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Laboratoire sols et environnement

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Works: 41 works in 51 publications in 2 languages and 55 library holdings
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Most widely held works by Laboratoire sols et environnement
Phytoextraction des métaux des sols pollués par la plante hyperaccumulatrice Thlaspi caerulescens by Christophe Schwartz( Book )

3 editions published in 1997 in French and held by 4 WorldCat member libraries worldwide

La phytoextraction est l'utilisation de plantes hyperaccumulatrices pour retirer les métaux toxiques des sols. La thèse était destinée à connaitre le comportement et l'aptitude à extraire les métaux d'un hyperaccumulateur de Zn/Cd, Thlaspi caerulescens, sur différents sols pollués et d'évaluer sa réponse à des pratiques agronomiques. Des semences provenant de deux sites métallifères ont été semées sur divers matériaux pollués et la biomasse et minéralomasse métallique mesurées. Des profils de sols ont été reconstitués en rhizotrons et le développement du système racinaire et les changements de pH rhizosphérique déterminés. La réponse des plantes à la fertilisation N et P et à la présence de plantes compagnes a été étudiée. Des essais en plein champ ont été installés sur un sol agricole recevant une boue urbaine contaminée et sur un sol industriel présentant une pollution organo-minérale. Les résultats montrent que T. caerulescens peut s'installer sur des matériaux très différents du support d'origine comme une terre agricole, une boue et des terres industrielles. Un niveau de Zn biodisponible trop faible limite la croissance de la plante et augmente le prélèvement de Pb et Cd. Suivant son origine, la plante peut prélever jusqu'a 23 000 mg Zn kg-1 et 2 100 mg Cd kg-1 ms. La fertilisation P a peu d'effet sur la croissance et diminue la phytoextraction. La fertilisation N augmente la production de biomasse et l'extraction des métaux malgré une baisse de la concentration du métal dans les tissus des plus grandes plantes inferieure à celle attendue par l'effet de dilution. Le système racinaire s'installe préférentiellement et montre des changements de morphologie dans les zones polluées ou des variations de pH sont observées. Au champ, les plantes se développent sur sol agricole et industriel dans les conditions climatiques de la lorraine et répondent à la présence de boues par un accroissement de la production de biomasse et du prélèvement des métaux. Des simulations montrent une extraction significative des métaux des sols accompagnée d'une réduction des pools de métaux facilement extractibles. En conclusion, la phytoextraction des métaux avec des hyperaccumulateurs choisis peut être fortement améliorée par des pratiques agronomiques adaptées qui favorisent la production de biomasse sans réduire l'extraction des métaux
Évolution de la fertilité des sols sur un front pionnier en région Nord-Soudanienne (Burkina Faso) by Sibiri Jean-Baptiste Taonda( Book )

3 editions published in 1995 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

En région semi-aride, la pression démographique et la dérive climatique entrainent une demande croissante de nouvelles terres pour la production agricole. Or, la mise en culture non raisonnée de terres vierges peut entrainer une dégradation importante des sols. Ce travail a étudié l'évolution de la fertilité de sols ferrugineux tropicaux en région nord-soudanienne sous l'influence des pratiques agricoles locales. La recherche a été conduite sur un front pionnier au sud du Burkina Faso, choisi à partir d'enquêtes et d'observations d'images satellitaires. Sur ce site, a été repérée une chronoséquence de 51 parcelles mises en valeur à des périodes différentes (âgées de 0 à 17 ans), et sélectionnées après enquête sur les pratiques culturales des agriculteurs. La terre de 18 parcelles a été échantillonnée dans tout le profil et sa fertilité physique et chimique caractérisée. La productivité de l'ensemble des parcelles a été mesurée à partir de la culture du sorgho et des mesures de ruissellement et des observations sur les adventices et l'état de surface du sol ont été effectuées. Un essai de lutte antiérosive a été mené à l'aide d'une technique associant des diguettes et l'application de compost. Les résultats montrent que la mise en culture s'accompagne d'une diminution brutale du taux de matière organique, d'une acidification et de la destruction de la structure du sol. La productivité est d'autant plus faible que l'âge des parcelles est élevé en relation surtout avec la dégradation physique du sol (encroutement). L'utilisation de diguettes antiérosives, ralentissant le ruissellement, permet une meilleure infiltration de l'eau dans le profil et les rendements du sorgho sont ramenés à 70% du potentiel de productivité des parcelles des la première année montrant que la dégradation n'est pas irréversible. Dans ces régions, avec des méthodes simples, adaptées à la technicité des agriculteurs (diguettes, apports de matières organiques, fertilisation minérale), il est donc possible de maintenir la fertilité du sol dans la perspective d'une agriculture durable
Mécanismes et modélisation de l'accumulation foliaire du nickel par l'hyperaccumulateur Leptoplax emarginata by David Coinchelin( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

