Monitoring infiltration under a real on-site treatment system of domestic wastewater and evaluation of soil transfer function (Paris Basin, France)

The problematic of evacuation of treated domestic wastewater has been investigated through a field study on a real undrained on-site treatment system (UOSTS). This system imposes a special mode of infiltration into the soil which is irregular. In order to characterize the hydraulic properties of this type of flow, soil texture, organic matter content and in situ saturated hydraulic conductivity (Ks) were measured for each of 15 m² of soil under the bottom of the UOSTS. In addition, the variation of water table and rainfall and the evolution of soil moisture and matrix potential were monitored by using the sensors implanted under the system. The mean of the measured Ks is 100 times higher than values deduced from empirical pedotransfer functions based on the soil matrix properties. The measured Ks vary greatly on the 15 m² area. Moreover, large and variable quantities of stone fragments (> 2 mm) were found in the soil samples. These results suggest that a heterogeneous flow may occur in the stony soil via the macropores which shortcut the soil matrix. Indeed, according to their position, a non-uniform reaction of the sensors to the infiltration of treated wastewater was observed. In addition, two daily periodic peaks of water consumption in the house have been detected by the water content and tensiometer probes, confirming that the saturation rate is controlled by infiltration and not the water table

Discontinuous Nature of Phreatic Aquifers in Granitic Rocks at Watershed Scale: A Stratiform Model from Perennial Streams and Well Data

The study was carried out within 4,000 km2 segment of Sassandra watershed located in Soubré, south-west of Côte d’Ivoire where coffee and cocoa production are preponderant. This work aimed to provide a general methodology in order to draw the flow directions and map the potential productive aquifer in hard-rocks. Drilling data, remote sensing, and geomorphic data in a context of weathered plutonic and metamorphic Precambrian were used. The regional water table was modeled through a linear relationship between the topographic surface of the digital elevation model and the base surface of the perennial streams thalwegs. As result, a map of regolith thickness obtained has been compared with the geology to emphasize their relationship. Furthermore, other correlations have been found between the hydraulic data and geomorphological features to get more precise stratification model. Concealed by the regolith, the hard-rock aquifer is made up of three layers. From top to bottom we have the saprolite (< 10 m), the weathering induced fissured layer (35 m mean thickness) below the base of the saprolite and finally, the unweathered with very low hydraulic conductivity. Each layer is characterized by a constant density of water-bearing fissures. This shows the impact of a stratiform weathering profile on the layering of the aquifer. High variability of observing yields is mainly due to thickness heterogeneity of the higher-storage regolith and underlying higher-conductive fissured saprock. Also, the wells tapping water under a regolith with medium or high thickness were the most productive justifying that regolith thickness mapping is a first rank tool in hydrogeology prospecting. The thickness map obtained from the interpolated base surface of the regolith and the DEM represents a useful tool for groundwater management

Nanosecond photo-induced kinetics of spin-state transition compounds and optical properties of spin-state transition nanoparticles

Le travail effectué durant ces trois années porte sur l'étude des propriétés optiques des composés à transition d'état de spin. Plus précisément, nous avons caractérisé la transition photo-induite de ce type de composé. Pour réaliser ces études, nous avons développé au laboratoire des montages basés sur la technique pompe-sonde résolue en temps. Un premier montage avec une pompe impulsionnelle et une sonde continue nous a permis de réaliser des études sur la relaxation et l'effet LIESST au sein de la boucle d'hystérésis thermique. De plus, nous avons observé des effets de seuil pour la transition photo-induite. Un second montage où pompe et sonde sont impulsionnelles a été développé durant cette thèse. Il permet une étude globale de la cinétique photo-induite : photo-excitation et relaxation. En effet, l'accordabilité du délai pompe-sonde en cours d'expérience permet d'étudier des processus dont les temps caractéristiques diffèrent de plusieurs ordres de grandeur. Nous avons alors caractérisé la cinétique de la transition photo-induite de composé du Fe(II), montrant ainsi qu'un processus thermique est à l'origine de la transition et amorce un processus de type " nucléation/croissance ". De plus, ces études ont été faites pour des poudres composées de particules dont la taille a été réduite. Par ailleurs, nous avons étudié les propriétés optiques de nanoparticules synthétisées sous forme de micelles. Nous avons déterminé les parties réelle et imaginaire de leur indice de réfraction et caractérisé la transition d'état de spin thermique.This work made during these three years deals with the study of optical properties of spin-state transition compounds. More precisely, we characterized the photo-induced transition of this complex. To make these studies, we have used two home-built experimental set ups based on time resolved pump-probe techniques. The relaxation process and the LIESST effect inside the thermal hysteresis loop was analysed with the first set up. Moreover, we have observed threshold effects for the photo-induced transition. We developed a second set up to have a better temporal resolution. For this, we used two lasers for the pump and probe. Thus, we could measure the low-spin to high-spin transition and the relaxation process. We have shown that thermal mechanism induces nucleation/growth process. Besides, we have studied the effect of particle size on the photo-induced transition. Finally, we have studied the optical properties of nanoparticles. We have measured the real and imaginary parts of their refraction index. And we characterized their thermal spin transition

