et le transport sont reconstitues sur le bassin sur une periode de 15 ans avec un pas de temps saisonnier. La dynamique des teneurs en nitrates dans une nappe a l'echelle d'un bassin versant et l'impact de differentes pratiques culturales peuvent ainsi etre simules dans une optique de gestion des pollutions diffuses agricoles.
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Charni, Halima. "Contribution à la connaissance de la radioactivité des sols tunisiens conséquences locales en matière de radioprotection : cas particuliers des phosphates." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30004.
Full textAbstract:
Le but principal de ce travail est l'etude de la radioactivite gamma superficielle des sols dans le sud tunisien connu par sa richesse en gisements de phosphates et l'evaluation des doses delivrees aux personnes exposees. La premiere partie est consacree a l'etude du milieu: releve des caracteristiques geologiques, indication sur les aspects geologiques des depots sedimentaires et generalites sur la distribution et le comportement des radionucleides naturels dans les sols. La seconde partie expose les methodes d'analyses et d'interpretations: prospection radiometrique a l'aide d'un scintillometre spp3, evaluation dosimetrique et etude au laboratoire par spectrometrie gamma. La troisieme partie est consacree a l'analyse des resultats des mesures de la radioactivite gamma et a l'etude de l'influence des nombreux facteurs conditionnant les valeurs observees. Des mesures effectuees dans d'autres regions de tunisie ont servi a faire des comparaisons. Une estimation de l'exposition due a l'ingestion des produits alimentaires presents dans la region phosphatee a montre que l'impact sanitaire est faible
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Longa, Norbert. "Influence de quelques agrosystèmes lorrains sur la qualité des eaux : cas des eaux de captage de la commune de Loisy-54." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL093N.
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En zone rurale, la pollution des aquifères par les nitrates a pour principale origine la matière organique des sols qui, chaque année, se minéralise en plus ou moins grande quantité en fonction des conditions pédoclimatiques. Ce phénomène s’accentue avec les interventions de l’agriculteur qui apportent à ces sols des fertilisants organiques et minéraux. Nous avons donc déterminé durant cinq années la teneur en nitrates des horizons superficiels (horizons Ap) et sous-jacent d’un sol argilo-calcaire du Bajocien servant de réserve à un mini bassin versant alimentant les eaux de captage de la commune de Loisy (54). La teneur en nitrates de ces eaux a depuis plusieurs années dépassé sensiblement le seuil de 50 mg/l (taux limite de la norme CEE) pour évoluer entre 65 et 75 mg/l. Nous avons tenté de relier la dynamique de l’azote minéral présent dans les sols et la teneur en nitrates des eaux mesurée hebdomadairement. En parallèle nous avons testé l’influence de l’enfouissement d’un substract carboné (paille) et celle d’une culture intercalaire (colza fourrager) dans la retenue des nitrates, à une époque où les sols sont nus certaines années. C’est en effet la situation que l’on rencontre lorsqu’une culture de printemps (orge ou maïs) est envisagée. Après moisson (vers le 15/08) et jusqu’à la fin octobre, la minéralisation reste active et les risques d’entraînement des nitrates vers les eaux profondes sont à craindre. Il ressort de cette étude qu’une approche plus précise des fournitures en azote du sol est indispensable : que les apports de fertilisants azotés doivent ensuite prendre en compte les conditions climatiques récentes et présentes : enfin il faut privilégier le stade végétatif des cultures fertilisées et leur capacité à utiliser au maximum cet azote minéral qui leur est fourniIn agricultural areas, the pollution of aquifers by nitrates is caused especially by the mineralization of soil organic matter. This phenomenon is aggravated by farming practices that use organic or mineral fertilizers to achieve maximum yield. During five years, the nitrate levels in top-soil layer (Ap and subsequent lavers) of a clayey-calcareous soil were measured. The amounts of these nitrates non immobilized by soil or by crops come directly to a mini-watersheb supplying a water-catchment of the commune of Loisy (54). The nitrate contents of water were, for several years beyond the target content of 50 mg/l (CEE norm) to range between 65 and 75 mg/l. Therefore, an attempt was made to explain the relationship between the contents of nitrates in soil and in drainage water measured weekly. In parallel, the influence of the buryinf of the straw and an intercrop culture using rape to catch the nitrates was studied during the intercrop period on bare soil. The overall balance of this work explained clearly the necessity to know the real supply of native mineral nitrogen. Nitrogen fertilizers applications should be made accounting for local climatic conditions and particularly the different stages of the development of plant crop
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Vilain, Guillaume. "Emissions de N2O dans un versant agricole de grandes cultures (Brie, Bassin de la Seine) : observations, expérimentations et modélisation dans un continuum "plateau/zone enherbée/rivière"." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066545.
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Les pratiques agricoles contribuent largement à l’accroissement des concentrations en oxyde nitreux (N2O) dans l'atmosphère et représentent 70% des émissions mondiales. La nitrification et la dénitrification dans les sols sont les deux processus microbiens responsables de la production de N2O. En dehors de leur contrôle par le climat ou les conditions du sol, le rôle de la topographie est moins connu. L'objectif principal de cette thèse était donc à la fois de caractériser la variabilité des flux de N2O long d'un transect partant d'un plateau agricole jusqu’à la rivière et d'analyser l'influence de la position dans le paysage sur ces émissions. Des études en laboratoire ont été menées sur des échantillons de sol et il a été montré que la production potentielle de N2O semble avoir lieu majoritairement sur l’horizon superficiel. La position dans le paysage affecte les émissions réelles de N2O avec des émissions annuelles plus de trois fois supérieures en position de bas de pente (budget annuel de 4 kg N-N2O ha-1 an-1). Nous avons aussi pris en compte les émissions indirectes de N2O par prélèvements piézométriques le long du transect. Les teneurs analysées se situent, en moyenne annuelle, entre 3. 2 et 33. 4 µg N-N2O L-1. En considérant que tout le N2O contenu dans les aquifères sera dégazé nous pouvons estimer que les émissions indirectes de N2O représentent environ 1. 8% des émissions directes par les sols, soit 0. 035 kg N-N2O ha-1 an-1. Enfin, une approche statistique et de modélisation ont permis d’approfondir nos analyses et de mieux comprendre les mécanismes à l’origine des émissions de N2O et comment les principaux facteurs de contrôle pouvaient interagir entre eux.
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Déziri, Sabri. "Classification des indices de pouvoir fixateur et de saturation en P des sols minéraux acides du Québec." Master's thesis, Université Laval, 2009. http://hdl.handle.net/20.500.11794/20937.
Full textAbstract:
L'enrichissement des sols en phosphore et sa dissipation dans les eaux de surface suscitent des interrogations sur les causes, les risques et les modes de régie de cet élément. Le but de notre étude est d'améliorer les connaissances sur les deux catégories d'indicateurs i) de pouvoir fixateur et ii) de saturation en P des sols. Pour ce faire, nous avons entrepris une étude sur 25 sols minéraux acides représentatifs du Québec et ayant subit chacun deux types d'équilibre: à court et à long terme avec 5 doses croissantes de phosphore allant de 0 à 120 mg P kg(-1 suscrit). Les résultats révèlent une corrélation hautement significative entre le taux d'adsorption et le taux de sorption de P. Ces taux de rétention, nous ont permis d'établir les trois systèmes de classification suivants: -six classes de (Al+Fe )ox (ox souscrit) -G Sept classes de DSP ox (ox souscrit) -Sept classes de (PI Al)M-III (M-III souscrit)
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Lacherez-Bastin, Sabine. "Contribution à l'étude de la migration des nitrates dans le sol et la zone non saturée de la nappe de la craie dans le Nord de la France : modélisation intégrée des nitrates dans le bassin versant de l'Escrebieux." Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2005/50376-2005-Lacherez-Bastin.pdf.
Full textAbstract:
La directive Cadre sur l'Eau impose de considérer les eaux souterraines contenant plus de 50 mg/l comme de mauvaise qualité chimique. Compte-tenu de la vitesse supposée des nitrates dans la zone non saturée crayeuse de 0. 5 rn/an et de la profondeur de la nappe de la craie, l'objectif était ici de fournir un outil caractérisant les nitrates lessivables dans le sol puis leur cheminement dans la zone non saturée crayeuse et enfin leur migration au sein de la nappe de la craie. Plusieurs campagnes de sondages de la zone non saturée crayeuse dans le bassin Artois Picardie, avec prélèvements de sol et analyses en laboratoire, ont été réalisées de 1996 à 2003. Plusieurs parcelles ont été sondées à la fois en période sèche, mais aussi en période très humide. Les résultats d'analyse et leur interprétation par la méthode des bilans AZOBIL et CORPEN à l'aide des historiques culturaux ont permis de mettre en évidence que le mode d'écoulement de l'eau à travers la zone non saturée crayeuse dépend exclusivement des conditions de saturation du sous-solEn période sèche, l'écoulement se fait à 85 % par effet piston au sein de la matrice poreuse crayeuse, avec une vitesse de l'ordre de 0. 6 rn/an sous un recouvrement argileux supérieur à 5 m, 1. 0 rn/an sous un recouvrement limoneux et enfm 1. 25 m sous un recouvrement sableux. Dans des conditions de saturation importante, l'écoulement par les fissures peut venir égaler voire supplanter le mode d'écoulement par effet piston. Les vitesses de migration des nitrates sont " brusquement" accélérées, pendant une courte période, au droit de la zone fissurée. On observe en général un décalage de l'ordre de 5 m d'une fraction du front de pollution azotée par l'intermédiaire des fissures. La modélisation intégrée des cycles de l'eau et de l'azote au droit du bassin versant de l'Escrebieux montre que le module nitrates, que nous avons développé, restitue correctement les observations de terrain effectuées aux droit des différents piézomètres de suivi de la qualité de la nappe de la craie de ce bassin
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Cheloufi, Hamid. "Étude du devenir de fertilisants azotés minéraux dans quatre types de sols cultivés Lorrains : conséquences agronomiques et écologiques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL069N.
Full textAbstract:
A partir de protocoles de terrain en mini-cases lysimétriques, nous avons estimé la contribution de l'azote engrais aux lixiviations de nitrates en sol argilo-calcaire. Il nous a été possible à partir d'un engrais marqué de mettre en évidence les cinétiques d'immobilisation et de reminéralisation au cours d'une année culturale. D'autre part sur le même sol, nous avons testé l'influence de l'enfouissement de paille à l'intersaison sur la limitation de lixiviation des nitrates. Enfin, une étude portant sur quatre sols lorrains nous a permis d'estimer au champ l'influence du pédo-climat sur la migration des nitrates en profondeur. Une étude sous paramètres contrôlés nous a permis de mettre en évidence dans les quatre sols l'influence du complexe organo-minéral sur les intensités d'immobilisation après un mois d'incubation. Par la suite sur les mêmes sols incubés après extraction de l'azote minéral, nous avons implanté de ray-grass d'Italie. Nous avons ainsi pu déterminer la biodisponibilité potentielle de l'azote et l'on constate des intensités et des cinétiques différentes de reminéralisation de l'azote engrais préalablement organisé. Une étude comparative de l'évolution des différentes fractions organiques azotées obtenues par hydrolyse acide nous a permis de déterminer l'origine de l'azote reminéralisé ; ces résultats soulignent une évolution biochimique différente des composés organiques azotés en fonction de la nature pédogénétique des sols
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Therrien, Karine. "Validation et optimisation d'une méthode d'indice de risque de perte de phosphore." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24468/24468.pdf.