To make phytoextraction practically feasible, predictive models of metal uptake by hyperaccumulators need to be developed. The aim of this work was to design, calibrate and validate a biophysical combined model of nickel foliar accumulation and availability in soil solution during cultures of the hyperaccumulator Leptoplax emarginata on a fertilized and Ni-contaminated sandy topsoil. We succeed in this. Part of the model integrates a transpiration bioconcentration factor (TSCF) which characterized the main Ni transport through the root and to the leaves. We determined a TSCF value greater than 1 for L. emarginata, which was attributed to (i) a high root permeability to both Ni and water and (ii) a predominant Ni active transport. By contrast, Spring wheat was characterized by a TCSF value less than 0.02 and a reflection coefficient very near 1, indicating that its roots are permeable to water but quite unpermeable to nickel. The high capacity of L. emarginata to tolerate and accumulate Ni in their leaves should also be attributed to its large transpiration and sulfur accumulation, particularly in their youngest leaves. Perspectives of this work are (i) a detailed study on relations between Ni accumulation, transpiration and production of sulphur proteins and (ii) a field adaptation of the model taken into account water transport in unsaturated conditions, leading to design a combined 1D model of nickel foliar accumulation and availability in soil solution
Diagnostic et maitrise des contaminations des eaux souterraines par les résidus d'atrazine by Laurence Heydel( Book )

2 editions published in 1998 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

Afin de préciser l'impact de l'agriculture sur la contamination des eaux souterraines et de rechercher des pratiques moins dommageables pour l'environnement et acceptables par les agriculteurs nous avons associé des approches de laboratoire et de terrain. L'évolution des teneurs en résidus d'atrazine des eaux souterraines n'a pu être corrélée avec les dates d'apport de la matière active, ni même avec la circulation de l'eau dans les bassins d'alimentation. Elle semble être le résultat de l'application continue d'atrazine depuis trente ans et des phénomènes d'immobilisation de la matière active et de ses résidus par les sols. L'immobilisation et la dégradation de l'herbicide sont très variables d'un sol à l'autre, ce qui limite les tentatives de modélisation des teneurs en résidus d'atrazine des eaux souterraines, mais permet d'identifier le sol superficiel comme étant le plus susceptible de limiter les transferts vers les nappes. Les essais réalisés à la parcelle ont montré qu'il est possible, sans pénaliser à court terme le rendement, de diminuer la concentration de la solution du sol en résidus d'atrazine, à l'aide d'un désherbage chimique limité au rang de maïs. Cette technique semble adoptable par les agriculteurs. Cependant, même en cas d'adoption massive de cette technique, nous ne pouvons pas connaitre le nombre d'années nécessaire à l'amélioration de la qualité des eaux souterraines. Des compléments d'études s'avèrent donc nécessaires pour évaluer ce temps à l'échelle du bassin d'alimentation
Contribution à l'élaboration d'une méthodologie pour évaluer les dangers et les risques liés aux matériaux solides contaminés by António Bispo( Book )

2 editions published in 1998 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La recherche était destinée, dans un premier temps, à comprendre les conditions de mobilisation des polluants associés à des matériaux solides, tels que les terres ou les déchets, puis, dans un second temps, à élaborer une démarche et à proposer des méthodes pour caractériser les dangers et les risques, à court et à long terme, liés à la présence de composés toxiques, organiques et/ou métalliques. Dans ce but, des échantillons de terre contaminés au laboratoire ou prélevés directement sur des sites industriels ainsi que des déchets ont été constitués. Une batterie de tests biologiques (vibrio fischeri, pseudokirchneriella subcapitata, daphnia magna et vibrio fischeri m169) a été appliquée sur des extraits obtenus par lixiviation statique en faisant varier le solvant (eau, méthanol, tampons phosphate et borate) et les conditions de l'extraction (rapport massique solide/liquide, durée de lixiviation, et filtration) ainsi que par percolation dynamique en colonne. Afin de prévoir l'évolution de la toxicité et de la génotoxicité, des essais de dégradation ont également été réalises. Les résultats montrent que le rendement d'extraction et l'intensité de la réponse toxique dépendent des conditions de la lixiviation. En général, la toxicité des échantillons contaminés au laboratoire est plus forte que celle d'échantillons prélevés sur des sites industriels, traduisant l'influence des conditions et de la durée de vieillissement sur l'état et la mobilité des polluants dans les terres et les déchets. La percolation en colonne a permis de mettre en évidence une migration différentielle des polluants en fonction de leur solubilité dans l'eau, de plus, elle évalue la durée sur laquelle s'effectue leur relargage. La toxicité et la génotoxicité mesurées après 30 semaines de percolation démontrent l'existence d'une réserve polluante toxique qui est aussi révélée par les lixiviations statiques montrant une différence de toxicité entre les extraits aqueux et au méthanol. Enfin la toxicité et la génotoxicité des échantillons sont diminuées ou amplifiées par la dégradation, en fonction des conditions imposées. En conclusion, la caractérisation du danger toxique et génotoxique à court et à long termes devrait reposer sur l'utilisation d'une gamme de lixiviations statiques à l'eau et à d'autres solvants comme le méthanol, couplée à une batterie de tests biologiques complémentaires. Elle pourrait ensuite être complétée par des essais de percolation et/ou d'incubation, afin d'acquérir des informations sur l'évolution de la toxicité
Impact sur l'environnement d'un herbicide du colza d'hiver : la trifluraline by Frédéric Malterre( Book )