Impact des eaux souterraines sur le patrimoine bâti

31 p.International audienceDans les relations entre la ville et les eaux naturelles, l'attention des gestionnaires et des scientifiques a été focalisée par l'impact de l'urbanisation sur les eaux de surface, en particulier l'aggravation du pic de ruissellement et la détérioration de la qualité des cours d'eau due au lessivage des surfaces urbaines et aux rejets. Cependant, l'urbanisation affecte aussi la recharge des aquifères (terrains poreux et perméables, i.e. aptes à l'écoulement de l'eau souterraine, au rôle de réserve naturelle d'eau douce), et ceci de deux façons : 1. en changeant les chemins et les taux de recharge ; 2. en modifiant la qualité des eaux de recharge. Ainsi naissent des perturbations du niveau piézométrique et du régime d'écoulement souterrain qui sont à la fois complexes et différées par rapport à leurs causes. En effet, les constantes contrôlant la réponse hydraulique des aquifères sont les plus grandes parmi toutes les composantes du cycle hydrologique : l'atteinte d'un nouvel équilibre peut prendre des années. Les changements seulement passés en revue ici sont relatifs à l'état et à l'usage antérieur du sol et sont difficiles à quantifier. Mais on décrira surtout leur effet boomerang : le changement hydrogéologique impacte l'urbanisation elle-même et plus précisément la stabilité et l'intégrité des structures et des installations. Parmi les structures affectées par la remontée de nappe, on trouve les fondations et les espaces souterrains des bâtiments, les chaussées, tunnels routiers et tranchées couvertes, les équipements d'assainissement comme les collecteurs, stations de relevage, puisards, fosses sceptiques, etc. Le battement de nappe engendre des sollicitations cycliques qui dégradent les structures souterraines et produisent par exemple l'entrée d'eaux claires parasites dans les réseaux et l'inondation des parkings. On doit désormais envisager la situation où la nappe (masse d'eau souterraine) principale s'élève à tel point que si tous les pompages d'alimentation cessaient (réduction de la demande en période de crise économique, qualité diminuée en dessous du tolérable), le niveau piézométrique dépasserait le niveau antérieur au développement industriel. Tendant vers cette situation extrême, on assiste déjà à une remontée générale de la nappe dans certains secteurs urbanisés comme la Seine-Saint-Denis. C'est pourquoi une cartographie du risque remontée de nappe est en train de se développer. Au-delà, la remontée de nappe aggrave les autres risques naturels. Un haut niveau de nappe implique une grande sensibilité aux extrêmes climatiques, une pluviométrie très forte engendrant des inondations par crue de nappe, inondations par en-dessous pouvant affecter des ouvrages souterrains dans un premier temps, puis la surface urbaine. La sécheresse suivie du retour à une forte teneur en eau dans le sol provoque l'aléa de retrait-gonflement dans les zones riches en argiles, aléa qui affecte l'ensemble du patrimoine bâti. L'eau souterraine atteignant des niveaux géologiques sensibles à la dissolution ou des cavités naturelles préexistantes provoque affaissements et effondrements. Les pathologies observées sur les ouvrages de génie civil incluent des désordres dans la structure et des défauts dans le dispositif de protection de l'ouvrage à l'égard de l'eau (étanchéité, drainage). Ces désordres réduisent de façon imprévue la durabilité des matériaux et des structures et finalement la durée de vie de l'ouvrage. Ils apparaissent souvent dès la période des travaux, mais parfois longtemps après la mise en service. Quand on cherche à les expliquer a posteriori, on s'aperçoit que les désordres sont souvent liés à une mauvaise exécution de l'ouvrage, parfois dus à un dimensionnement insuffisant, plus rarement à une évolution du terrain ou des conditions d'exploitation qui sont en fait prévisibles en termes de gestion. Pour faire face aux risques associés à la remontée de nappe, entretien et surveillance des ouvrages sont les maîtres mots. Le développement de techniques d'auscultation des ouvrages et de diagnostic, de procédures d'inspection, de recensement et d'évaluation des réparations exigées, est une nécessité urgente dans l'objectif de la conservation du patrimoine bâti