Full textAbstract:
La dégradation de la qualité des eaux de surface par le phosphore (P) provenant de sources diffuses, surtout agricoles, a initié le développement d’outils de prédiction des risques de perte de P tenant compte des facteurs transport et source. Aux États-Unis, plusieurs indices de perte de phosphore (IPP) ont été mis au point. Ces IPP n'étant pas nécessairement applicables au Québec, une méthode d’indice modifiée a été proposée : l'Indice de Risque de Phosphore (IRP). L’objectif de ce projet de recherche était de valider et, possiblement, d’améliorer la méthode IRP en se basant sur les pertes de P mesurées sur neuf parcelles expérimentales situées sur la ferme de l’IRDA à Saint-Lambert-de-Lauzon. Les pertes de P par érosion hydrique, par ruissellement et par drainage souterrain ont été mesurées en continu durant deux années (2001-2002) par des systèmes automatiques de mesure et d’échantillonnage quantifiant les volumes d’eau ruisselée et drainée et leur concentration en P pour chaque parcelle. Les pertes de P total (PT) ont été en moyenne de 540 g ha-1, dont 95 % a été perdu par le drainage souterrain. Pour chaque parcelle expérimentale, l’indice de classe de risque sélectionné pour chaque composante de la méthode IRP a été multiplié par le poids de chaque composante pour obtenir une valeur pondérée. Les valeurs pondérées de chaque composante ont ensuite été additionnées pour donner la valeur finale de l’IRP. Les résultats montrent que les masses de PT perdues et les valeurs de l'IRP correspondantes sont corrélées à 0,63. Afin d’améliorer la relation entre les pertes réelles de P et les valeurs de l'IRP, l’algorithme Trust-region de la procédure de programmation non-linéaire (proc NLP) de SAS a été utilisée pour optimiser la valeur des poids et le classement de la valeur des composantes. L'optimisation a résulté en un ensemble de poids et de valeurs de classement ayant une corrélation de 0,92. Les changements apportés ont conservé la structure additive de la méthode IRP. Il faut souligner que les résultats ne sont valides que pour le site de Saint-Lambert. Une généralisation à l'ensemble du territoire agricole du Québec nécessiterait des sites expérimentaux couvrant un plus large éventail de conditions climatiques, édaphiques et agronomiques. Néanmoins, les résultats obtenus montrent la possibilité d'améliorer la capacité prédictive de la méthode IRP.
Mots-clés : indice de risque de phosphore, perte de phosphore, optimisation, évaluation du risque, facteurs source, facteurs transport.Surface water quality impairment is primarily caused by phosphorus (P) lost from surrounding agricultural fields. This knowledge triggered the development of P losses predicting tools taking into account transport and source factors. In the United States, a great number of P index (PI) approaches has been developed and adopted. Because these PIs are not necessarily applicable in the province of Québec, a P index specific to Québec has been developed : the Phosphorus Risk Index (PRI). The objective of this research was to validate and possibly improve the PRI method using P losses measured on nine experimental agricultural plots located on the IRDA farm in Saint-Lambert-de-Lauzon. For each plot, P losses and the amounts of water from runoff and tile-drainage were continuously measured during a two-year period (2001-2002) using automated systems. The total P losses were on average 540 g ha-1 from which 95% was exported via the subsurface drainage system. For each plots, the selected P loss value of each of the PRI components were multiplied by the weight assigned to each components and summed to obtain the final PRI value which is associated to one of the five P loss ratings (i.e. very low, low, medium, high and very high). Results indicate that the measured total P losses and PRI values showed a correlation coefficient of 0.63. In order to improve the relationship between P losses and the IRP, the Trust-region algorithm of the SAS none-linear programming (proc. NLP) was used to optimize weights and P loss potential values of the components. Optimization resulted in a correlation coefficient of 0.92. Modifications to the method kept the additive structure of the PRI method. Results were only valid for the Saint-Lambert plots. Generalization across Québec would require experiments on a range of soil, climate, and agronomic conditions. Results from this research indicated possible improvement in the predictive accuracy of the PRI method. Keywords: Phosphorus index, phosphorus losses, optimization, risk assessment, source factors, transport factors.
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Musset, Joanne. "Déterminisme de la distribution spatiale du nitrate dans un système d'aquifères : application à une petite région agricole méditerranéenne (Comtat Venaissin, Vaucluse, France)." Avignon, 1999. http://www.theses.fr/1999AVIG0024.
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L'objectif de cette thèse était de déterminer les processus responsables de la distribution spatiale des teneurs en nitrate des nappes et de les localiser. Les travaux se sont déroulés dans une petite zone agricole méditerranéenne (Comtat Venaissin, Vaucluse, France) à l'échelle de 260 km2, puis de deux sous-zones. Une approche intégrée a été choisie faisant appel à un éventail de disciplines - agronomie, pédologie, hydrogéologie, géochimie, biogéochimie. Un total de 672 points d'eau (forages, puits ou pieux) ont été échantillonnés sur deux nappes en grande partie superposées - alluviale et miocène. Dans un premier temps, l'origine de l'échantillon : alluviale, miocène ou mélange entre les deux nappes a été identifiée à partir du rapport calcium/magnesium, de la profondeur des ouvrages et des connaissances de la lithologie. Les teneurs en nitrate de la nappe alluviale supérieures à 50 mg/l ont été principalement localisées dans les nappes des terrasses et du glacis. Inversement, les teneurs inférieures à 1 mg/l de nitrate ont été surtout localisées dans la zone des plaines. Concernant la nappe miocène, les teneurs supéieures à 0 mg/l ont été uniquement localisées là où les dépôts miocène affleurent. Deux principaux processus ont été mis en évidence à partir de l'oxygène dissous, du potentiel redox, du ph et des teneurs en chlorure pour expliquer la distribution spatiale des teneurs en nitrate de la nappe alluviale : la dénitrification et la dilution. Chacun de ces processus a pu être vérifié à partir d'analyses en abondance isotopique en azote 15 du nitrate à l'échelle de la sous-zone puis quantifié à l'aide du chlorure. Des teneurs élevées en ammonium (>0,5 mg/l) ont également été localisées dans les deux nappes en zone de plaines. Cet ammonium semble provenir des précipitations, de l'ammonification des dépôts tourbeux et de la lixiviation des engrais
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Paegelow, Martin. "Systeme d'information geographique et gestion de l'environnement application a l'etude des sols et de la pollution par les nitrates d'origine agricole en bassin-versant experimental." Toulouse 2, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU20021.
Full textAbstract:
L'etude presente porte sur la pollution par les nitrates d'origine agricole dans le cadre d'un bassin-versant (330 ha, gers, france) en agriculture intensive, situe en domaine de terrefort molassique. Elle s'appuie sur la mise en place d'une base de donnees localisees (descripteurs physico-geographiques et agronomiques) et d'un logiciel concu dans l'esprit d'un systeme d'information geographique qui pilote cette base de donnees. Sur ces bases, une methode geostatistique debouche sur des zones representatives au sein du bassin-versant (bv) dans lesquelles la prospection pedologique a lieu. Outre la caracterisation des principaux facies de sols presents, les pas de sondage sont optimises par variographie et les observations pedologiques extrapolees a l'ensemble du bv. L'etude de la dynamique de l'azote mineral est abordee a 3 echelles: celle du bv entier, celle des sous-bassins versants (sbv) (analyse comparative) et enfin celle des zones sensibles ou des series de mesures par bougies poreuses confirment l'hypothese issue de l'analyse comparative des sbv, a savoir que le niveau de rejets nitriques est lie au type d'amenagement agro-paysager. A partir de ces resultats, il est possible d'identifier des zones a risques accentues de pollution nitrique et de proposer un ensemble de mesures antipolluantes localisees simples en partie appliqueNitrogen pollution in agriculture is studied in the scope of an hydrological basin (330 ha, gers, france) which is caracterized by an intensive agriculture and very diversified heavy molassic soils. A localized database (physical-geographic and agronomic parameters) and a custom software developped in the scope of geographic information systems handling the database are created. On this bases, a geostatistic method generates representative areas where pedological prospection takes place. Besides the caracterization of the principal soil facets, variography optimizes distances between soil sampling points and pedological observations are extrapolated to the whole basin. The study about nitrogen dynamics is taken up at three scale: at the scale of the entire basin, at the scale of elementary basins (comparative analysis) and finally at the scale of sensitive areas where measurement series by porous ceramic cups confirm the supposition achieved from the comparative analysis of the elementary basins that the level of nitrogen pollution is related to the agronomic or landscape features. High risk areas are identified and a package of simple localized antipollution measures are suggested and in part applied
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Lamontagne, Marie-Hélène. "Relation entre les fractions biogéochimiques et la saturation du phosphore dans les sols." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26204/26204.pdf.