2 editions published in 1997 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le développement de la culture du colza implique un usage accru de la trifluraline, principal herbicide de cette culture en France. Cette molécule figurant sur les listes de pesticides à surveiller pour ce qui concerne la qualité des eaux, il convenait de préciser son risque d'entrainement depuis le sol vers l'eau par des expérimentations à différentes échelles complémentaires. Les caractéristiques de l'adsorption du produit sur le sol ont été déterminées à l'aide d'expérimentations en batch, la dégradation a été suivie à la fois en conditions contrôlées lors d'incubations et sous conditions naturelles par la mise en place de microlysimétres et de colonnes de sol. Ces deux derniers dispositifs ont permis d'évaluer l'influence des conditions climatiques sur le lessivage de la molécule mère, mais aussi de ses résidus de dégradation. enfin, un suivi à l'échelle de la parcelle agricole, a permis de valider les expérimentations précédentes et de comparer la trifluraline à deux autres herbicides du colza : le tébutame et le métazachlore. Les résultats montrent que l'adsorption de la trifluraline sur le sol est très rapide, intense (Koc = 19500) et difficilement réversible. Sa dégradation, en conditions contrôlées ou naturelles est lente et conduit à la formation de 8 résidus de dégradation. Ces derniers sont entrainés de façon, préférentielle, mais, étant produits en faibles quantités et réagissant avec les horizons profonds du sol, leur entrainement au delà de 20 cm représente moins de 1 % de la dose appliquée. L'étude de plein champ confirme ces tendances, la trifluraline n'étant jamais détectée dans les eaux de drainage ou de ruissellement, malgré une demi-vie dans le sol de plus de 4 mois. En revanche, le tébutame et le métazachlore sont entrainés par les eaux de drainage et de ruissellement où leurs concentrations peuvent atteindre respectivement 389 et 3,8 microgrammes.l-¹. S'il est possible de conclure que le risque de contamination des eaux par la trifluraline est très faible, voire même nul, des compléments d'information s'avèrent nécessaires pour le tébutame et le métazachlore, pour lesquels très peu d'informations sont disponibles
Contribution à la caractérisation et à la gestion de la fertilité phosphatée des sols ferrugineux tropicaux by Emmanuel N Compaoré( Book )

2 editions published in 1996 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La fertilité phosphorique du sol est une contrainte majeure à l'établissement d'une production agricole soutenue dans les sols ferrugineux tropicaux d'Afrique de l'ouest. Cette étude est consacrée à l'amélioration du statut phosphaté des sols ferrugineux tropicaux les plus représentatifs de cette zone. Quatre vingt quatre échantillons de terre, prélevés au Burkina Faso sont utilisés pour cette étude. La fertilité phosphorique des terres a été caractérisée par trois méthodes d'analyse chimique et par la méthode des cinétiques d'échanges isotopiques. L'efficacité agronomique des phosphates naturels du Burkina, de son dérivé partiellement acidulé et d'un compost provenant du Burkina Faso a été mesurée en présence ou non d'une légumineuse, Vigna unguculata et d'une céréale, Zea mays. Les résultats ont permis de mettre en évidence l'extrême carence en P biodisponible des sols ferrugineux du Burkina Faso, les valeurs moyennes des facteurs intensité et capacité des terres non fertilisées sont respectivement de 0,007 mg p/l et 0,21 mg p/kg. Le facteur capacité de la majorité des sols est supérieur à 0,2, ce qui correspond à de faibles pouvoirs fixateurs. En dépit de la mise en culture continue sans restitution on observe une apparente stabilité des paramètres caractéristiques du P biodisponible. Le phosphate naturel de Kodjari s'est révélé inefficace ; son coefficient réel d'utilisation (CRU%) est de 0,4% malgré l'utilisation d'une légumineuse fixatrice d'azote ; son arrière effet est négligeable. le compost s'est aussi montré peu efficace. Par contre le BPA comme le TSP se sont bien comportés avec des CRU% respectivement de 10% et de 20%. Pour accroitre le potentiel de production l'utilisation limitée d'engrais soluble-eau est pour le moment incontournable
Devenir et effets des hydocarbures dans le cas de l'épandage extensif de déblais de forage en agrosystème by Claude-Henri Chaineau( Book )

