Auto-assemblage de la gomme d’acacia modifiée par voie ...doctorat.univ-lorraine.fr/sites/default/files/user...[3] Chou et al. (2012) EMU Notes in Mineralogy, Vol. 12, Chapter 6,

Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie

Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Auto-assemblage de la gomme d’acacia modifiée par voie enzymatique

A. Adam, F. Michaux, L. Muniglia, J. Jasniewski

Université de Lorraine, Laboratoire d’Ingénierie des Biomolécules (LIBio), 2, avenue de la Forêt

de Haye, TSA 40602, 54518 Vandœuvre-lès-Nancy. France.

Mots clefs :

Auto-assemblage, gomme d'acacia, curcumine, particules colloïdales, encapsuler, vectoriser

Résumé :

La recherche de nouveaux systèmes pouvant vectoriser des molécules actives issus d'agro-ressources

renouvelables vers une cible définie est un axe majeur de recherche du Laboratoire d'Ingénierie des

Biomolécules. Un des axes de recherches du laboratoire est ainsi focalisé sur la fonctionnalisation de

polysaccharides naturels dans le but de leur apporter de nouvelles propriétés fonctionnelles utiles

dans la formulation de nouveaux systèmes colloïdaux.

La fonctionnalisation par voie enzymatique de polysaccharides est mise en œuvre pour modifier la

gomme d’acacia dans le but de lui conférer des propriétés d'auto-assemblage en vue de contrôler les

objets formés pour permettre de vectoriser des molécules d’intérêt. La gomme d'acacia présente une

structure complexe et des propriétés fonctionnelles intéressantes telles qu’une faible viscosité en

solution ainsi que des capacités émulsifiantes. De plus, il a été démontré que la gomme d'acacia est

capable de vectoriser des composés hydrophobes mais aussi quelle possèderait déjà une capacité à

s’auto-assembler à de forte concentrations.

La fonctionnalisation de la gomme d'acacia par la curcumine a notamment conduit à la formation de

liaisons amides entre la gomme et les composés oxydés de la curcumine. Ceci permet l'obtention d'un

polymère modifié présentant des propriétés très différentes du polymère naturel. La

fonctionnalisation modifie en effet l'amphiphile du polymère, le rendant plus hydrophobe. La

formation d'objets monodisperses dans l'eau à des faibles concentrations pour lesquelles la gomme

native est soluble a été mise en évidence. Ainsi, un phénomène d'auto-assemblage semble exister pour

le polymère fonctionnalisé à de faibles concentrations à la différence du polymère natif. Les objets

formés pourraient ainsi servir de base à l'élaboration de nouveaux vecteurs.


Oral ☐

Poster ☒

Titre : Description et modélisation phénoménologique des patrons de variation du bois

juvénile vers le bois mature.

Auteurs : Jean Léon ZUE ONDO

Affiliation : AgroparisTech, INRA, SILVA-URM, équipe (PHARE) : Physiologie de l’Arbre en

Réponse à l’Environnement

Résumé

La transition bois juvénile bois mature, constitue l’une des principales sources de variabilité de la qualité du bois, (Krahmer, 1986, Mutz, 1998, Panshin, 1980).Ce phénomène présente un grand intérêt en raison de l’impact défavorable du bois juvénile sur certaines des propriétés technologique du bois massif. Le bois juvénile se caractérise par une densité plus faible, des trachéides ou des fibres plus courtes, un pourcentage de bois final plus fin, une résistance plus faible, un angle de microfibrilles plus important un retrait longitudinal plus important, (Panshin et de Zeeuw, 1980). L’hétérogénéité des propriétés de ce bois peut induire une diminution de la résistance des structures en bois, un fort retrait axial des placages, une forte tendance à la déformation lors du séchage. Les approches menées sur les cinétiques d’évolution des propriétés montrent que la limite ou les constantes de temps qui définissent la transition du bois juvénile au bois mature ne sont pas toujours clairement définies. Non seulement, elles changent d’un arbre à l’autre (Zobel et Sprague, 1998) et avec la hauteur dans le même arbre (Kucera, 1994; Yang, Benson et Wong, 1986) mais surtout, elles dépendent de la propriété étudiée et de l’espèce (Alteyrac, Cloutier et Zhang, 2006).