Full textAbstract:
Les apports de phosphore (P) au sol proviennent des résidus végétaux et des engrais organiques et minéraux utilisés en agriculture. Les pertes de P par ruissellement et lessivage vers les eaux de surface peuvent entraîner l’eutrophisation des plans d’eau. La concentration de P total dans certaines rivières du Québec est de deux à six fois plus élevée que le seuil d’eutrophisation fixé à 0,030 mg P total par litre. Il est donc important de comprendre le processus de transformation du P dans les sols et l’implication de chacune des fractions dans l’équilibre biogéochimique afin de les relier au risque environnemental. Les fractions de P labile fournissent le P disponible pour la croissance des plantes mais contribuent au risque environnemental, d’où l’importance de dresser le patron de distribution de ces fractions. Cependant, il n’y a pas de valeur critique pour ces fractions pour les sols de texture grossière voués à la culture de la pomme de terre et de canneberges. L’objectif principal de ce projet est de déterminer les valeurs critiques d’accumulation des fractions labiles du P dans les sols minéraux de texture grossière. Pour ce faire, quarante sols ont été sélectionnés dans les classes texturales grossières, soit les sables, les sables loameux et les loam sableux. Les échantillons ont été caractérisés par les analyses suivantes : Mehlich-3, pyrophosphate de sodium, oxalate acide d’ammonium et Sissingh. . Les valeurs de (P/Al)M3 varient entre 0,8 et 28,4 %, celles de DSPox varient entre 5,1 et 35,7 % et les valeurs de P à l’eau varient entre 0,0 et 11,6 mg L-1. Des relations significatives ont été obtenues entre le Peau et le (P/Al)M3 (R2 = 0,79; P< 0,001) et entre le (P/Al)M3 et le DSPox (r2 = 0,88; P< 0,001). Le fractionnement a été effectué selon la méthode de Hedley et al. (1982a), soit les fractions extraites à la résine, au NaHCO3 et au NaOH. La répartition du P dans chaque sol fut reliée au risque environnemental ((P/Al)M3, P à l’eau et DSPox). Les données ont été traitées par analyse compositionnelle des fractions labiles de P et complétées par la méthode de la distance simplicielle dont les valeurs ont été reliées au risque environnemental. Les valeurs critiques obtenues varient de 14,9 % à 16,0% (r2 = 0,39; P< 0,01 à 0,71; P< 0,001) selon le modèle utilisé. Cette relation montre que le seuil environnemental (P/Al)M3 de 0,15 établi antérieurement sépare une tendance linéaire d’un plateau dans le patron de distribution des formes labiles de P dans les sols à l’étude.
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Boucher, Valérie. "Etude de la déshydratation par respiration aérobie de boues de station d'épuration : Limitation des pertes en azotes." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT001A.
Full textAbstract:
Le procede biosec est un moyen biologique de deshydratation de boue de station d'epuration, il utilise la chaleur produite au cours de la fermentation aerobie controlee du melange de boue et de coproduits lignocellulosiques recyclables. Le criblage du melange traite permet d'obtenir une fraction fine constituee de 85 a 90% de boue transformee, le reste etant des coproduits. Cependant son humidite varie en fonction des saisons et de la teneur en eau du produit initial. Une importante quantite d'azote est perdue au cours du traitement (30 a 35% de l'azote initial) provoquant une baisse de la valeur agronomique du produit. Pour que le produit final soit stable son humidite doit etre inferieure ou egale a 35%. Cette caracteristique est obtenue si la boue a une humidite inferieure a 81%. Si celle-ci est superieure (85 a 87%) l'apport de 10 m#3 de fraction fine obtenue anterieurement permet d'obtenir 36% d'humidite en ete et 45% en hiver, soit une amelioration de 6 a 11%. Au cours du procede biosec, 2/3 de l'energie proviennent de la degradation des coproduits et 85% sont utilises pour deshydrater la boue. Il est donc exclu de remplacer les coproduits lignocellulosiques par des materiaux structurants inertes. Une importante perte en azote au cours du procede s'effectue sous la forme d'ammoniac entraine par l'air extrait. L'apport d'un agent acidifiant diminuera cette perte. En laboratoire, dans un reacteur pilote, l'apport de fec1#3 dans un melange de boue de station d'epuration et de coproduits provoque une diminution des pertes en azote (facteur 2,3 par rapport au temoin). L'apport de h#3 po#4 dans un melange de boue riche en phosphates de calcium supprime cette perte
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Moussounda, Boundzanga Henriette. "Valorisation de la biomasse pour l’élaboration de carbones activés et le développement de dispositifs d’élimination et de détection de nitrates en milieu aqueux." Thesis, Orléans, 2020. http://www.theses.fr/2020ORLE3069.
Full textAbstract:
La pollution par les nitrates est un problème environnemental important en France même si les solutions appliquées en station d'épuration permettent de satisfaire les normes actuelles de rejets. En Région Centre-Val de Loire, la pollution par les nitrates affecte principalement les nappes d'eau souterraines peu protégées naturellement, compte tenu des caractéristiques hydrogéologiques du sous-sol. Dans le cadre de cette thèse, il est proposé de valoriser l'utilisation d'agro-matériaux originaux (déchets de végétaux lignocellulosiques), issus des différentes filières de production spécialisée de la Région Centre-Val de Loire, pour l'élaboration de carbones activés (CA) « biosourcés » et qui serviront à développer un procédé d'adsorption pour éliminer les nitrates en sortie de station d'épuration.La démarche et les objectifs ont consisté :- dans un premier temps, à étudier l'adsorption des ions nitrates en solution aqueuse sur des CA avec pour objectif d’étudier leurs capacités d’adsorption. Pour ce faire, des CA commerciaux possédant des caractéristiques physico-chimiques variées en termes de porosité, de chimie de surface et de charge de surface ont été sélectionnés et analysés. Afin d’optimiser les capacités d’adsorption des nitrates, des cinétiques et des isothermes d’adsorption de nitrates sur les CA ont été réalisées en étudiant l’influence des conditions expérimentales, telles que le pH (acide, basique, neutre) et la température du milieu aqueux, la masse de CA ainsi que la concentration initiale en nitrates, en fonction des matériaux de référence. L’étude des cinétiques et des isothermes d’adsorption de nitrates a mis en évidence l’importance du pH de la solution ainsi que l’impact des ions présents dans la solution aqueuse. En effet, ces derniers peuvent entrer en compétition avec les ions nitrates à adsorber. L’ensemble des résultats a permis de proposer des mécanismes d’adsorption des nitrates sur CA :- dans un deuxième temps, à élaborer des carbones activés à partir de la biomasse agricole locale (plants de tomate, miscanthus et bois de peuplier) par activation chimique. Au cours de ce procédé d’activation, plusieurs paramètres expérimentaux ont été analysés, tels que le ratio entre la matière première et l'agent activation et la température d'activation. L’objectif de cette partie a été d'élaborer des CA efficaces et spécifiques pour l’adsorption des nitrates en valorisant la biomasse locale. Cette étude a montré que les trois résidus agricoles lignocellulosiques étudiés, tous activés selon le même protocole d’activation chimique à l’acide phosphorique, sont potentiellement activables pour élaborer un CA permettant l’adsorption des nitrates. En outre, cette étude a montré qu’il était possible de prédire la contribution de chaque constituant (hémicellulose, cellulose et lignine) des résidus lignocellulosiques à la masse et aux propriétés poreuses des CA obtenus après un procédé d’activation chimique à l’acide phosphorique de ces matériaux lignocellulosiques. Ces résultats ont conforté et étendu l’utilisation de l’outil prédictif qui permet de calculer la proportion de carbone issu de l'hémicellulose, de la cellulose et de la lignine au sein du carbone activé final, et surtout d’estimer les rendements d’activation chimique à partir de la composition biochimique du précurseur.- dans un troisième temps, à étudier la fonctionnalisation de surface des carbones activés par des sels de diazonium, dans l’objectif de corréler la chimie de surface de ces matériaux poreux et leurs propriétés d’adsorption des nitrates en milieux aqueux. La fonctionnalisation des carbones activés commerciaux et élaborés au sein du laboratoire a permis le greffage de différentes fonctions chimiques sur la surface des matériaux. Ce greffage a induit des changements importants des caractéristiques physico-chimiques et des propriétés texturales des carbones activés étudiésNitrate pollution is a major environmental problem in France, even though current solutions in wastewater treatment plants make it possible to meet current discharge standards. In the Centre-Val de Loire Region, nitrate pollution mainly affects ground water aquifers, that are naturally poorly protected due to the hydrogeological characteristics of the subsoil. The purpose of this research is to valorize the use of original agro-materials (lignocellulosic plant wastes), issued from the various specialized production chains in the Centre-Val de Loire Region, for the synthesis of "biosourced" activated carbons. Then it has the objective to develop an adsorption process to eliminate nitrates at the outlet of a wastewater treatment plant based on activated carbons.The approach and the objectives of this research were:- firstly, to study the adsorption of nitrate ions in aqueous solution on activated carbons with a focus on their adsorption capacities. To this end, commercial activated carbons having different physico-chemical characteristics in terms of porosity, surface chemistry and surface charge were selected and analyzed. In order to optimize the nitrate adsorption capacities, kinetics and isotherms of nitrate adsorption on activated carbons were carried out by investigating the influence of experimental conditions, such as the pH (acid, basic, neutral) and temperature of the aqueous medium, the mass of activated carbon and the initial nitrate concentration. The study of the kinetics and isotherms of nitrate adsorption has highlighted the importance of the pH of the solution as well as the impact of the ions present in the aqueous solution. It is shown that the latter can compete with the adsorption of nitrate ions. All the results made it possible to propose nitrate adsorption mechanisms on activated carbon:- in a second step, to synthesize activated carbons from local agricultural biomass (tomato plants, miscanthus and poplar wood) by chemical activation. During this activation process, several experimental parameters were investigated, such as the ratio between the raw material and the activating agent and the activation temperature. The objective of this work was to develop efficient and specific activated carbons for nitrate adsorption by promoting the local biomass. For the four lignocellulosic agricultural residues which were activated according to the same chemical activation protocol using phosphoric acid, it is shown that they are potentially activable to produce activated carbon for water treatment. In addition, this study showed that it was possible to predict the contribution of each component (hemicellulose, cellulose and lignin) of lignocellulosic wastes to the mass and porous properties of activated carbons issued from a phosphoric acid chemical activation process. These results confirmed and extended the use of the simple predictive calculation that allows to calculate the proportion of carbon from hemicellulose, cellulose and lignin within the final activated carbon, and, above all, to estimate the chemical activation yields from the biochemical composition of the lignocellulosic precursor.- in a third step, to study the surface functionalization of activated carbons diazonium salts grafting. The objective of this part is to establish the correlation between the chemistry of the AC surface and the adsorption of the nitrate ions. The functionalization of commercial and home-made activated carbons allowed the grafting of different chemical functions on their surface. This grafting induced significant changes in the physico-chemical characteristics and textural properties of the activated carbons studied
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Garcia, Vindas José Ralph. "Transport du radon en milieu poreux (expérimentation et modélisation) : implication pour la réalisation et l'interprétation de mesures "in situ"." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20003.