Cinétiques photo-induites à l'échelle nanoseconde de composés à transition d'état de spin et propriétés optiques de nanoparticules à transition d'état de spin

This work made during these three years deals with the study of optical properties of spin-state transition compounds. More precisely, we characterized the photo-induced transition of this complex. To make these studies, we have used two home-built experimental set ups based on time resolved pump-probe techniques. The relaxation process and the LIESST effect inside the thermal hysteresis loop was analysed with the first set up. Moreover, we have observed threshold effects for the photo-induced transition. We developed a second set up to have a better temporal resolution. For this, we used two lasers for the pump and probe. Thus, we could measure the low-spin to high-spin transition and the relaxation process. We have shown that thermal mechanism induces nucleation/growth process. Besides, we have studied the effect of particle size on the photo-induced transition. Finally, we have studied the optical properties of nanoparticles. We have measured the real and imaginary parts of their refraction index. And we characterized their thermal spin transition.Le travail effectué durant ces trois années porte sur l'étude des propriétés optiques des composés à transition d'état de spin. Plus précisément, nous avons caractérisé la transition photo-induite de ce type de composé. Pour réaliser ces études, nous avons développé au laboratoire des montages basés sur la technique pompe-sonde résolue en temps. Un premier montage avec une pompe impulsionnelle et une sonde continue nous a permis de réaliser des études sur la relaxation et l'effet LIESST au sein de la boucle d'hystérésis thermique. De plus, nous avons observé des effets de seuil pour la transition photo-induite. Un second montage où pompe et sonde sont impulsionnelles a été développé durant cette thèse. Il permet une étude globale de la cinétique photo-induite : photo-excitation et relaxation. En effet, l'accordabilité du délai pompe-sonde en cours d'expérience permet d'étudier des processus dont les temps caractéristiques diffèrent de plusieurs ordres de grandeur. Nous avons alors caractérisé la cinétique de la transition photo-induite de composé du Fe(II), montrant ainsi qu'un processus thermique est à l'origine de la transition et amorce un processus de type " nucléation/croissance ". De plus, ces études ont été faites pour des poudres composées de particules dont la taille a été réduite. Par ailleurs, nous avons étudié les propriétés optiques de nanoparticules synthétisées sous forme de micelles. Nous avons déterminé les parties réelle et imaginaire de leur indice de réfraction et caractérisé la transition d'état de spin thermique

Cinétiques photo-induites à l’échelle nanoseconde de composés à transition d’état de spin et propriétés optiques de nanoparticules à transition d’état de spin

Ce travail porte sur l'étude des propriétés optiques des composés à transition d'état de spin. Plus précisément, nous avons caractérisé le transition photo-induite de ce type de composé. Pour réaliser ces études, nous avons développé des montages basés sur la technique pompe-sonde résolue en temps. Nous avons alors caractérisé la cinétique de la transition photo-induite de composé du Fe(II) montant ainsi qu'un processus thermique est à l'origine de la transition et amorce un processus de type "nucléation/croissance". De plus, ces études ont été faites pour des poudres composées de particules dont la taille a été réduite. Par ailleurs, nous avons étudié les propriétés optiques de nanoparticules synthétisées sous forme de micelles.This work deals with the study of optical properties of spin-state transition compounds. More precisely, we characterized the photo-induced transition of this complex. To make these studies, we have used two home-built experimental set ups based on time resolved pump-probe techniques. We have shown that thermal mechanism induces nucleation/growth process. Besides, we have studied the effect of particle size on the photo-induced transition. Finally, we have studied the optical properties of nanoparticles

Nanosecond photo-induced kinetics of spin-state transition compounds and optical properties of spin-state transition nanoparticles