Cette étude examine les variations radial des propriétés du bois de trois espèce: le Kevazingo (Guibourtia tessmanii) espèce des forêts tropicale du Gabon à croissance lente peut tolérante à la lumière, utilisée dans les structures de bois massifs. Le Douglas (Pseudosuga menziesii) essence résineuse héliophile à croissance rapide, qui est une espèce de référence en France pour le reboisement et est également employée pour plusieurs applications. L’Okoumé (Aucoumea Klaine ana) essence héliophile à croissance rapide des forêts tropicale du Gabon, utilisée pour la confection des placages.

Il s’agit d’estimer sur un petit nombre d’individus mais de manière précise les patrons de

variations du bois juvénile vers le bois mature, sur plusieurs propriétés structurales et

technologiques. Les changements structuraux (anatomie cellulaire, ultrastructure des

parois) sont interprétables par les fonctions et les processus de formation du bois. Les

propriétés technologiques intègrent les variations structurales avec leurs interactions et

sont les critères opérationnels pour définir les usages du bois. Les études préliminaires

ont montré que pour certaines propriétés, les patrons sont stables et caractéristiques de

l'espèce. Pour d'autres propriétés, les patrons sont fluctuants et « hétérogènes ».

L'analyse permettra de déterminer les propriétés qui marquent le mieux le phénomène

de la transition bois juvénile/bois mature. Puis de comparer les résultats entre espèces

pour analyser si les patrons habituellement observés sur des essences résineuses ou

feuillues à croissance rapide (eucalyptus, peuplier) se retrouvent chez les espèces

tropicales de forêt naturelle.

Mots clés : Bois juvénile, bois mature, propriété du bois, patron de variation.

Seminar 07 – 02 – 2019

1

Determination of composition, pressure and density of CO2 - N2 gas mixtures by Raman

spectroscopy: Application to natural fluid inclusions from the Central Alps, Switzerland

Van-Hoan Le a, *, Marie-Camille Caumon a, Alexandre Tarantola a, Aurélien Randi a, Pascal Robert a and Josef Mullis b a Université de Lorraine, CNRS, GeoResssources Laboratory, BP 70239, F-54506 Vandoeuvre-lès-Nancy, France b Mineralogisch-Petrographisches Institut, Bernoullistrasse 30, CH-4056 Basel, Switzerland

E-mail : [email protected]

Keywords : Energy resources, natural resources, geological fluids, storage, spectroscopies, thermodynamics

of gas mixtures

Raman spectroscopy is widely used since 1970s as an alternative method to

microthermometry to quantify gas mixtures based on Raman scattering cross-section (RSCS) and

variations of spectral features [1,2]. However, most of published data were establish at low

density, without evaluating the effects of composition. This can lead to an important error when

apply to geological fluid that contain in most cases a mixture of several component at high density.

Figure 1: Drawing of

the experimental setup

The aims of this study are (1) to reevaluate the relative Raman scattering cross-section

(RRSCS) of CO2 with varying pressure and composition and (2) to establish a new calibration data

for quantitative measurements of CO2-N2 gas mixtures over pressure range 5 to 600 bars. High

pressure optical cell system (HPOC) [3] combined with a fused silica capillary (FSC) [4] and a

heating-cooling stage were used for Raman in-situ analyses of CO2-N2 gas mixtures at controlled

PTX conditions to figure out reliable quantitative parameters. Our experimental results show that

RRSCS of CO2 remains constant (at least) over studied pressure range within any mixture

concentrations. Reevaluated RRSCS values of + mode (1.41 ± 0.01) and - mode (0.89 ± 0.005) of

CO2 are very closed compared to available data in literature but with a better accuracy. New RRSCS

data can now be used to measure the proportion of CO2 in N2 mixtures giving an uncertainty of

± 0.2 mol%. Different polynomial equations were derived from our experimental data to calculate

directly the pressure and the density of CO2 – N2 gas mixtures with an accuracy less than 20 bar

and less than 0.01 g.cm-3, respectively. The latter results were then successfully applied to natural

fluid inclusions hosted in quartz from Central Alps and compared with microthermometry for

validation.

[1] Burke et al. (2001) Lithos, 55, 139–158.

[2] Frezzotti et al. (2012) Journal of Geochemical Exploration 112, 1–20.