Full textAbstract:
Le radon est un gaz rare et radioactif qui est produit dans la chaine de desintegration de l'uranium. Grace a sa periode (3. 82 jours), il peut se deplacer dans le sol et parcourir de grandes distances avant de se desintegrer. Les mecanismes de transport de ce gaz dans le sol sont la diffusion ou la convection. Dans ce travail, nous etudions le transport du radon dans un milieu poreux et l'influence de certains parametres exterieurs sur l'emanation de ce gaz. Le chapitre i est une compilation des notions generales sur le radon et de son utilisation dans les sciences de la terre. Dans le deuxieme chapitre nous abordons le sujet de la detection de ce gaz. Nous decrivons les appareils de mesure utilises dans ce travail et nous etudions l'efficacite de leur reponse en fonction des variations de la concentration. Le chapitre iii expose la theorie general du transport de ce gaz et montre les resultats des mesures effectuees par differents auteurs et leur correlation probable avec les parametres climatologiques et geophysiques. Dans le quatrieme chapitre nous realisons en laboratoire une etude de la solubilisation du radon dans l'eau et une simulation de la pluie sur le campus. Il est resulte de ces travaux la conception d'une sonde sous-marine permettant de realiser des mesures ponctuelles in situ. Le chapitre v est consacre a la simulation et a la modelisation du transport du radon en regime isothermique. Nous traitons le cas special d'un degazage intense. Dans le chapitre vi nous effectuons la modelisation theorique du transport du radon en regime non-isothermique. L'apparition des ondes de choc dans le profil de concentration est traitee dans le chapitre. Le chapitre vii presente quelques resultats de terrain obtenus au costa rica, correles avec la precipitation, qui valident le modele expose dans le chapitre iv. Nous montrons egalement des series temporelles de donnees ou il existe une probable correlation avec la sismicite du pays.
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Bouanani, Fatiha. "Etude en champ et en conditions controlées de la minéralisation de l'azote et des modifications de l'organisation du sol, après apport de matières organiques issues de déchets urbains et agricoles." Aix-Marseille 1, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX11014.
Full textAbstract:
Les connaissances liées aux épandages de matière organique d'origine anthropique étant limitées, des essais en champ, en lysimètres sous serre et en incubation, ont été menés afin de connaître les effets de divers apports (boues brutes, lisier de porcs, compost de boue et compost d'ordures ménagères) sur la minéralisation de l'azote, les rendements d'une culture de blé et les modifications de l'organisation du sol. L'étude de l'impact des épandages de matière organique en grande culture sous climat méditerranéen met en évidence les modifications des propriétés physiques et chimiques des sols, et les conséquences sur l'activité culturale et environnementale. L'effet fertilisant après épandage et l'arrière effet des traitements organiques, comparé à l'apport d'un engrais minéral, permet de suivre les potentialités fertilisantes des apports et les interactions probables de la matière organique avec les modifications de l'organisation du sol. L'effet "amendement" mesuré plus particulièrement à partir de l'évolution de la structure et de l'espace poral du sol, a montré des différences entre les traitements organiques et un sol témoin. L'amélioration de la structure du sol entraînant des conséquences favorables à l'installation du réseau racinaire est constatée pour tous les traitements organiques. Des modifications de la morphologie du sol, caractérisées par une augmentation de la macroporosité (les boues et le lisier de porcs) et la microporosité (les composts) sont également observées. Le suivi de la croissance et du rendement d'une culture de blé, souligne le rôle des différents amendements : boues brutes et lisier de porcs peuvent être envisagés pour des cultures nécessitant un besoin immédiat et important en azote minéral, alors que le compost d'ordures ménagères est plus adapté aux cultures dont les besoins sont plus faibles, compte tenu d'une libération d'azote moins importante mais plus régulière dans le temps. Le lessivage de l'azote, étudié par la lysimétrie en serre, est plus élevé après épandage des boues brutes. Il demeure important en l'absence de cultures durant les précipitations hivernales, et au contraire, plus élevé en automne en cas de précédent cultural, quel que soit l'apport. Des essais d'incubation pendant 20 semaines à 28 et à 15 degrés C montrent que l'influence de la température est faible sur les taux de minéralisation de l'azote organique, mais plus marquée sur le phénomène d'ammonification. Les modifications de l'organisation du sol sont plus marquées à 28 degrés C qu'à 15 degrés C, avec une amélioration de la microagrégation et de la microporosité du sol en présence de boues brutes ou compost de boue, l'activité biologique étant plus élevée avec ces apports, alors que le compost d'ordures ménagères améliore la structure du sol seulement en début d'incubation. La dégradation observée dans le temps s'explique par une baisse de la stabilité structurale compte tenu de la teneur plus faible en matière organique avec cet apport. Les résultats obtenus avec ces trois essais peuvent constituer une base de conseil aux agriculteurs quant aux impacts de l'épandage de matières organiques issues de déchets, dans un contexte cultural donné.
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Macaigne, Peggy, and Peggy Macaigne. "Suivi du devenir de l'eau et des nitrates sous culture de pommes de terre (Solanum tuberosum L.) à l'aide du traçage isotopique ¹⁸O, ²H et ¹⁵N et d'un échantillonnage représentatif de la microtopographie." Doctoral thesis, Université Laval, 2007. http://hdl.handle.net/20.500.11794/19734.
Full textAbstract:
La quantification du lessivage des engrais azotés en vue de réduire les pertes dans l’environnement sous production de pomme de terre (Solanum tuberosum L.) sur sol sableux constitue un enjeu majeur de la recherche actuelle. L’objectif général de la thèse répond à cette problématique en trois parties. Le premier sous-objectif visait à suivre le devenir des pluies et du couvert neigeux fondu dans le sol tout au long de l’année par les isotopes stables de l’eau (18O et 2H), car les nitrates suivent le trajet de l’eau. Nos résultats évaluent la vitesse de percolation des pluies et de l’eau issue de la fonte du couvert neigeux à environ 1,5±0,5 mois. L’eau circule plus lentement dans la couche arable supérieure que dans la couche sous-jacente. Finalement, un modèle perceptuel permet de distinguer le lessivage sur deux périodes : une première période entre la récolte et la plantation et une seconde période durant le développement de la plante. Le deuxième sous-objectif s’est intéressé au déplacement de l’engrais dans le sol et à estimer les quantités récupérées par la plante par le suivi de l’engrais enrichi en azote 15. Des profils de sol ont été prélevés les mêmes jours que pour l’oxygène 18 et le deutérium. Les résultats montrent que l’engrais reste localisé au centre de la butte tant qu’il n’y aucune pluie supérieure à 70±10 mm. Les nitrates sont lessivés essentiellement à l’automne, ce qui confirme les résultats obtenus avec l’oxygène 18 et le deutérium. A la récolte, le tubercule a prélevé 47% de l’azote issu du fertilisant, le reste étant susceptible au lessivage. Jusqu’au maximum de couverture foliaire, la plante prélève préférentiellement l’azote issu de l’engrais comparativement à l’azote issu de la minéralisation. La situation s’inverse ensuite. Le troisième sous-objectif était de simplifier la mesure des nitrates du sol à l’intérieur de la butte en vue d’améliorer la précision des bilans azotés. La butte a été échantillonnée sur une profondeur de cinquante centimètres à quatre endroits et à cinq moments durant la saison. Une relation robuste de pente de 0.78 reliait les concentrations de nitrate du sol prélevées au centre de la butte à celles de l’intégralité du profil de sol (0-80 cm) dont la microtopographie avait été modifiée par le buttage.La quantification du lessivage des engrais azotés en vue de réduire les pertes dans l’environnement sous production de pomme de terre (Solanum tuberosum L.) sur sol sableux constitue un enjeu majeur de la recherche actuelle. L’objectif général de la thèse répond à cette problématique en trois parties. Le premier sous-objectif visait à suivre le devenir des pluies et du couvert neigeux fondu dans le sol tout au long de l’année par les isotopes stables de l’eau (18O et 2H), car les nitrates suivent le trajet de l’eau. Nos résultats évaluent la vitesse de percolation des pluies et de l’eau issue de la fonte du couvert neigeux à environ 1,5±0,5 mois. L’eau circule plus lentement dans la couche arable supérieure que dans la couche sous-jacente. Finalement, un modèle perceptuel permet de distinguer le lessivage sur deux périodes : une première période entre la récolte et la plantation et une seconde période durant le développement de la plante. Le deuxième sous-objectif s’est intéressé au déplacement de l’engrais dans le sol et à estimer les quantités récupérées par la plante par le suivi de l’engrais enrichi en azote 15. Des profils de sol ont été prélevés les mêmes jours que pour l’oxygène 18 et le deutérium. Les résultats montrent que l’engrais reste localisé au centre de la butte tant qu’il n’y aucune pluie supérieure à 70±10 mm. Les nitrates sont lessivés essentiellement à l’automne, ce qui confirme les résultats obtenus avec l’oxygène 18 et le deutérium. A la récolte, le tubercule a prélevé 47% de l’azote issu du fertilisant, le reste étant susceptible au lessivage. Jusqu’au maximum de couverture foliaire, la plante prélève préférentiellement l’azote issu de l’engrais comparativement à l’azote issu de la minéralisation. La situation s’inverse ensuite. Le troisième sous-objectif était de simplifier la mesure des nitrates du sol à l’intérieur de la butte en vue d’améliorer la précision des bilans azotés. La butte a été échantillonnée sur une profondeur de cinquante centimètres à quatre endroits et à cinq moments durant la saison. Une relation robuste de pente de 0.78 reliait les concentrations de nitrate du sol prélevées au centre de la butte à celles de l’intégralité du profil de sol (0-80 cm) dont la microtopographie avait été modifiée par le buttage.
Quantifying nitrogen fertilizer leaching in order to reduce environmental losses in the potato (Solanum tuberosum L.) production on sandy soils is a major issue of current research. The general objective of the thesis was to address this problem in three parts. The first part aimed to follow the fate of rainfall and snowmelt in the soil during an entire year with water stable isotopes (18O and 2H) since nitrates follow water pathways. Rainfall and snow melt percolation rate was approximately 1.5±0.5 months. Water percolates at slower rate in the upper soil layer than in sublayers. Finally, a perceptual model considered two periods of nitrate leaching: the first period from previous harvest to seeding and the second during the cropping season. In the second part, we followed the nitrogen fertilizer pathway through soil and estimated fertilizer recovered by plants after fortification with nitrogen 15. Soil profiles were sampled on the same days as for the oxygen 18 and deuterium samplings. Results show that the fertilizer remained in the hill until the occurrence of rainfall events exceeding 70±10 mm. Nitrates are leached away mostly during the fall, as was the case for oxygen 18 and deuterium. At harvest, the tuber took up 47% of the nitrogen from fertilizer, leaving the remainder susceptible to leaching. Until maximum foliage coverage, the plant took up nitrogen more from fertilizer than mineralized organic nitrogen, but the reverse occurred thereafter. The third part was to simplify the sampling procedure of soil nitrate within the hill for budgeting nitrate. The hill was sampled across a 0-50 cm soil profile at four places and at five moments during the cropping season. A reliable relationship with a slope of 0.78 related soil nitrate content sampled at the centre of the hill to that of the entire hill for the 0-50 cm soil profile.