1 edition published in 1995 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Alors que l'épandage de déchets huileux à forte dose sur des sols non cultivés est utilisé pour éliminer les hydrocarbures, les épandages à faible dose sur les terres cultivées ont été peu envisagés. Aussi, des essais ont été conduits au laboratoire et au champ afin de suivre le devenir et les effets, dans le système sol-plante-microorganismes, d'hydrocarbures appliqués à faible dose sous la forme de déblais de forage. Ont été pris en compte la phytotoxicité, le transfert sol-plante, la biodégradation en absence et en présence de plante et l'infiltration des hydrocarbures. Les résultats des études en laboratoire montrent que les hydrocarbures perturbent la germination et la croissance des végétaux. La phytotoxicité dépend de la dose, du type de molécule et varie en fonction des espèces végétales. Aucun transfert d'hydrocarbures dans les parties aériennes du maïs n'est observé. Dans le sol, la majorité des hydrocarbures est dégradée et le résidu final de la biodégradation est constitué de molécules cycliques. En présence de plante, la dégradation est plus rapide et l'exsudation racinaire est un facteur important de stimulation de la dégradation des hydrocarbures dans la rhizosphère. Au champ, l'infiltration sélective des hydrocarbures légers et de certains métabolites dans le profil de sol et dans les eaux de drainage est observée. L'importance du phénomène dépend de la quantité et du type d'hydrocarbures et des conditions pédoclimatiques. L'épandage de déblais de forage en plein champ entraine une légère diminution du rendement des deux premières cultures. Aucun hydrocarbure pétrogénique n'est retrouvé dans les plantes. Dans ces conditions, la vitesse de disparition des hydrocarbures est proportionnelle à la dose d'épandage. Les alcanes linéaires, ramifiés et certains aromatiques sont dégradés alors que les composés cycliques persistent. L'apport de petites quantités de déblais de forage pourrait constituer une alternative au landfarming intensif des déchets huileux. Cependant, la présence de molécules mobiles et toxiques peut avoir des conséquences négatives sur l'agrosystème
Etude de l'absorption racinaire du cadmium afin d'améliorer la modélisation de son transfert vers les plantes by Tanegmart Redjala( Book )

2 editions published in 2009 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Cette thèse s'applique à améliorer la compréhension de l'absorption du cadmium (Cd) par le maïs et le tabouret calaminaire, dans l'objectif de mieux modéliser son transfert vers les plantes comestibles ou hyperaccumulatrices. Le modèle utilisé étant sensible aux caractéristiques d'absorption racinaire, le premier objectif était de développer une méthode rigoureuse de mesure de ces paramètres. Deux protocoles ont été mis au point pour décrire précisément, en fonction de la concentration de Cd en solution, l'influx net de Cd dans les parois et dans le milieu intracellulaire des racines. Les résultats ont mis en évidence, pour la première fois, l'existence d'un système de transport à faible affinité (LATS) qui agit en même temps que le système de transport à forte affinité pour le Cd (HATS). Les nouveaux paramètres cinétiques mesurés n'ont cependant pas amélioré significativement le modèle : le prélèvement de Cd par le maïs est surestimé de 100%, et son prélèvement par le tabouret calaminaire est sous-estimé de 66%. Plusieurs facteurs ont alors été étudiés pour comprendre les raisons de ce décalage. Nous avons montré que les conditions dans lesquelles ont été mesurés les paramètres cinétiques présentaient des caractéristiques capables de modifier radicalement leurs valeurs : la composition ionique de la solution d'exposition au Cd, la concentration de Cd durant la croissance et la structure racinaire engendrée par l'hydroponie. Cette thèse suggère de cultiver les plantes en aéroponie et de mesurer les paramètres cinétiques dans une composition ionique représentative du voisinage des parois et des membranes racinaires en sol, composition qu'il reste encore à déterminer
Influence de différents facteurs opérationnels sur la structure des communautés microbiennes impliquées dans le processus de digestion anaérobie by Xavier Goux( )