[3] Chou et al. (2012) EMU Notes in Mineralogy, Vol. 12, Chapter 6, 227–247

[4] Caumon et al. (2014) Chemical Geology 378–379, 52–61.

mailto:[email protected]


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Linking ozone fluxes to plant responses - Subcellular dynamic of ozone injury within the foliage of

poplar (Populus tremula x alba)

Benjamin Turc, Pierre Vollenweider, Yves Jolivet, Mireille Cabané

Université de Lorraine, AgroParisTEch, INRA Champenoux

Abstract: Tropospheric ozone is pollutant damaging vegetation. Damages appear as visible symptoms

(necrosis and/or chlorosis) which are a consequence of microscopic changes occurring at the cellular

level. These microscopic changes are related to the Programed Cell Death: the Hypersensitive-

Response and the Accelerated Cell Senescence. This work attempts to answer 2 questions: (i) what is

the kinetics of the Hypersensitive response and the Accelerated Cell Senescence in leaves during ozone

exposure ? and (ii) are there any differences between young and old leaves ? To answer these

questions, young poplars (tremula x alba; clone INRA 717-1B4) were cultivated for 1 month in

Phytotronic chambers with two different levels of ozone (80 and 100 ppb). A quantitative monitoring

method for the Hypersensitive-Response was developed with the trypan blue coloration, while

Accelerated Cell Senescence was appreciated by the time-course of chlorophyll content. With 80ppb

and 100ppb of ozone the Hypersensitive Response started after 4 days for the old leaf. For the young

leaf, the Hypersensitive Response started earlier (8 days) and was more intense with 100 ppb ozone

than 80 ppb of ozone. The accelerated Cell Senescence was observed only in the old leaf at 100 ppb

ozone. The cumulated-ozone flux was higher in the young leaf, meaning more ozone was absorbed by

them. In conclusion, the Hypersensitive Response appeared before the Accelerated Cell Senescence in

leaves exposed to ozone. Although the young leaf received more ozone than the old leaf, they showed

less microscopic damages, suggesting the young leaf may have better detoxification capacity than the

old leaf.


Oral ☐

Poster ☒

Titre :

MASSIVE GENE FLUX IN BACTERIAL POPULATION FUELS ADAPTATION TO SOIL

FOREST ECOSYSTEM

Auteurs :

Abdoul-Razak TIDJANI1, Jean-Noël LORENZI2, Olivier LESPINET2, Cyril BONTEMPS1, Pierre

LEBLOND1

Affiliation :

1Université de Lorraine, Inra, DynAMic, F-54000 Nancy, France

2Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), CEA, CNRS, Université Paris-Sud, UPSay, Gif-sur-Yvette

cedex, France

Résumé (1 page max)

Introduction

As for plants or animals, the microbes form populations that consist of interacting individuals from the

same species. This level of organisation is an operating unit able to respond to biotic stresses coming

from other ecological co-inhabitants such as microbes or plants. The sum of these interactions (often

occurring at the cellular level) drives responses and ecological traits at higher scales such as in the

forest ecosystem.

Question

The global aim of this project is to assess how a microbial population affects its biotic co-inhabitants in

a forest soil and how in return these latter influence the dynamic of the bacterial population. In this study,

we focused on this last point and investigated the genomic diversity of a Streptomyces population

isolated from grains of rhizospheric soil.

Results

We selected strains that could be considered as clones, sequenced and compared their genomes. We

showed that their genomes presented an unexpectedly large set of variable genes (ca. one third of the

population pangenome) indicating that this population had a great evolvability over a short evolutionary

time. We showed that this rapid genome dynamics (massive gene fluxes fuelled by mobile genetic

element mobility) in bringing different functions in individuals of the population, can help to its

functioning. For instance, some metabolites produced by some individuals provide advantage to non-

producing conspecifics (public good) in biotic competition.

Conclusion

These massive gene fluxes do not occur at long-term evolutionary time but at a scale enabling the

population response to environmental changes. This tremendous capacity of evolvability appears as a

key factor to favour resilience of the ecosystem.