Quantifying nitrogen fertilizer leaching in order to reduce environmental losses in the potato (Solanum tuberosum L.) production on sandy soils is a major issue of current research. The general objective of the thesis was to address this problem in three parts. The first part aimed to follow the fate of rainfall and snowmelt in the soil during an entire year with water stable isotopes (18O and 2H) since nitrates follow water pathways. Rainfall and snow melt percolation rate was approximately 1.5±0.5 months. Water percolates at slower rate in the upper soil layer than in sublayers. Finally, a perceptual model considered two periods of nitrate leaching: the first period from previous harvest to seeding and the second during the cropping season. In the second part, we followed the nitrogen fertilizer pathway through soil and estimated fertilizer recovered by plants after fortification with nitrogen 15. Soil profiles were sampled on the same days as for the oxygen 18 and deuterium samplings. Results show that the fertilizer remained in the hill until the occurrence of rainfall events exceeding 70±10 mm. Nitrates are leached away mostly during the fall, as was the case for oxygen 18 and deuterium. At harvest, the tuber took up 47% of the nitrogen from fertilizer, leaving the remainder susceptible to leaching. Until maximum foliage coverage, the plant took up nitrogen more from fertilizer than mineralized organic nitrogen, but the reverse occurred thereafter. The third part was to simplify the sampling procedure of soil nitrate within the hill for budgeting nitrate. The hill was sampled across a 0-50 cm soil profile at four places and at five moments during the cropping season. A reliable relationship with a slope of 0.78 related soil nitrate content sampled at the centre of the hill to that of the entire hill for the 0-50 cm soil profile.
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Philippe, Élodie. "Contribution à la modélisation du transfert des nitrates au travers de la zone non saturée à l'échelle régionale : application au bassin de la Seine." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00622536.
Full textAbstract:
Les contaminations en nitrates observées depuis les années 1950 dans les hydrosystèmes constituent un enjeu environnemental important. Pour respecter les normes de qualité fixées (Directive Cadre sur l'Eau), une bonne connaissance de leur dynamique est donc nécessaire et passe par un travail de modélisation. Nous nous focalisons ici sur la modélisation des transferts à travers la zone non saturée située entre le sol et la nappe. Ce milieu peut en effet générer des délais importants entre une contamination en surface et un impact sur la qualité des ressources en eau souterraines. Nous avons donc en premier lieu étudié précisément ces transferts via des tests effectués avec un modèle numérique à bases physiques. Nous avons également évalué avec ces tests l'impact du battement de nappe sur ces transferts. Dans le modèle intégré des hydrosystèmes Eau-dyssée, l'approche utilisée pour simuler ces transferts est volontairement simplifiée pour limiter les temps de calcul et le nombre de paramètres requis. Nous proposons alors une évaluation et une amélioration de cette approche. Nous obtenons ainsi une dynamique de transfert des solutés se comparant mieux à ce qui est observé sur le terrain. Une application du modèle à l'échelle régionale, sur le bassin de la Seine, a permis également de mettre en exergue les problèmes posés par l'initialisation des teneurs en nitrates dans le milieu souterrain avant les débuts de l'agriculture intensive. Nous proposons donc une méthode permettant de restituer l'évolution de la médiane des teneurs souterraines en nitrates dans les trois principaux aquifères de ce bassin (Oligocène, Eocène, Craie).
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Kessouri, Pauline. "Mesure simultanée aux fréquences moyennes et cartographie de la permittivité diélectrique et de la conductivité électrique du sol." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00787908.
Full textAbstract:
Le travail de recherche présenté dans ce mémoire de thèse porte sur l'étude de la conductivité électrique et de la permittivité diélectrique du sol dans le domaine des fréquences moyennes (100 kHz-10 MHz), l'objectif étant de développer une nouvelle méthode de cartographie simultanée de ces paramètres électriques. La conductivité électrique et la permittivité diélectrique étant sensibles aux paramètres d'état du sol, et notamment à sa teneur en eau, le couplage des informations apportées par ces deux paramètres doit permettre d'estimer la valeur de la teneur en eau en chaque point de mesure. Des mesures en laboratoire ont été réalisées afin de connaître l'évolution de ces deux paramètres en fonction de la fréquence. La permittivité diélectrique et la conductivité électrique d'échantillons de sable, de mélanges artificiels de sable et d'argiles (kaolinite et bentonite) en proportions variées et de sol limoneux ont été mesurées pour différentes teneurs en eau. Nous avons étudié l'effet de la teneur en argile, de la minéralogie des argiles impliquées ainsi que de la salinité de l'électrolyte. Dans le cas d'échantillons propres (sans argile), les lois de comportement existantes prédisent correctement la réponse à haute fréquence des matériaux étudiés en fonction de la teneur en eau. Des effets de polarisation d'interface s'ajoutent à la polarisation dipolaire des molécules d'eau pour des fréquences inférieures à 2 MHz. Ces effets sont d'autant plus importants que la teneur en argile augmente. Ils sont liés aux propriétés surfaciques de l'argile présente (capacité d'échange cationique, surface spécifique). Pour comprendre ces relations, des modèles complexes doivent être élaborés et testés. Nous avons privilégié une première approche qui consiste à établir une relation empirique afin de retrouver la valeur de la permittivité diélectrique liée à la polarisation dipolaire (permittivité HF due à la rotation des molécules d'eau). En parallèle a été développé un prototype d'appareil électromagnétique de mesure in situ, de type Slingram, composé de deux bobines perpendiculaires (PERP), qui fonctionne à 1,56 MHz. Après avoir étalonné l'appareil et testé sa réponse à des objets de propriétés connues, plusieurs sites d'expérimentation ont été choisis : des alluvions sableuses à l'INRA d'Orléans (Centre), des luvisols limoneux de l'INRA d'Estrée-Mons (Picardie) et des calcaires fracturés du site de Grand (Vosges). Ils présentent tous des natures de sols différents ; et des contrastes de teneurs en eau, naturels ou artificiels y ont été mesurés. Si, dans le cas des alluvions sableuses, les permittivités diélectriques sont du même ordre de grandeur que les permittivités HF et permettent de retrouver la teneur en eau du sol à partir des modèles théoriques existant, il n'en est pas de même pour des sols plus riches en argile. Les relations empiriques établies à l'aide des expérimentations en laboratoire permettent alors une première estimation de la teneur en eau, conforme aux teneurs en eau massiques des échantillons prélevés.
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Kvakic, Marko. "Dans quelle mesure le phosphore limite-t-il la production agricole à l'échelle mondiale ? : Une approche basée sur les processus." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0191/document.
Full textAbstract:
Le rôle du phosphore (P) en agriculture est indéniable: le P est un nutriment essentiel dont tous les êtres vivants ont besoin pour fonctionner, et est donc nécessaire pour maintenir les rendements agricoles à l’échelle globale dans les années à venir. Une grande partie du P utilisé pour fertiliser les cultures se présente sous forme d’engrais chimique et provient de mines de roches phosphatées. Cette ressource finie est gérée de manière non-optimale: dans certains endroits du Monde, le P est utilisé de manière excessive et peut nuire à l’environnement, alors qu’à d’autres endroits, le P apporté est insuffisant et conduit à des baisses de rendement importantes. Cette hétérogénéité, combiné à des problématiques d’accès à la ressource, qui dépend également de facteurs économiques et politiques, conduit à de sérieuses questions sur les impacts potentiels du P sur la sécurité alimentaire mondiale. Des études récentes se sont penchées sur les principaux facteurs limitant les rendements agricoles dans le Monde, mais présentent des difficultés à séparer la contribution de ces différents facteurs, et en particulier du P. Dans un premier temps, j’ai combiné des simulations de la distribution du P dans les sols agricoles et des simulations de croissance des céréales dans des conditions idéales (i.e. non limitantes en eau, azote, etc.), tout en prenant en compte, de manière fine, les mécanismes de transfert du P entre le sol et la plante. J’ai montré que le P pourrait contribuer de manière significative à une baisse de rendement par rapport au rendement potentiel de 22, 55 et 26 % en blé d’hiver, maïs et riz. Cette diminution n’est que partiellement impactée quand les apports actuels de P par fertilisants chimiques sont considérés et ceci s’explique principalement par l’historique du bilan en P des sols (qui a contribué à fortement augmenter les stocks de P des sols). Cependant, la non prise en compte de certains processus, à savoir ceux liés aux ajustements des plantes dans des conditions limitantes en P, ont pu fortement biaisé ces estimations. Pour mieux représenter ces processus d’ajustements, j’ai ensuite développé un modèle d’allocation du carbone (C) et du P basé sur des principes d’optimisation d’utilisation des ressources au sein de la plante. Le modèle est capable de simuler la réponse de la plante à une limitation en P: augmentation du ratio racines / biomasse aérienne, diminution de la biomasse totale et de la concentration en P. Le modèle a été testé dans un gradient de disponibilité en P à différentes échelles (plante en hydroponie et au champ) et reproduit raisonnablement le comportement des plantes. Malgré des hypothèses simplistes qui ne permettent pas de capturer la nature exacte de l’allocation, le modèle présenté peut être introduit dans un modèle de végétation plus physique, permettant l’étude de la limitation en P de manière plus générique. Le couplage du modèle d’allocation idéalisé à un modèle de végétation physique a été réalisé en utilisant ORCHIDEE, un modèle de végétation dynamique utilisé pour étudier les interactions végétation-climat. Les paramétrisations de processus fondamentaux au sein d’ORCHIDEE (assimilation, etc.) ont été utilisées pour piloter le modèle d’allocation en fonction de la disponibilité en C et en P, et les simulations ont été comparées à deux jeux d’observations sur maïs irrigué. Les résultats ont montré le potentiel de la combinaison de ces deux modèles pour simuler de fonctionnement des cultures dans différents environnements. Le modèle ainsi obtenu pourra être utilisé pour mieux quantifier, à l’échelle mondiale, la contribution du P à la baisse de rendement des cultures par rapport à leur potentielThe global role of phosphorus (P) in agriculture is undeniable: P is an essential nutrient required by all living beings to function, and thus necessary for sustaining yields worldwide in the time to come. In global agriculture, most of the P used to grow crops comes in form of chemical fertilizer which is mined from existing soil deposits. This in itself would not be an issue, was it not for the way we globally (mis)manage this potentially finite resource. While some places use P to the point of harming the environment, others do not have enough to sustain their yields and feed themselves. Combined with uncertainties of equitable P supply in the future which depend on economical and political factors as well, serious questions arise on the potential impacts of P on global food security. Recent studies have looked into the main drivers of yield worldwide, but have difficulties separating P’ contribution, as they lack the information to do so due to their empirical nature. As an initial step, we combined simulated global information on agricultural soil P and cereal growth in ideal conditions, while accounting for mechanisms of soil-plant P transfer more faithfully. We have found that P could significantly contribute to existing global production gaps with an average yield gap of 22, 55 and 26 % in winter wheat, maize and rice; lowering only slightly with today’s P fertilizer use. This is mainly to be due to the global P management history or the net soil P balance up to date. But the idealized nature of the employed models ignored other processes, namely plant adjustment in P limited environments, which have a significant potential to change our diagnostic estimates. To better represent plant adjustment, we have then developed an carbon (C) & P allocation model based on optimal functioning principles. The idealized model is capable of simulating primary plant response to a P limited environment: root-shoot ratio change, biomass and P concentration decrease. It was compared to plant growth across a P availability gradient at different scales (hydroponic to field) and has been found to reasonably predict observed plant behaviour. In spite of its simplistic assumptions which do not capture the exact nature of P flow within a plant, the idealized model could be introduced into a more physical vegetation one to allow the study of P limitation in a generic growing environment. The coupling of our idealized allocation model to a physical vegetation one was performed using ORCHIDEE, a dynamic vegetation model used to study global vegetation-climate interaction. Its parameterizations of fundamental plant processes were used to drive our model as function of C and P availability, and compared to two irrigated maize observation datasets. The results have shown the potential of their combination to simulate crops in different growing environments, which is to be used on a global scale and finally help us better understand contribution of P to crop productivity globally
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Vedere, Charlotte. "Impact du potentiel matriciel sur la biodégradation de résidus végétaux - Evolution spatio-temporelle de la détritusphère." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASB014.