1 edition published in 2015 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The anaerobic digestion process leads to the production of biomethane, a versatile renewable energy vector. The dynamics and interactions between specific microbial groups are currently considered as key research subjects towards the improvement of the anaerobic digestion (AD) process. Indeed, deeper knowledge of the ecology of AD, the dynamics of the microbial populations and their structure could provide valuable information regarding unexplained and unpredictable failures or malfunctioning of the anaerobic digestion process. The aim of this work was to characterize the microbial communities involved in the AD process, and to study their responses due to the change of operational parameters such as an increase of the organic loading rate, the reactor type (completely stirred tank reactor vs anaerobic baffled reactor), or the start-up phase of a farm reactor with a shift from psychrophilic to mesophilic temperature range. While we observed the installation of similar microbial populations between replicated reactors under stable conditions, best adapted to biogas production, the microbial communities started to diverge once the operational parameters changed. Indeed, due to deterministic environment, most of bacteria and archaea showed redundant functional adaptation to the changing environmental conditions. However, some dominant bacterial populations were also resistant in terms of presence and abundance to the environmental change. The specific microbial communities established in our studied reactors showed also discrepancies in terms of biogas yields. Furthermore, correlations between the bacterial, archaeal and eukaryotic communities were pointed out, indicating the putative influence of eukaryotes on the anaerobic digestion process and the establishment of the other microbes having crucial functions during the anaerobic biomass digestion. Interestingly, shifts inside the anaerobic microbial community due to the gradual change of operational parameters, were detected prior to any biogas production inhibition, giving the opportunity for the development of potential early microbial indicators for assessing the AD process status and improving the microbial management of anaerobic reactors
Étude multi-échelle des interactions saprophages-matières organiques et de leurs implications dans le fonctionnement des humipedons de Technosols : approche fondamentale vers l'ingénierie écologique by Gabin Colombini( )

1 edition published in 2020 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Dans un contexte de dégradation des sols suite aux activités anthropiques et d'érosion de la biodiversité, la compréhension du rôle de la faune édaphique dans le fonctionnement des humipedons est d'intérêt croissant. Le développement de stratégies de réhabilitation des sols anthropisés basées sur les concepts de l'ingénierie écologique pourrait notamment s'appuyer sur les actions de transformation des matières organiques que réalisent les organismes saprophages. L'objectif de cette thèse était (i) de caractériser les fonctions écologiques réalisées par les organismes saprophages à travers la production de biostructures sur des sols fortement anthropisés et (ii) d'évaluer leur potentialité de réhabilitation des Technosols de friches industrielles. Pour cela, une démarche intégrative, basée sur le changement d'échelle spatiale, a été menée sur une friche industrielle d'intérêt. Dans un premier temps, il a été mis en évidence que les caractéristiques physico-chimiques des substrats de Technosols peuvent représenter un filtre abiotique pour la colonisation de la faune édaphique, qui se traduit notamment par l'absence de lombricidés anéciques et endogés dans les Technosols. Dans un deuxième temps, à l'échelle de l'humipedon, les résultats ont permis de montrer que la dynamique des matières organiques néoformées par la végétation dépend également de la nature du substrat utilisé lors de la réhabilitation de la friche. En effet, sous l'action des saprophages épigés, une série d'horizons ectorganiques, similaire à celle d'un Moder, s'est développée sur l'horizon technogénique des Technosols. Le terme de « Techno-moder » a ainsi été proposé pour décrire cette nouvelle forme d'humus. Les spécificités chimiques et ultrastructurales de l'horizon zOH du Techno-moder, constitué de biostructures produites par les saprophages, ont également confirmé cette proposition de classification. Pour finir, l'étude en conditions contrôlées des déjections produites par l'isopode saprophage Porcellio scaber a permis de mettre en évidence que les traits physico-chimiques des déjections dépendent du substrat composant le Technosol et de la matière organique apportée. En accord avec ce qui avait été conclu à l'échelle de l'humipedon, il semble donc que les traits des déjections produites par les saprophages épigés soient une caractéristique intrinsèque de l'écosystème, qui résulte des facteurs environnementaux caractérisant l'humipedon des Technosols. Le développement de stratégie de réhabilitation des Technosols par inoculation couplée de saprophages et de matières organiques pourrait ainsi améliorer certaines caractéristiques physico-chimiques des humipedons de Technosols tout en imposant la prise en compte des interactions spécifiques des organismes avec le substrat
Vers une prise en compte des potentialités des sols dans la planification territoriale et l'urbanisme opérationnel by Anne Blanchart( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Le développement des aires urbaines induit une amplification des enjeux environnementaux (e.g. qualité de l'air, îlot de chaleur urbain, inondation). Pour apporter une réponse à ces défis, la fabrique urbaine intègre progressivement les fonctions assurées par les écosystèmes urbains. Cependant, cette considération semble négliger les services écosystémiques rendus par la composante « sol » des aires urbaines. À ce titre, l'objectif du doctorat est d'appréhender les apports d'une prise en compte avancée des potentialités des sols urbains dans la planification territoriale et l'urbanisme opérationnel. Une enquête nationale auprès d'acteurs de la planification territoriale et des entretiens individuels avec des professionnels de l'urbanisme opérationnel ont été menés. Il en ressort que ces acteurs ont commencé à développer une considération systémique des sols urbains, dépassant leur vision initiale du sol comme simple surface foncière. Afin de formaliser la manière de prendre en compte les potentialités des sols urbains, des campagnes d'échantillonnage de sols ont été réalisées sur 10 sites de projets localisés au sein de trois aires urbaines aux contextes pédoclimatiques différents (Métropole du Grand Nancy, Métropole d'Aix-Marseille Provence, Nantes Métropole). Une description de profils de sols et leur caractérisation physico-chimique ont permis d'appréhender leur état et de mener une étude comparative de leur qualité. Il s'avère que près de la moitié des sols urbains étudiés n'étaient pas des sols fortement anthropisés (e.g. Anthrosols, Technosols) et étaient analogues à des sols agricoles voisins. Ils présentaient une très grande hétérogénéité de leurs propriétés, rendant complexe leur appréhension par les acteurs de la fabrique urbaine. Les données pédologiques ont alors été intégrées dans un outil d'aide à la décision, afin de les traduire en capacité des sols à assurer des fonctions et rendre des services écosystémiques. Il s'est avéré que les sols fortement anthropisés pouvaient présenter des niveaux de services écosystémiques équivalents, voire supérieurs, à ceux fournis par certains sols agricoles, pouvant répondre aux enjeux environnementaux, sociaux voire économiques des aires urbaines. L'intégration de ces informations lors de différentes étapes de mise en œuvre d'un projet urbain peut contribuer à améliorer la durabilité des aires urbaines, en optimisant l'usage des sols urbains et en préservant les plus multifonctionnels d'entre eux
Distribution, écologie et évolution de l'hyperaccumulation des éléments en traces par Noccaea caerulescens by Cédric Gonneau( )

