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Ce travail est une contribution à la caractérisation des impacts liés à la contamination d'origine minière dans la région de Lubumbashi et à la mise en place d'indicateurs chimiques et biologiques de la biodisponibilité du cuivre et cobalt présents dans les sols. Les objectifs spécifiques de ce travail sont : (i) la comparaison de différents extractifs (EDTA, DTPA, CaCl2, LiNO3) pouvant être utilisés pour analyser les teneurs en éléments traces bio-disponibles dans le sol et la détermination de l'extractif exprimant au mieux les relations existant entre l'activité biologique du sol et la contamination en cuivre et cobalt des sols de Lubumbashi ; (ii) la caractérisation et l'explication de l'impact que peuvent présenter les contaminations en cuivre et cobalt sur l'activité biologique des sols (analyse deSetaria pallide-fusca, de vers de terre et de la respiration microbienne) sur trois sites influencés parles activités minières, dans le but ultime d'évaluer la pertinence de la mise en place de bio-indicateurs. Les résultats sont : (i) l'EDTA et le CaCl2 sont les deux extractifs conseillés au vu de la qualité des résultats qu'ils présentent et de la faible plus value qu'apporterait l'utilisation du DTPA qui, d'autre part, changerait les méthodes communément utilisées et trouvées dans la littérature. Le LiNO3 ne présente aucun intérêt. L'EDTA est conseillé pour l'étude de la relation avec Setaria pallidefusca,le CaCl2 est conseillé pour l'étude de la relation avec les vers de terre et la respiration microbienne ; (ii) Setaria tend à se comporter comme une plante indicatrice de la biodisponibilité du cuivre. Les vers de terre semblent présenter un seuil de sensibilité aux teneurs en cuivre et cobalt au delà duquel ils sont presque absents. La respiration microbienne montre une sensibilité à la teneur bio-disponible en cuivre des sols mais le caractère indicateur doit être étudié sur une plus grande gamme de teneur en ETMs.

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Ce travail a pour but d'évaluer la durabilité de deux techniques de stabilisation des ETMs dansles sols qui consistent à limiter la dispersion de ces éléments dans l'environnement, soit parajout d'amendements (stabilisation chimique), soit par implantation d'un couvert végétal(phytostabilisation). Ces deux techniques sont souvent couplées afin d'améliorerl'implantation du couvert végétal.Pour cela, plusieurs dispositifs expérimentaux ont été mis en place afin d'étudier l'efficacitéde certains amendements organiques (la sciure de bois et un compost ménager) et minéraux(la chaux) sur la diminution de la biodisponibilité du cuivre et du cobalt sur deux types desubstrats contaminés. Le premier consiste en un sol contaminé par des dépôts atmosphériqueet le second en des sédiments concentrés en cuivre. Le potentiel de phytostabilisation d'unegraminée locale (Microchloa altera) a aussi été évalué.Les résultats montrent que l'efficacité de la sciure de bois dépend du type de substrat étudié. Dans le cas des sédiments, elle entraine une hausse de la biodisponibilité et dans l'autre, unediminution. Le compost utilisé lui, n'a pas montré d'effets significatifs. La chaux quant à elle,a prouvé que son incorporation aux sols permettait de diminuer fortement la solubilité ducuivre, le rendant ainsi moins mobile. MicRochloa altera a montré un taux de survieencourageant dans les deux cas.La spéciation de ces deux éléments a aussi été évaluée à l'aide d'extractions chimiquesséquentielles. Elle a permis d'évaluer dans quelles proportions le cuivre et le cobalt seretrouvent sur chaque type de constituant ainsi que leur évolution en présence desamendements

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De 2004 à 2008, la ville des Gonaïves a été frappée par deux crues exceptionnelles. Ces événements ont causé des dégâts humains, sociaux, économiques et environnementaux sans précédent au niveau de cette zone. Cette ville se trouve dans le golfe de Gonâve et sur le lit majeur de la rivière Ennery-Quinte, et aussi elle constitue une cible privilégiée pour le passage des orages violents et ouragans. Ainsi, en raison du climat et de sa géologie, Maxi Science la classe comme le dixième endroit les plus menacés par les catastrophes naturelles au monde. Malgré tout cela, elle continue à croître sur le plan démographique ce qui contribue à l'augmentation de la précarité des habitats au niveau de cette région. Tous ces problèmes considérables et changeants, imposent aux décideurs de cette région d'acquérir beaucoup plus de connaissances du problème afin de gérer efficacement les risques actuel et futur de cette zone. D'où l'objectif de ce travail qui vise à mettre en place des outils pour faciliter les politiques d'aménagements plus rationnels au niveau de ce bassin versant, afin de lutter contre les inondations futures. Pour atteindre notre objectif, on adopte une méthodologie qui se repose sur l'exploitation des données multi sources (satellitaires, occupation des sols, etc.), multi échelles, aux formats hétérogènes. Toutes ces données sont intégrées et analysées dans un environnement SIG pour la cartographie des zones qui sont prioritaires pour le contrôle du ruissellement et de l'inondation au niveau du bassin versant Ennery Quinte. Ces données concernent les facteurs physiques du terrain, l'occupation des sols et la géomorphologie du bassin versant à travers l'exploitation d'un modèle numérique de terrain (MNT) et de données dérivées telles que les pentes, les zones d'accumulation et la longueur de l'écoulement. Ainsi, ce modèle sera conçu sur les données vectorielles de manière séquentielle en fonction d'un ensemble de critères qui concernent la pente, le réseau hydrographique et de l'occupation des sols. Suivant le résultat du modèle, on a obtenu 329 structures de contrôle et de protection, dont 41 grandes retenues qui représentent 12% et les myennes retenues représentent environ 50% de l'ensemble des structures soit 163 ouvrages et les gabions représentent 38% des ouvrages soit une valeur de 120. Donc, on peut conclure que ce modèle, peut contribuer dans la lutte contre les menaces d'inondation au niveau de la ville des Gonaïves. De ce fait, il s'est révélé important qu'on continue de l'approfondir pour qu'il puisse répondre mieux à nos problèmes en matière d'aménagement des bassins versant, particulièrement celle d'Ennery Quinte.