Full textAbstract:
En raison de la distribution spatiale hétérogène des micro-organismes et des substrats dans le sol et de l'accessibilité restreinte, la biodégradation se produit principalement dans des hotspots, comme dans la détritusphère induite par la décomposition des résidus végétaux. Connaître les caractéristiques du volume de sol impliqué dans la décomposition d'un substrat organique donné aiderait à comprendre et à prédire leur biodégradation, alors que cette information n'est pas encore connue dans le cas de sols secs. Nos objectifs étaient: (i) d'identifier le volume de sol impliqué dans la biodégradation de résidus végétaux et (ii) de déterminer dans quelle mesure ce volume est affecté par l'humidité du sol en conditions diffusives, en effectuant un suivi de la minéralisation et de l'évolution spatio-temporelle du C des résidus et des microorganismes dans le sol à l'échelle de l'habitat microbien. Nous avons incubé des cosmes de sol remaniés comprenant une couche centrale de résidus de maïs marqués 13C à trois potentiels matriciels contrastés. Nous avons effectué un suivi la minéralisation du 13C et du C total sur 601 jours d'incubation, avons séparé les tranches de sol à des distances croissantes des résidus à 3, 7, 15 et 45 jours et y avons analysé le 13C du résidu, la structure de la communauté microbienne et son activité par analyses des PLFA et 13C-PLFA mais aussi préparé de lames minces pour des observations en fluorescence et nanoSIMS. La minéralisation et le priming effect augmentent avec l'humidité du sol, mais au-delà de 70 jours, ils deviennent tous les deux plus importants que ce qui était attendu en conditions sèches. Une détritusphère de quelques mm d'épaisseur s’établit d’autant plus rapidement que l’humidité du sol augmente, avec un gradient croissant de 13C, de PLFA, de 13C-PLFA vers la couche de résidus. La plupart du 13C des résidus était situé dans les deux premiers millimètres de la détritusphère et la quantité de C transféré dépendait peu du potentiel matriciel. Les communautés microbienne dégradantes étaient différentes des communautés totales mais similaires en conditions humides et sèches. Bactéries et champignons étaient impliqués dans la biodégradation après 7 jours d’incubation. L’utilisation de méthodes d’analyses de répartition de points entre eux et par rapport aux macropores nous a permis d’obtenir des données peu répandues à micro-échelle sur la répartition des microorganismes du sol. L’agrégation des microorganismes semblent peu affectée par la teneur en eau et la proximité du résidu. En revanche, les gradients de répartition des microorganismes autour des macropores étaient plus forts en conditions sèches qu’humides et au contact du résidu. Les observations NanoSIMS n’ont pas pu donner de résultats très fiables mais étaient cohérents avec une assimilation rapide des ressources disponibles après quelques jours d'incubation. Il semble plus généralement que dans le cas du sol sec une partie des processus soient plus lents (apparition de la détritusphère, développement de champignons, biodégradation, priming effect, répartition des microorganismes autour des pores, etc.) mais leur intensité n’en est pas pour autant amoindrieAs a result of the heterogeneous spatial distribution of microorganisms and substrates in soil and restricted accessibility, biodegradation occurs mainly in hot-spots, such as in the detritusphere induced by decomposing plant residues. Knowing the characteristics of the volume of soil involved in decomposition of a given organic substrate would help understand and predict biodegradation, while this information is not yet known for given soil characteristics. Our objectives were: (i) to identify the volume of soil involved in the biodegradation of plant residues and (ii) to determine to what extent this volume is affected by soil moisture under diffusive conditions, by monitoring the mineralisation and spatio-temporal evolution of residues-C and microorganisms in soil at the scale of the microbial habitat. We incubated repacked soil cores, with a central layer of 13C labelled maize residues at three different matric potentials. We monitored the 13C and total C mineralisation over 601 days of incubation, we separated soil slices with increasing distances from the residues at 3, 7, 15 and 45 days and analysed therein the 13C from the residue, the microbial community structure and its activity by processing PLFA and 13C-PLFA but also prepared thin sections for fluorescence and nanoSIMS observations. Mineralisation and priming effect increased with soil moisture, but beyond 70 days, they both become higher than expected in dry conditions. A few mm thick detritusphere was established as fast as the soil humidity was important, with an increasing gradient of 13C, total, 13C PLFA and observed colonies towards the residues layer. Most 13C from the residues was located in the first two millimetres of the detritusphere and little impacted by matric potential. The degrading microbial communities were different from the total communities but similar in wet and dry conditions. Both bacteria and fungi were involved in biodegradation after 7 days of incubation. The use of analysis methods of points repartition between them and according to macropores allowed us to obtain little widespread micro-scale data in soil sciences on the distribution of soil microorganisms. The aggregation of microorganisms seems little affected by the water content and the proximity of the residue. On the other hand, distribution gradients of microorganisms around the macropores were stronger in dry than wet conditions and in contact with the residue. The NanoSIMS observations could not give very reliable results but were consistent with a rapid assimilation of the resources available after a few days of incubation. It seems more generally that in the case of dry soil, part of the processes are slower (establishment of the detritusphere, development of fungi, biodegradation, priming effect, distribution of microorganisms around the pores, etc.), however, their intensity is not lessened
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Shorieh, Amani. "Nouvelle approche d'estimation de la vulnérabilité des aquifères combinant le modèle DRASTIC et la sensibilité des sols à l'infiltration. Application à l'aquifère du Dogger dans l'interfluve Clain-Vienne, Poitou-Charentes, France." Thesis, Poitiers, 2014. http://www.theses.fr/2014POIT2274.
Full textAbstract:
Cette étude s'intéresse, par l'utilisation de la cartographie, à l'évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines aux pollutions en particulier à la vulnérabilité intrinsèque des nappes libres. Dans cette optique, une étude bibliographique sur les méthodes d'estimation de la vulnérabilité des nappes a été menée. A partir de cette étude bibliographique on a trouvé que la méthode DRASTIC a été considérée comme la base de la plupart des études de vulnérabilité.L'aquifère du Dogger convient tout-à-fait à une application des différentes méthodologies. En effet, grâce à son importance en tant que source d'eau potable et d'irrigation ainsi qu'à sa principale problématique qui est la vulnérabilité aux concentrations en nitrates (on peut la considérer comme une nappe très vulnérable aux pollutions superficielles, surtout aux surconcentrations en nitrates), une base de données à la fois volumineuse et diversifiée a été acquise sur plusieurs décennies de travaux de prospection, de suivi et d'exploitation. On peut retrouver ces données sous forme de fiches, de tableaux de cartes et de comptes-rendus.Une description générale de la zone d'étude nous a permis de déterminer les paramètres disponibles dans cette aquifère afin de déterminer quelle méthode il convenait d'appliquer à cette nappe. Ainsi, une étude hydrogéochimique à été réalisée à partir d'une campagne de prélèvements et d'analyses chimiques des eaux souterraines. Ces analyses chimiques, en particulier les analyses des teneurs en nitrates, ont été utilisées pour valider les cartes de la vulnérabilité de l'aquifère du Dogger.Donc, dans le but de cartographier la vulnérabilité de la nappe du Dogger dans le département de la Vienne, on a appliqué deux méthodes, et tout d'abord la méthode DRASTIC (Aller et al. 1987). La carte obtenue par cette méthode est mal corrélée avec la concentration en nitrates.En effet cette méthode attribue un poids faible au sol dans le calcul de l'indice final et elle a complètement ignoré les rôles des activités agricoles. C'est pourquoi on a proposé une nouvelle méthode dévirée de la méthode DRASTIC. Cette seconde méthode est plus adaptée à la nappe libre localisée sous la surface d'une activité agricole très importante. En prenant en considération les neuf paramètres qui déterminent la sensibilité des sols à l'infiltration verticale et l'occupation du sol. La nouvelle carte a permis d'obtenir une meilleure corrélation entre les concentrations en nitrates mesurées et les zones vulnérables par rapport à la méthode originale. Le système d'information géographique avec le logiciel Arc Map (10) a représenté un facteur très important pour réaliser ce projet. Ce SIG a permis de construire une base de toutes les données existantes "géologiques, hydrogéologiques, chimiques et les caractéristiques du sol". Cette base, d'une part permet de disposer pour l'aquifère du jurassique moyen dans la zone d'interfluve Clain-Vienne, des couches d'informations complètes qui pourraient être une référence pour plusieurs études hydrogéologiques. D'autre part, le SIG a été très précieux dans le domaine de la protection et de la gestion des nappes. Il a pu faciliter l'application des méthodes d'estimation de la vulnérabilité, grâce à ses outils (coupage, superposition, méthode d'interpolation, calcul mathématique) qui permettent de traiter un grand nombre des données en superposant toutes les cartes de chaque facteur sur un support de même taille, ainsi que d'intégrer et combiner ces cartes. Nous pouvons à l'aide de tous ces outils, calculer les indices finaux et produire une carte finale de la vulnérabilité qui devient elle-même un outil facile de comparaison avec les teneurs en nitrates afin de valider les résultatsThe main objective of this PhD thesis is the optimization of a novel approach to estimate groundwater vulnerability using both the DRASTIC model and soil infiltration sensitivity. The model will be then applied to the Dogger aquifer of Poitiers, Center West France; to delineate areas that are more susceptible to contamination from anthropogenic sources. This is an important element for sensible resource management and land use planning.Poitou-Charentes, located in the Center-West of France, is a region where economy is mainly based on agriculture. It is made up of 4 Departments (Vienne, Charente, Charente Maritime, Deux-Sèvres) and is largely supplied by groundwater, both for consumption and irrigation. This resources thus vital to the region and its preservation is a major issue. The objective of this study is the determination of the roundwater quality in the Dogger aquifer of Poitiers (Vienne Department), which is the main water resource for his area in order to achieve a better understanding of the factors influencing groundwater mineralization. Sixty-six wells, distributed over the study area, were sampled and analyzed for major ions (Ca2+, M2+, Na+, K+, HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-). The hydrochemistry of groundwater is determined by both natural processes, and anthropogenic factors. Natural factors are dissolution of carbonate and dolomite minerals, and cation exchanges with clays, while anthropogenic factors are contaminant infiltration of wastewater and agricultural fertilizers. Nitrate is the main contaminant found in the groundwater and makes this resource unsuitable for consumption at some places.This study focuses, by the use of mapping, on the assessment of the vulnerability of groundwater to pollution in particular to the intrinsic vulnerability of unconfined aquifers. The DRASTIC method was considered the most basic vulnerability studies.In this study, we intend initially to implement the DRASTIC model, as it was developed by US-EPA. The results of application of DRASTIC will be discussed and validated against available knowledge on Dogger groundwater quality, and in particular nitrate levels. Secondly, the development of a new approach will be developed based on a combination of DRASTIC model and a concept recently developed by the Chamber of Agriculture of Vienne soil susceptibility to infiltration. The results showed that this new approach results in a vulnerability assessment of the aquifer is entirely consistent with the state of contamination of the well and integrates all the parameters (risk parameters intrinsic parameters) involved in transferring pollutants from the soil surface to the well.