1 edition published in 2014 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Noccaea caerulescens est la principale Brassicacée hyperaccumulatrice de Cd, Ni et Zn, candidate pour la phytoremédiation des sols contaminés. La distribution de l'espèce se caractérise par une importante hétérogénéité des facteurs environnementaux, et plus particulièrement en ce qui concerne la nature des sols. En outre, des variations importantes de la capacité d'hyperaccumulation entre les populations de l'espèce ont déjà été observées. Dès lors, à partir d'un vaste échantillonnage en France et ses régions limitrophes, l'objectif de cette thèse était de : i) mieux appréhender l'écologie de N. caerulescens notamment les composantes édaphiques de son habitat, iii) comparer les capacités d'accumulation en Cd, Ni et Zn et, iii) déterminer les relations génétiques entre les populations. Nos résultats montrent que N. caerulescens est largement répandue dans les massifs montagneux et que l'espèce n'est pas inféodée aux sites métallifères vu le nombre de stations en milieu non minier. Par ailleurs, les stations se caractérisent par une très large amplitude des paramètres édaphiques conduisant à proposer une nouvelle classification des stations. Concernant l'accumulation des éléments en traces in situ, nous avons démontré que la biodisponibilité ne permettait pas d'expliquer seule les concentrations observées dans la plante. Par ailleurs, des cultures en hydroponie ont mis en évidences un compromis entre l'allocation du carbone et l'accumulation des éléments en traces en particulier chez les populations sur serpentines. Enfin, l'analyse de la structure génétique neutre a fait ressortir trois zones géographiques fortement différenciées, sans cohérence avec le type de milieu
Effects of land use transformation on microarthropod community structure in Mediterranean area by Lucia Santorufo( )

1 edition published in 2013 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The effects of human-mediated activities on soil quality and functioning have been assessed. Composition and changes in arthropod community structure and laboratory bioassays were performed on urban soils in order to understand the roles of metal contamination on soil organism activities and distribution. Then, comparison of urban, agricultural, industrial and forest soils were performed, monitoring Collembola species and functional traits composition, in order to assess if the impact of urban environment is greater than other kinds of anthropization. Soil organism community was analysed twice a years for evaluating the role of seasonality on anthropic impacted soils. The different kinds of anthropization firstly affected the abiotic properties of the sites. Agricultural and urban soils were the most impacted soils by human activities, which cause changes in vegetation cover, organic matter amounts and accumulation of hazardous elements and compounds. Soils organisms responded to soil abiotic modifications. In particular, in urban environment soil organisms were strongly reduced at high level of metal contamination, whereas organic matter content and climatic conditions played the main role at low-intermediate soil contamination. Collembola community showed a strong reduction in species richness in agricultural soils, with a consequent domination of few tolerant species. Collembola functional trait distribution was mainly affected by the presence and the type of litter and inputs of contaminants. In particular, agricultural environment favoured organisms with traits adapted to soil life surface, whereas forest soils favoured organisms with euedaphic characteristics. Industrial and urban soils showed organisms with both epiedaphic and euedaphic characteristics
Réactivité des hydrocarbures aromatiques polycycliques dans une terre de cokerie : influence de réparation des contaminants et de l'introduction de matière organique fraîche by Audrey Pernot( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