Mots clés : Microbial population, whole genome comparison, gene transfer, evolvability, public goods


Oral ☐☐☐☐

Poster

Titre : Biochemical characterization of glutathione transferases potentially

involved in the metabolism of coumarins in Arabidopsis thaliana during iron

deficiency

Auteurs : Élodie Sylvestre-Gonon, Jean-Michel Girardet, Nicolas Rouhier and Arnaud Hecker

Affiliation : UMR 1136 Interactions Arbres/Microorganismes, Université de Lorraine/INRA, Faculté

des Sciences et Technologies, Boulevard des Aiguillettes, 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy, France

Résumé (1 page max) :

In response to iron starvation, Arabidopsis thaliana secretes coumarins into the rhizosphere via the

PDR9 transporter to facilitate iron solubilization. Loss-of-function pdr9 mutants accumulate

coumarins in roots [1,2]. A large-scale transcriptomic analysis performed in roots of Arabidopsis wild

type and pdr9 mutant subjected to iron deficiency revealed that 7 genes encoding glutathione

transferases (GSTs) of the Tau class (GSTU) are up-regulated. This suggest a potential role of these

GSTUs in coumarin trafficking. Enzymes from this GST class usually bind ligands for their transport or

storage and/or catalyze the conjugation of glutathione on substrate molecules. The 7 purified

recombinant GSTUs possess glutathione conjugation and peroxidase activities comparable to other

closely-related GSTs. The profiles of thermal denaturation of the recombinant proteins incubated

with a library of coumarins indicate that only a few molecules interfered with GSTU stability. Their

biochemical properties will be further validated using metabolite extracts from plants.

References [1] Fourcroy, P., Sisó-Terraza, P., Sudre, D., Savirón, M., Reyt, G., Gaymard, F., Abadía, A., Abadia, J., Alvarez-Fernández, A. and Briat, J.F.

(2014). Involvement of the ABCG37 transporter in secretion of scopoletin and derivatives by Arabidopsis roots in response to iron

deficiency. New Phytol. 201(1):155-67. [2] Fourcroy, P., Tissot, N., Gaymard, F., Briat, J.F. and Dubos, C. (2016). Facilitated Fe Nutrition by Phenolic Compounds Excreted by the

Arabidopsis ABCG37/PDR9 Transporter Requires the IRT1/FRO2 High-Affinity Root Fe(2+) Transport System. Mol. Plant. 9(3):485-488.

Mots clés : Glutathione transferase, coumarin, iron, Arabidopsis thaliana


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Titre:

Cl/Br and δ37Cl evolution in seawater expelled during the compaction of MX-

80 smectite

Auteurs :

Jessica Strydom, Hans Eggenkamp2, Jérôme Sterpenich1, Pierre Agrinier2, Antonin Richard1, Dragan

Grgic1, Patrick Gaire1, Régine Mosser-Ruck1 and Eric C. Gaucher3

Affiliation :

1Université de Lorraine, CREGU, GeoRessources laboratory, UMR CNRS 7359, BP70239,

54506 Vandoeuvre-lès-Nancy, France 2Institut de Physique du Globe de Paris, 1, rue Jussieu - 75238 Paris cedex 05, France 3Total CSTJF, Avenue Larribau, Pau, F-64000, France

Résumé :

During a high pressure (up to 150 MPa) high temperature (up to 150°C) compaction

experiment of MX-80 smectite equilibrated with ocean water, it was found that the Cl and

Br concentrations in the expelled solution are progressively being decreased while

simultaneously being increased in the compacted clay. This significant retention of Cl and Br

in the pore water of the compacted clay is indicative of ultrafiltration by the clay. Despite

the size difference between the two anions no significant fractionation between Cl and Br is

observed in the expelled water. The δ37Cl value of the expelled water shows a sharp

decrease (from -0.1 ‰ down to -0.5‰) during the first steps of compactions (between

45MPa – 21°C and 65MPa – 30°C) and then remains stable until 125MPa – 120°C. The largest

impact on anion and stable isotope composition is seen during the earlier phases of the

compaction. It is supposed that the surface chemistry of the clay in combination with

decreasing porosity result in re-equilibration of compressed and overlapping diffuse double

layers which in part, drive the anion and δ37Cl evolution.

Mots clés :

Smectite compaction, geochemistry, stable isotopes, ultrafiltration

Diagenesis and fluid-rock interactions in the Upper Lacq

carbonate petroleum reservoir, Aquitaine Basin (Southwestern

France) Alexy ELIAS BAHNAN1, J. PIRONON1, C. CARPENTIER1, E. C. GAUCHER2, S.