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Ta, An-Ninh. "Etude de l'interaction sol-atmosphère en chambre environnementale." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00517746.
Full textAbstract:
Une chambre environnementale a été développée pour étudier le comportement de l'interface sol-atmosphère durant l'infiltration et l'évaporation. Un volume d'environ un mètre cube d'argile verte de Romainville a été mis en place par compactage. Près de cent capteurs ont été utilisés pour assurer un suivi très large des paramètres du sol (succion, teneur en eau, température, gonflement à la surface) et de l'air (vitesse du vent, humidité relative, température). La température à la surface ainsi que la fissuration due au séchage ont été également suivies. Les mesures pendant la première phase d'humidification ont permis la détermination de la conductivité hydraulique en fonction de la succion et de la courbe de rétention d'eau du sol. La deuxième phase comporte quatre essais de séchage dont deux pour l'évaluation du taux d'évaporation potentiel PE et deux autres pour la détermination du rapport du taux d'évaporation réel AE au taux d'évaporation potentiel PE. Les résultats obtenus ont permis l'élaboration d'une nouvelle approche de calcul de PE, et le développement d'une nouvelle approche de calcul de AE en tenant compte de la fissuration en surface du sol.
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Xue, Chaoyang. "Les sources de HONO atmosphérique rural et leur impact sur la qualité de l'air régional dans la Plaine de Chine du Nord." Electronic Thesis or Diss., Orléans, 2020. http://www.theses.fr/2020ORLE3107.
Full textAbstract:
La pollution de l'air est toujours un problème environnemental qui doit être résolu de toute urgence dans la Plaine de Chine du Nord (PCN). Dans le but d'explorer la formation de l’acide nitreux (HONO) et son impact sur la qualité de l'air régional dans la PCN, le développement et l'évaluation systématique d'instruments pour mesurer la concentration de HONO atmosphérique et son flux d'émission du sol ont été réalisés. Sur la base de mesures sur le terrain, un modèle 3D de chimie-transport (le système communautaire de modélisation de la qualité de l'air à plusieurs échelles : CMAQ, de l’EPA) et un modèle de boîte (0D) de mécanisme chimique (Master Chemical Mechanism : MCM) ont été utilisés pour explorer le bilan de HONO et son impact sur la pollution atmosphérique régionale, par exemple la pollution estivale à l'ozone (O3) et la pollution par la brume hivernale. Nous avons constaté que le sol agricole était une source importante de HONO avec un impact significatif sur la pollution régionale à l'ozone en été. Un nouveau mécanisme d'émission de HONO du sol lié à la nitrification a été proposé. HONO joue également un rôle important dans la capacité oxydante de l’atmosphère et la détérioration de la qualité de l'air régional en hiverAir pollution is still an environmental problem that urgently needs to be solved in the North China Plain (NCP). With the aim to explore nitrous acid (HONO) formation and its impact on regional air quality in the NCP, the development and systematic assessment of instruments to measure atmospheric HONO concentration and soil HONO emission flux were realized. Based on field measurements, a 3D chemistry-transport model (the Community Multiscale Air Quality Modeling System, CMAQ) and a box (0D) model (Master Chemical Mechanism, MCM) were used to explore the HONO budget and its impact on regional air pollution, e.g., summer ozone (O3) pollution and winter haze pollution. We found that agricultural soil was an important HONO source with a significant impact on regional O3 pollution in the summertime. A new soil HONO emission mechanism related to nitrification was proposed. HONO also plays an important role in atmospheric oxidizing capacity and deteriorating regional air quality in the wintertime
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Tabach, Eddy El. "Étude de l'impact d'une pollution accidentelle et d'une pollution agricole sur les ressources en eau souterraine." Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2005/50376-2005-Tabach.pdf.
Full textAbstract:
Le travail de thèse concerne la protection des ressources en eau souterraines contre les pollutions de types accidentel et agricole. Il comporte trois parties: La première partie présente une analyse bibliographique des mécanismes de transfert de polluants dans la zone non saturée. Elle expose les techniques de résolution numérique des équations régissant ces transferts (approche mécaniste). Des approches de type "traitement de données" sont également présentées. L'accent est mis sur les réseaux de neurones, qui sont de plus en plus utilisés dans le domaine de l'environnement. La deuxième partie traite de la migration des polluants non-miscibles (de type hydrocarbures ou solvants chlorés) dans la zone non saturée provenant d'une source de pollution accidentelle liée à un accident routier. Après une analyse bibliographique sur l'accident de référence, sur les polluants les plus transportés sur les routes et sur les logiciels disponibles, on présente la zone d'étude et les essais effectués au laboratoire pour déterminer le coefficient de perméabilité à saturation et les paramètres de Van Genuchten de la couche de couverture. On donne ensuite les résultats de l'étude paramétrique sur un exemple de référence à l'aide du code NAPL-Simulator (Guarnaccia et al. , 1997)Cette étude permet de dégager les paramètres prépondérants. Ces paramètres sont ensuite considérés pour la construction d'une base de données qui sert à la calibration d'un modèle basé sur les "réseaux de neurones ". Ce modèle est utilisé dans le cas de l'étude de l'impact de l'aménagement de la RN2 entre Avesnes sur Helpes et Maubeuge sur les champs captants du synclinal de Bachant. La troisième partie traite de la migration d'une pollution diffuse d'origine agricole (nitrates) dans la zone non saturée. On présente la zone d'étude et les résultats des suivis in situ, en ce qui concerne d'une part les apports d'engrais en surface (historiques culturaux) et d'autre part les mesures de profils en nitrates effectués pour certains sondages. On présente ensuite la construction de la base de données. Les variables d'entrée retenues sont les historiques culturaux en surface (apports d'azote), l'épaisseur de la couche de couverture limoneuse en dessous de la zone racinaire, la profondeur de la nappe et le temps. Finalement, on présente le modèle de réseaux de neurones artificiels et son application à la construction de cartes de contamination en nitrates de la partie supérieure de la nappe
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Laurent, Céline. "Biodisponibilité du cuivre et du zinc pour les plantes et les vers de terre : interactions entre les effets de fertilisants organiques sur le long-terme et des organismes sur l'évolution des propriétés physico-chimiques du sol." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLA034.