La fin des activités industrielles liées au charbon et à son exploitation a laissé de nombreux sites et sols pollués en France et particulièrement dans le Nord-est de la France. Une terre issue d'une friche industrielle de cokerie (Neuves-Maisons, Lorraine, France) est étudiée en couplant les outils de la science du sol et de la géochimie organique afin de comprendre l'évolution à long terme de la dynamique des contaminants. Une première étape de caractérisation de la terre et de sa pollution montre que la fraction limon fin (2-20 µm) est la fraction la plus réactive avec la plus forte concentration en HAP extractible et occlus et la plus faible disponibilité, mettant en évidence des processus de préservation spécifique au sein de cette fraction. Des extractions sélectives de la MO anthropique au solvant, confirmées par des observations au MEB, montrent que la MO anthropique, contrairement à la MO naturelle, n'a pas un rôle de liant entre les particules de la terre. L'apport de MO naturelle, (i) en conditions contrôlées par incubation de débris végétaux pendant 15 mois ou (ii) in situ en parcelles lysimétriques plantées avec de la luzerne pendant 6 ans, conduit à une structuration de la terre, une activité microbienne accrue et à l'incorporation et au stockage de la matière organique fraîche végétale dans les limons fins. En revanche, la pollution n'est pas affectée par l'apport de matière organique fraîche. Ainsi, la concentration et la disponibilité des HAP présentent une tendance à la diminution au cours du temps, que la terre soit cultivée ou non. Ainsi, la matière organique fraîche n'apparaît pas comme un agent de mobilisation de la pollution à long terme pour ce type de terre historiquement contaminée
Hyperaccumulation du nickel sur des substrats élaborés pour l'agromine by Marie Rue( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

In view of the depletion of primary resources and the increase in global waste production, the concept of agromining proposes phytoextracting the metals contained in abandoned materials. The solution proposed in this concept is inspired by Nature (NbS) and the principles of agronomy and is part of a circular economy. Thus, hyperaccumulator plants (HA) are able to collect metals from their root system and to store them at high concentrations in their aerial parts. The challenges of the thesis are to give value to waste or secondary materials by extracting the elements of interest that they contain and to identify the plants able to develop on these media. The objective is to formulate, from the chosen materials, a functional substrate, that is to say, capable of rendering a Ni supply service. From this point of view, the substrate must allow the installation and the development of the HAs in order to transfer the metals to the aerial parts. The work focuses on an acid phosphating sludge essentially composed of Fe, Zn, P and Mn and containing 0.5% Ni. Germination and growth tests were carried out with different substrates prepared from this sludge assembled with a soil sample mixture. The retained substrate consists of 10% sludge and 90% soil (w/w). On the latter, HA Alyssum murale produces a higher biomass compared to a control soil (ultramafic soil at the same pH and containing the same amount of bioavailable Ni), despite signs of toxicity to plants. One of the major locks is the high toxicity due to the presence of 6% Zn in the sludge. Two ways of improving the substrate are tested: i) the use of amendments and ii) the arrangement of materials in the profile. The most efficient amendment is a wood biochar; it improves the development of plants and thus the amount of phytoextracted Ni. In addition, by modifying the layout of the materials within the profile by a layered distribution, biomass production and phytoextraction are improved. This device makes it possible to remove Zn-related toxicity. It is essential to control the pH of the substrate during multi-contamination because the immobilization of the metal varies according to the element. The association of soil engineering and plant engineering has made it possible to formulate a functional substrate for the recovery of elements of interest such as Ni. This work demonstrates the possibility of upgrading by-products conventionally called "waste" in order to obtain a surplus value, also reducing their metallic charge and bringing about a new source of "plant-derived" metals obtained by agromining
Quantification du processus d'agrégation dans les Technosols by Salifou Nouhou Jangorzo( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Technosols form a new class of soils, which is characterized by a strong anthropogenic influence of which functioning is less studied. Aggregates can be considered as an integrator of soil history and an indicator of soil bio functioning, therefore studying the process of aggregation is a relevant way to understand how technosols operate and states towards which they will evolve. Through samples collected on a hone hectare plot, a protocol of none destructive direct quantification of aggregates and porosity by thin sections images analysis has been performed. Results showed that this Technosol is compacting with a decrease of pores with an equivalent diameter >2000 µm and an increase of those <25µm. Despite this compaction, the aggregation increases with time. To study the dynamics of porosity and aggregation of this constructed Technosol as function of pedogenetic factors, a dispositive of in situ soil visualization has been developed. Results of images analysis showed that, during the early stage of soil evolution, porosity and aggregation increase significantly in all modalities. Then, they significantly decrease in ?wetting drying cycle? modality but continued increasing in ?plant? and ?plant-earthworm? modalities. This increase is proportional to the age of plants roots and intensity of earthworm?s activity. The ?constructed Technosol? is therefore an experimental soil model whose organomineral contents and function are well controlled compared to so-called ?natural soils?. In these evolved natural soils, the starting point is quite systematically unknown
Formation, fonctionnement et évolution d'un Technosol sur des boues sidérurgiques by Hermine Huot( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