CALASSOU2 and A. VIRGONE2. 1Université de Lorraine- CNRS-CREGU, GeoRessources Lab, Nancy, France 2TOTAL, CSTJF, Pau, France

Keywords: Lacq, Aquitaine basin, diagenesis, fluid inclusions, geochemistry, P-T modelling

The geodynamic evolution of basins exert a major control on the evolution of temperature, pressure and chemistry of circulating fluids. This, in turn, influences the diagenesis of petroleum reservoirs. Such a setting applies to the Upper Cretaceous Lacq reservoir of the Aquitaine Basin in southwestern France. This 650m-deep Coniacian - Campanian oil reservoir is part of a salt-core anticline in a complex area marked by hyper - extension during Early Cretaceous and compression during Late Cretaceous and Paleogene (Biteau et al., 2006). However, little is known about the nature, origin and timing of diagenetic fluids. This PhD aims to (1) revisit and reconstruct the diagenetic history of the Lacq field, (2) document the impact of hydrothermal activity on reservoir properties and (3) link the involved fluids to the geodynamic history of the basin. Petrographic observations reveal a paragenetic sequence of 17 phases. After bacterial activity during eogenesis, mesogenesis is marked by dolomitization, calcite cementation and oil migration. Telogenesis is expressed by the return of oxidizing conditions and precipitation of a late phase of anhydrite cements. δ18O and δ13C isotopes were obtained from the dolomitized host rocks, saddle dolomites cement and the blocky calcite phases. δ13C of the host rocks are in the range of +2.49‰ to +3.23‰ PDB and δ18O between -2.25‰ to -7.00‰ PDB. Saddle dolomites show a similar range of δ13C with values between +0.51‰ to +2.83‰ PDB but a more depleted δ18O range of -8.21 to -9.09 ‰ PDB. Blocky calcites are slightly more depleted with a δ13C range of -1.48 to +1.53‰ PDB while δ18O vary between -10.38 and -12.38‰ PDB. Fluids inclusions (FIs) in matrix and saddle dolomites homogenize to the liquid phase at a mode of 77-80°C, similar to the aqueous inclusions in blocky calcites. Oil inclusions in calcites homogenize around 67°C. REE patterns of dolomites and calcites have bulge in the middle REEs and a week Ce anomaly relative to La anomaly. The depletion in δ18O values is indicative of thermal fractionation at elevated temperatures, while the similarities in δ13C suggest buffering with the surrounding host rocks. PIT modelling of the aqueous and oil inclusions in these calcites indicate trapping T range of 82-92°C and pressure of 136-210 bars. Combining isotope geochemistry and microthermometry, the δ18O of parent fluids of dolomites and calcites are between +2 and +2.5‰ SMOW respectively. The pattern and anomalies of REE anomalies are indicative of precipitation from anoxic pore waters. Given the same temperatures and isotopic signatures, we argue that the same dolomitizing fluids became gradually depleted in Mg and eventually precipitated calcites. Trapping conditions for aqueous and oil conditions in the calcites are at least 35°C hotter than the thermal regime calibrated by Petromod’s basal heat flow and vitrinite reflectance fitting. This gap indicates that the fluids responsible for dolomitization and calcite cementation are too hot to be under normal burial conditions and are thus typical of hydrothermal fluids circulation. Fracture analyses constrain the timing of this event to be during the Eocene maximum compression. Therefore, using petrography, isotope geochemistry, fluid inclusions microthermometry and modelling tools, we updated the diagenetic model of Upper Lacq’s oil reservoir and documented the impact of hydrothermal fluid circulation on the diagenesis of a petroleum reservoir. These modifications are a consequence of the geodynamic evolution of the Aquitaine basin, such that during the Eocene compression, hydrothermal fluids circulated and triggered the dolomitization and eventually calcite cementation of the reservoir. Biteau, J., Le Marrec, A., Le Vot, M., Masset, J.-M., 2006. The Aquitaine Basin. Pet. Geosci. 12, 247–273.