Full textAbstract:
La valorisation agronomique de fertilisants organiques (FO) est une source majeure de contamination des sols agricoles en éléments traces. Ce constat est particulièrement prégnant pour le cuivre (Cu) et le zinc (Zn) dont l’écotoxicité vis-à-vis des organismes du sol et plus largement l’impact sur la fertilité du sol posent question sur le long-terme. La littérature scientifique des deux dernières décennies ne permet cependant pas de trancher quant à l’évolution de la biodisponibilité pour les organismes du sol de Cu et Zn ainsi apportés. En effet les travaux antérieurs ne tiennent pas compte de la modification de la disponibilité de Cu et Zn pouvant être induite (i) par l’évolution temporelle du pH et de la matière organique (MO) observée avec l’apport de FO et (ii) par les activités des organismes dans le sol qu’ils sont susceptibles de bio-influencer. L’objectif de mon travail de thèse a donc été d’évaluer les effets respectifs de la contamination du sol, de l’évolution du pH et de la MO du sol et d’organismes clés du sol (i.e. les plantes et les vers de terre) dans le volume de sol bio-influencé, sur la biodisponibilité de Cu et Zn pour ces organismes en contexte d’apports de FO sur le long-terme.Ce travail a été basé sur l’étude de sols provenant d’essais de terrain conduits à La Réunion, amendés pendant une décennie avec des fertilisants minéraux ou organiques ou jamais fertilisés. L’évolution du pH ainsi que de la concentration, de l’aromaticité de la matière organique dissoute (MOD) et de la disponibilité de Cu et Zn (i.e. concentration totale et activité de l’ion libre) a été mesurée dans la solution du sol non bio-influencé ainsi que du sol bio-influencé, soit par les activités racinaires (i.e. la rhizosphère), soit par l’activité des vers de terre (i.e. la drilosphère). La biodisponibilité de Cu et Zn a été évaluée par la mesure de leur concentration dans une espèce épi-endogée tropicale de vers de terre (Dichogaster saliens) et une espèce végétale tempérée (Festuca arundinacea, la fétuque), exposées aux sols en mésocosmes au laboratoire.En l’absence de bio-influence, l’apport de FO a non seulement augmenté la contamination en Cu et Zn dans les sols, mais également le pH ainsi que la concentration et l’aromaticité de la MOD dans la solution des sols. La concentration totale de Cu dans la solution du sol a augmenté dans les sols ayant reçu des FO, proportionnellement à la concentration en MOD alors que l’activité de Cu2+ a diminué principalement du fait de l’augmentation du pH, se traduisant par une disponibilité de Cu identique entre les sols ayant reçu des FO ou non. Le Zn ayant une plus faible affinité pour la MOD, la concentration totale en Zn et l’activité de Zn2+ ont diminué dans les sols ayant reçu des FO sous l’effet de l’augmentation du pH, se traduisant par une disponibilité de Zn identique ou inférieure, dans ces sols par rapport aux sols non amendés. Ainsi, les modifications de pH et de MOD semblent réguler la disponibilité de Cu et Zn dans les sols non bio-influencés par un effet protecteur vis-à-vis de la contamination en Cu et Zn.Sous l’influence des vers de terre ou des racines des plantes, la gamme de variation du pH et de la concentration en MOD quel que soit la modalité de fertilisation s’est réduite par rapport aux sols non bio-influencés. Cela s’est traduit dans la drilosphère par un effet de l’apport de FO sur la disponibilité de Cu et Zn similaire à celui observé dans le sol non bio-influencé mais de plus faible ampleur. Du fait d’une forte intensité des activités racinaires, cela s’est en revanche traduit dans la rhizosphère par une absence d’effet de l’apport de FO sur la disponibilité de Cu et Zn. La combinaison des effets protecteurs induits par l’apport de FO et l’activité des organismes a permis d’expliquer pourquoi la biodisponibilité de Cu et Zn pour les vers de terre et les plantes n’a pas augmenté avec les apports décennaux de FO malgré la contamination en Cu et ZnThe agronomic valorization of organic fertilizers (OF) is one of the main source contamination of agricultural soils in trace elements. This is particularly significant for copper (Cu) and zinc (Zn) for which the ecotoxicity and more generally their impact on soil fertility on the long-term is a matter of concerns. The scientific literature of the two last decades did not enable to state clearly whether Cu and Zn bioavailability for soil organisms will be impacted by OF application. Indeed, previous studies did not take into account the modifications of Cu and Zn availability in soils induced by (i) pH and organic matter (OM) temporal evolution observed with OF application and (ii) organism activities in the soil they can bio-influence. My PhD work thus aimed at assessing the respective effects of soil contamination, soil pH and OM evolution and key soil organisms (i.e. plants and earthworms) in the bio-influenced volume of soil, on Cu and Zn bioavailability for these organisms in the context of OF applications.This work was based on soils sampled from field trials in Réunion and amended for a decade with mineral or organic fertilizers, or never fertilized. The evolution of pH, concentration and aromaticity of dissolved organic matter (DOM), and Cu and Zn availability (i.e. totale concentration and free ionic activity) was measured in soil solutions of the non-bio-influenced soils and the soil bio-influenced by the activities of either plant roots (i.e. rhizosphere) or earthworm bioturbation (i.e. drilosphere). Copper and Zn bioavailability was assessed by the measurement of Cu and Zn concentration in a tropical epi-endogeic earthworm species (Dichogaster saliens) and a temperate plant species (Festuca arundinacea, fescue) exposed to soils in mesocosms under laboratory conditions.In the absence of bio-influence, OF application did not only increase the level of Cu and Zn contamination in soils, but also pH and the concentration and aromaticity of DOM in soil solutions. Total Cu concentration in soil solution increased in soils amended with OF proportionally to DOM concentration while Cu2+ activity decreased mainly proportionally to pH increase, which resulted in a similar Cu availability between soils amended with OF or not. Due to the lower affinity of Zn for DOM, total Zn concentration and Zn2+ activity decreased in soils with OF application proportionally to pH increase, which resulted in Zn availability equal or lower in soils amended with OF than in non-amended soils. Thus, the modification of pH and DOM seems to regulate Cu and Zn availability in non-bio-influenced soils by exerting a protective effect that counteracts Cu and Zn contamination.Under the influence of earthworms or plants, the variation range of pH and DOM concentration was reduced regardless of fertilization type in bio-influenced soils compared to non-bio-influenced soils. In the drilosphere, this resulted in a similar effect of OF application on Cu and Zn availability but in a lesser extent than the effect of OF application in non-bio-influenced soils. In the rhizosphere, the intense root activities resulted in the absence of OF effect on Cu and Zn availability. The combination of the protective effects induced by OF application and organism activity explained why Cu and Zn bioavailability for earthworms and plants did not increase with OF application for a decade despite Cu and Zn contamination in soil
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Noirot-Cosson, Paul-Emile. "Optimisation de l'insertion des Produits Résiduaires Organiques dans les systèmes de cultures d'un territoire francilien : évolution des stocks de carbone organique et substitution des engrais minéraux." Thesis, Paris, AgroParisTech, 2016. http://www.theses.fr/2016AGPT0011/document.
Full textAbstract:
L’utilisation des Produits Résiduaires Organiques (PRO) par l’agriculture peut permettre de substituer une partie des engrais minéraux et augmenter les niveaux de matière organique des sols. Elle peut également générer des pollutions azotées via la lixiviation de nitrate ou des émissions gazeuses. Mieux connaitre le devenir du carbone (C) et de l’azote (N) après applications de PRO sur les sols agricoles contribue à améliorer les bénéfices de cette pratique et à en limiter les impacts environnementaux. Cette thèse a pour objectif: (i) de prédire les dynamiques du C et du N en cas d’applications de PRO sur les sols agricoles, (ii) d’étudier les effets de scenarios d’apports de PRO sur les stocks de carbone dans les sols, la substitution des engrais azotés et les pollutions azotées dans le contexte du territoire de la Plaine de Versailles, en prenant en compte la diversité des sols, de leurs teneurs en C et des successions culturales, (iii) d’améliorer ces bénéfices à l’échelon du territoire via une distribution optimale des PRO. Le modèle CERES-EGC a été utilisé pour simuler les effets de 13 ans d’apports de PRO sur les dynamiques de C et de N dans le système sol-plante-atmosphère de l’expérimentation QualiAgro, située au cœur du territoire d’étude. Le sous-modèle NCSOIL a été paramétré à partir de cinétiques de minéralisation de C et N mesurées en conditions contrôlées de laboratoire. Le transfert de ces paramètres dans CERES-EGC a permis de simuler correctement les évolution des stocks de carbone dans les sols, les rendements et les prélèvements de N par les cultures ainsi que l’évolution des stocks de N minéral dans les sols. Les dynamiques de minéralisation de C et N des 18 PRO disponibles sur le territoire ont été déterminées. NCSOIL a été paramétré à partir des caractéristiques analytiques et des résultats de fractions biochimiques des PRO. Les types de sol du territoire n’ont pas impacté significativement le paramétrage. Les PRO ont été classés selon 4 types : (1) composts stables, (2) composts moins matures restant plus réactifs et les fumiers stables, (3) des fumiers très réactifs correspondant à des fumiers de chevaux, (4) des PRO très réactifs tels que des boues et des fientes pouvant plutôt être utilisés comme fertilisants. De nombreux scenarios d’apport de PRO, contraints par les flux de phosphore et de N apportés, ont été simulés sur 20 ans dans tous les contextes de sols, successions culturales et teneurs en C organique des sols du territoire. Le type de sol a impacté le plus le stockage de C et les lixiviations de nitrate tandis que les successions culturales étaient prépondérantes sur la substitution des engrais. Des composts ont permis de stocker 1.1 t C ha- 1 an-1 allant jusqu’63% du C apporté. Des substitutions de 74 kg N ha-1 an-1 ont été atteintes avec une boue mais aussi un compost en prenant en compte la substitution des engrais liée aux augmentations de matière organique dans les sols. La substitution des engrais a pu atteindre plus de 90% du N apporté par les PRO, ceci étant lié aux arrières-effets sur le stockage de matière organique dans les sols et dépendant des hypothèses de calcul de la substitution des engrais azotés. Un modèle d’optimisation a été développé pour sélectionner les scenarios d’apports de PRO pour chaque ilot du territoire (sol x succession de culture x teneur en C organique initiale x surface) tenant compte de la disponibilité des PRO et avec pour objectif de maximiser le stockage de C ou les substitutions en engrais azotés ou de minimiser la lixiviation de nitrate au niveau du territoire. En apportant préférentiellement les PRO les plus stables sur les sols à fort potentiel de stockage de C (fortes teneurs en argile et calcaire), jusqu’à 0.47 t C ha-1 an- 1 pourrait être stocké. En appliquant préférentiellement les PRO fertilisants sur les successions à maïs, et les PRO amendants sur les successions à colza jusqu’à 53 kg N ha-1 an-1 de N de synthèse pourrait être économisésThe use of Exogenous Organic Matter (EOM) in agriculture could be an efficient way to substitute mineral fertilisation and increase soil organic matter (SOM) enhancing soil fertility and storing carbon (C). It could also cause nitrogen (N) pollutions such as nitrate leaching and gas emissions. Better understanding of C and N fate after EOM applications on cropped soils would allow improving these benefits while limiting environmental impacts. This thesis aims at: (i) predicting EOM impacts when applied on cropped soils, (ii) studying the effects of various scenarios of EOM applications in terms of C storage, synthetic N saving and N pollutions in the context of the Plain of Versailles region (221 km²) and taking into account soil diversity, crop successions and soil organic C contents, (ii) studying the potential for improving these benefits at the regional scale with an optimal distribution of EOM. The CERES-EGC crop model was used to simulate the effects of repeated applications of EOM over 13 years on both soil C and N dynamics in the soil-crop-water-air system of the long-term field experiment QualiAgro located within the region. The sub-model NCSOIL was parameterised from C and N mineralisation kinetics of EOM measured in laboratory conditions. When transposing the parameters into the CERES-EGC model, C storage at the field scale was well simulated, together with crop N uptake and yields, as well as soil mineral N contents. The kinetics of C and N mineralisation of the 18 EOM available in the region were used along with EOM biochemical fractionations for parameterising the NCSOIL model. The soil type did not significantly change EOM parameters. Four groups of EOM were distinguished based on their C and N dynamics: (i) stable composts, (2) more reactive and less mature composts and stable manures, (3) manures with reactive OM corresponding to horse manures and (4) very reactive EOM as sludges, litters that should be used as fertilisers. Numerous scenarios of EOM applications, constrained on the phosphorus and N quantities they bring (and limiting the input in trace elements), were simulated for 20 years in all regional contexts of soil, crop successions and soil organic C contents. The soil type was the main factor controlling C storage and N leaching while it was crop successions for N saving. Some composts allowed C storage up to 1.1 t C ha-1 yr -1 reaching 63% of C applied. N saving of 74 kg N ha-1 yr -1 were possible with a dried sewage sludge and a compost. N substitution could reach more than 90% of N applied with EOM, these high percentages being related with the indirect effect of EOM on soil OM and the hypothesis made for N substitution An optimisation model was developed to select EOM application scenario for each crop plot (soil x crop succession x initial soil OC content x area) accounting for EOM availability in the region with the objectives of maximising C storage or synthetic N saving or minimising N leaching at the regional scale. Applying preferentially the most stable EOM on soils with the highest potential for C storage i.e. with the highest calcareous and clay contents, up to 0.47 t C ha-1 yr-1 could be stored. Applying preferentially fertilising EOM on crop succession with maize and amending EOM on succession with rapeseed, up to 53 kg N ha-1 yr -1 could be saved