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L'eau est aujourd'hui le plus grand vecteur de maladies de la planète. Des solutions de traitement des eaux usées doivent être prises, notamment dans les pays en développement, bien en retard sur les systèmes d'épuration des eaux. Cependant, ces pays n'ont pas les moyens financiers de mettre en place des stations d'épuration, autant pour l'implantation que l'entretien. Les lits plantés de macrophytes sont une technique d'épuration bien connue depuis une cinquantaine d'année, facile à mettre en place, économique et nécessitant peu de connaissances techniques. Ce type de traitement est donc idéal pour les pays à faible ressources financières, néanmoins certains n'ont pas les moyens permettant l'implantation de ces filtres. Le Miscanthus x giganteus est une plante rhizomateuse à fort potentiel énergétique pouvant être aisément vendu sur le marché comme combustible viable et dont la filière est très bien développée, notamment en France. Son implantation sur des filtres plantés en ferait une source de revenus permettant d'en financer l'entretien et l'aménagement. Des pilotes de filtres verticaux de Miscanthus et de Phragmites australis, plante communément utilisé en phyto-épuration, ont été alimentés de matières de vidange de fosse septique pendant 4 mois. Les résultats sont probants, le Miscanthus semble bien s'adapter et connait les mêmes abattements que le Phragmites.

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This PhD research work is a contribution to the umbrella research project in Mindanao, Philippines entitled "Establishing strategic partnership in research to strengthen local governance in land and water management for greater human security in Mindanao (EPaM)" which was supportedby the Cooperation of Universities for Development - Inter University Program (CUD-PIC) of Belgium with the long term objective to capacitate local entities in managing land and water resources in their jurisdiction. As part of the CUD-PIC project, the research has two objectives: (1) the establishment of a Soil Reference System (SRS) to respond to the needs of soil information for scientific bases in land use planning and agricultural development at the local level, and (2) the use of this established SRS as a pertinent tool for agricultural extension services to local farmers on soil management and crop production. The specific study locations were Miarayon, Talakag and Bendum, Malaybalay City of the Bukidnon Province. The study had four sub components : (i) the geomorphopedological identification of potentialities and constraints, (ii) the soil fertility assessment with predominant crop yields to initiate a SRS as bases for monitoring in the future, (iii) the soil fertility assessment and calibrating using a test plant in a pot experiment, and (iv) the information integration of the SRS for highland areas in Mindanao, Bukidnon. Miarayon and Bendum soils are both derived from volcanic parent materials, but their development differs by duration and rock origin. Bendum soils are derived from ultramafic rocks in the periods of Upper Cretaceous and Paleogene and Oligocene Lower Miocene while Miarayon soils originated from pyroclastic rocks of the Pliocene-Quaternary period. Dominance of total elements in soils of both areas is due to either natural causes or anthropogenic activities. The dominance of Mg in Bendum rocks is effectively due to its ultramafic parent rock materials while in Miarayon the prevalence of Ca is due to the application of chicken dung in which chicken feed formulas have Ca additives. Moreover Miarayon soils have in general higher organic matter content and more available nutrients than Bendum soils. The encroachment of cultivation on the steep slopes in both areas indicates the high demand of lands for production in the highlands. Crops in Miarayon which are intended for the market are short term, such as vegetables, with agrowing season of three to four months. Bendum crops that are for the market are perennial ones such as rubber and coffee and therefore are long term crops, and abaca which are for fiber materials. Food crop in Miarayon is corn while in Bendum is corn and sweet potato. Crop yields are indicators of soil fertility and crop management in a given prevailing climate. In Miarayon soils, there is a good relationship between the yields of potato and TOC, TN, Ca and Mg. There is also a good relationship between yields of corn and Ca and Mg. The robustness of relationships is shown in spite of few observations. A pot experiment was carried out to test the response of a plant to different soil types. Results on plant nutrient analyses had shown the transfer of elements, from parent rock materials, to soil formation and until the nutrient absorption by the test plant. Results had corroborated the findings in literature researches about which nutrients are prevalently assimilated by test plants. The methodology used in this SRS shall serve as template for instruction and research on soils in Mindanao. The integrated information is good input for extension work on soil management and crop production at local level. To achieve a good data density, the Near Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS) is a promising technology in soil analysis. Findings in this research work had led to the following recommendations : (i) disseminate the developed SRS methodology and framework and replicate the work in other highland areas in Mindanao, Philippines, (ii) Disseminate the established SRS in the region, (iii) study the sustainability of highland agricultural production, (iv) make follow-up studies on soil nutrient dynamics, (v) study the hydropedology of highland areas, (vi) establish soil conservation programs, and (vii) conduct environmental toxicology studies in highland vegetable areas.