With the aim of better understanding pedogenetic processes occurring in Technosols, a former settling pond of iron industry containing metal-rich sludge and covered by a deciduous forest of temperate region was thoroughly characterized, from a 2-m profile and in lysimeter experiments under the influence of climate and vegetation. The Technosol developing on iron industry sludge resulted from several stages of pedogenesis with areas of more intense changes. Main pedogenesis drivers were, first, drying-wetting cycles and involved changes of physical and chemical conditions, then biological activity, especially related to organic matter input at the surface and root colonization. The development of diversified vegetation despite high contents of toxic metals can be explained by the nature of mineral constituents and chemical (alkaline pH, high CEC) and physical (high porosity, high water retention capacity) properties which have limited metal availability until now. The Technosol resulted from a combination of processes which occurred usually in natural soils with distinct pedogenetic evolution (e.g. Andosols, carbonated soils) due to the diversity of technogenic parental materials and the original mixture of constituents they contained. This simultaneity of processes coexisting rarely in natural environments could be a genetic particularity of Technosols formed on complex materials and could be called 'technosolization'
Interactions entre les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les plantes supérieures : prélèvement et réponses toxiques by Joan Dupuy( )

1 edition published in 2014 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

In Europe and France, the end of industrial activities associated to coal exploitation left numerous wastelands contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). Rhizodegradation enables their remediation by using plants associated with microflora. However, the efficiency of this technique, demonstrated at the laboratory scale, is often limited in situ by high plant mortality or inhibited growth. Furthermore, the PAH uptake in plants may threaten the food chain. This work studied the interactions between maize, chosen as model plant, and PAH from industrial contaminated soils or from simplified model systems, i.e. sand spiked with phenanthrene. PAH uptake and their effect on the plant physiology were assessed using systems of increasing complexity, to solve questions raised at different scales, from the cell to the whole plant. Mechanisms involved in PAH uptake and translocation are proposed and the toxic responses of the plant are detailed. Results lead to a new hypothesis: PAH from the solid phase penetrate the roots by physical and direct contact and not only through uptake in pore water. Main arguments are: similar molecular distributions in soils and roots, low correlations between PAH concentrations in pore water and roots and overprediction of bioaccumulation by using predicting models based on root absorption in soil solution. Localization of PHE in roots using microscopic tools showed early suberisation of endoderm and exoderm in presence of PHE, even at low concentration (50 mg kg-1). Nutrient uptake seemed not affected but large elements accumulations and depletion were observed in aerial part of maize. These nutritional disruptions may affect plant functioning and consequently, decrease its growth or even cause its death
Hyperaccumulation du Cadmium par Noccaea caerulescens : cinétique, répartition et prédiction by Lucie Lovy( )

1 edition published in 2012 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Prediction of cadmium transfer from soil to plant can be achieved by the development of a model describing metal dynamics in the plant. This thesis analyzes Cd accumulation and distribution kinetics in Noccaea caerulescens, in the whole plant and its organs during a growth cycle. A simple predictive model, based on the relationship between Cd exposure concentration and plant Cd concentration, is also developped. This work is based on long-term experiments in controlled conditions with a constant exposure and on outside soil experiments. When N. caerulescens is exposed to a constant concentration under controlled conditions, biomass allocation and Cd translocation to the shoots are constant over time. A strong linear relationship exists between the amount of Cd taken up, biomass and exposure concentration, represented by the bioconcentration factor (BCF). The plant development has no effect on Cd root influx, which remains constant during time and proportional to Cd exposure concentration. These results suggest that Cd is allocated to the various shoots? tissues without predilection. On the other hand, in the field, Cd, Ni, end Zn concentrations in shoots decrease over time after vernalization. The three metals have similar behaviors in terms of accumulation in the different tissues. The maximum amount of Cd in shoots is observed at 2100°Cdays. When the plant is in flower, no privileged shoots parts appear in Cd hyperaccumulation, the BCF is constant over time. The use of the BCF, measured in controlled conditions, allows a correct prediction of shoots concentrations, unlike the Barber-Cushman model
 
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Alternative Names
École nationale supérieure d'agronomie et des industries alimentaires (Vandoeuvre-les-Nancy). Laboratoire sols et environnement

Institut national de la recherche agronomique (France). Unité mixte de recherche (1120)

Institut national polytechnique de Lorraine. Laboratoire sols et environnement

Laboratory of Soil and Environmental Sciences

LSE

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