Le travail effectué durant ces trois années porte sur l'étude des propriétés optiques des composés à transition d'état de spin. Plus précisément, nous avons caractérisé la transition photo-induite de ce type de composé. Pour réaliser ces études, nous avons développé au laboratoire des montages basés sur la technique pompe-sonde résolue en temps. Un premier montage avec une pompe impulsionnelle et une sonde continue nous a permis de réaliser des études sur la relaxation et l'effet LIESST au sein de la boucle d'hystérésis thermique. De plus, nous avons observé des effets de seuil pour la transition photo-induite. Un second montage où pompe et sonde sont impulsionnelles a été développé durant cette thèse. Il permet une étude globale de la cinétique photo-induite : photo-excitation et relaxation. En effet, l'accordabilité du délai pompe-sonde en cours d'expérience permet d'étudier des processus dont les temps caractéristiques diffèrent de plusieurs ordres de grandeur. Nous avons alors caractérisé la cinétique de la transition photo-induite de composé du Fe(II), montrant ainsi qu'un processus thermique est à l'origine de la transition et amorce un processus de type " nucléation/croissance ". De plus, ces études ont été faites pour des poudres composées de particules dont la taille a été réduite. Par ailleurs, nous avons étudié les propriétés optiques de nanoparticules synthétisées sous forme de micelles. Nous avons déterminé les parties réelle et imaginaire de leur indice de réfraction et caractérisé la transition d'état de spin thermique.This work made during these three years deals with the study of optical properties of spin-state transition compounds. More precisely, we characterized the photo-induced transition of this complex. To make these studies, we have used two home-built experimental set ups based on time resolved pump-probe techniques. The relaxation process and the LIESST effect inside the thermal hysteresis loop was analysed with the first set up. Moreover, we have observed threshold effects for the photo-induced transition. We developed a second set up to have a better temporal resolution. For this, we used two lasers for the pump and probe. Thus, we could measure the low-spin to high-spin transition and the relaxation process. We have shown that thermal mechanism induces nucleation/growth process. Besides, we have studied the effect of particle size on the photo-induced transition. Finally, we have studied the optical properties of nanoparticles. We have measured the real and imaginary parts of their refraction index. And we characterized their thermal spin transition

Nanosecond photo-induced kinetics of spin-state transition compounds and optical properties of spin-state transition nanoparticles

Le travail effectué durant ces trois années porte sur l'étude des propriétés optiques des composés à transition d'état de spin. Plus précisément, nous avons caractérisé la transition photo-induite de ce type de composé. Pour réaliser ces études, nous avons développé au laboratoire des montages basés sur la technique pompe-sonde résolue en temps. Un premier montage avec une pompe impulsionnelle et une sonde continue nous a permis de réaliser des études sur la relaxation et l'effet LIESST au sein de la boucle d'hystérésis thermique. De plus, nous avons observé des effets de seuil pour la transition photo-induite. Un second montage où pompe et sonde sont impulsionnelles a été développé durant cette thèse. Il permet une étude globale de la cinétique photo-induite : photo-excitation et relaxation. En effet, l'accordabilité du délai pompe-sonde en cours d'expérience permet d'étudier des processus dont les temps caractéristiques diffèrent de plusieurs ordres de grandeur. Nous avons alors caractérisé la cinétique de la transition photo-induite de composé du Fe(II), montrant ainsi qu'un processus thermique est à l'origine de la transition et amorce un processus de type " nucléation/croissance ". De plus, ces études ont été faites pour des poudres composées de particules dont la taille a été réduite. Par ailleurs, nous avons étudié les propriétés optiques de nanoparticules synthétisées sous forme de micelles. Nous avons déterminé les parties réelle et imaginaire de leur indice de réfraction et caractérisé la transition d'état de spin thermique.This work made during these three years deals with the study of optical properties of spin-state transition compounds. More precisely, we characterized the photo-induced transition of this complex. To make these studies, we have used two home-built experimental set ups based on time resolved pump-probe techniques. The relaxation process and the LIESST effect inside the thermal hysteresis loop was analysed with the first set up. Moreover, we have observed threshold effects for the photo-induced transition. We developed a second set up to have a better temporal resolution. For this, we used two lasers for the pump and probe. Thus, we could measure the low-spin to high-spin transition and the relaxation process. We have shown that thermal mechanism induces nucleation/growth process. Besides, we have studied the effect of particle size on the photo-induced transition. Finally, we have studied the optical properties of nanoparticles. We have measured the real and imaginary parts of their refraction index. And we characterized their thermal spin transition