Oral ☐

Poster ☒

Creeping flow equations for the simulation of large deformations and their

possible application to structural restoration: a bibliographic review

Melchior Schuh-Senlis, Guillaume Caumon, Paul Cupillard, Jean Braun

Équipe RING, Université de Lorraine, CNRS, GeoRessources, France

Modelling the mechanical behavior of the subsurface at various spatial and temporal scales may be achieved using different rheologies and mechanical parameters in the same model. However, most numerical models have difficulties taking into account the impact of different rheologies, because of the simultaneous application of the different mechanical laws, and the important resulting computation cost. This is particularly true in the representation of faults and salt behaviour in geomechanical restoration. Indeed, geomechanical restoration methods to date rely on considering the rock properties as fully elastic and applying boundary conditions, while restoring faults with geometric frictionless contact methods. Salt, however, has been proven to react as a Stokes viscous fluid in geomechanics, and faults come from rocks reaching a plastic limit. Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) methods have been widely used for salt modelling, implementing viscous Stokes flow in 2D, or even in 3D in some recent works. These methods could provide a new approach for modelling the whole subsurface behaviour. Indeed, in large deformations and long time standards (105 to 109 years), rocks have been found to be mainly ductile. This paper presents a bibliographic review of mechanical simulations of large deformations, of their application in geomechanical restoration, and of the possible use of creeping flow models to upgrade these simulations.

Stokes flow, Structural restoration, large deformations simulation, faults, salt


Oral ☐

Poster ☒

Titre : Microclimat des vallons forestiers des plateaux calcaires du nord-est de

la France

Anna Schmitt, Sandrine Chauchard, Vincent Badeau, Jean-Luc Dupouey

Université de Lorraine, AgroParisTech, INRA, UMR SILVA, 54000 Nancy


Les plateaux calcaires du nord-est de la France sont entaillés par des vallées étroites et escarpées. La présence d’une végétation particulière au sein de ces vallons forestiers a été mise en évidence dès le début du XXème siècle par les études d’Hagène (1931). Cette végétation serait liée, entre autres, à des conditions de températures différentes de celles des plateaux (Rameau and Timbal, 1979; Royer, 1975; Timbal, 1978). Du fait de leurs caractéristiques, le changement climatique est susceptible d’affecter les écosystèmes particuliers de ces vallons mais aussi des plateaux environnants. D’une part, certaines espèces adaptées au froid absentes des plateaux risquent de se voir impactées négativement par une augmentation des températures. D’autre part, des espèces situées sur les pentes exposées au sud ou au sud-ouest, plutôt méditerranéennes, devraient en bénéficier et voir leur aire de distribution s’étendre aux plateaux environnants. Enfin, des espèces aujourd’hui communes sur les plateaux pourraient se raréfier et trouver refuge dans les vallons. La caractérisation de la température actuelle des vallons par rapport à celle des plateaux est primordiale pour comprendre la présence des espèces et pour prédire leurs disparitions et apparitions futures, en lien avec le réchauffement climatique. Grâce aux capteurs de température, nous pourrons étendre à un plus grand nombre de sites les études démarrées dans la seconde moitié du XXéme siècle (Rameau and Timbal, 1979; Royer, 1975; Timbal, 1978) visant à caractériser le microclimat des vallons froids, en quantifiant le différentiel de température entre les différentes zones des vallons et le plateau. Dans un second temps, nous chercherons à le modéliser à partir du climat régional et en utilisant des paramètres issus de la topographie. Pour décrire les températures des vallons forestiers et les comparer à celles du plateau, 91 capteurs ont été installés, dans douze vallons. Ils sont placés le long de transects transversaux au vallon de sorte qu’il y ait, au minimum, un capteur sur le plateau, un sur chaque versant et un dans le fond du vallon. En parallèle, nous avons équipé 3 versants nord de vallées plus larges afin d’étudier l’effet du confinement sur le microclimat. Enfin, pour faire le lien avec les données méso-climatiques, disponibles à l’échelle du kilomètre, nous en avons également placés à l’extérieur du couvert forestier. Une fois les différences de températures entre sites analysées, nous tenterons d’appliquer les modèles microclimatiques issus de la littérature aux vallons froids. Grâce aux données recueillies par les

capteurs, leurs résultats seront comparés et les modèles qui s’appliquent le mieux à notre étude seront retenus. Le poster présente les résultats préliminaires de cette étude en s’appuyant sur des mesures prises près de Pierre-la-Treiche, en Meurthe-et-Moselle. Ils confirment une partie de ceux trouvés à la fin du XXéme siècle. Des différences de température entre le fond de vallon, les pentes et le plateau ont été observées avec des variations temporelles à l’échelle de la journée et de l’année (Royer, 1975). En 2018, des écarts pouvant aller jusqu’à 3°C ont été observés entre le fond de vallon et le plateau. L’étude parallèle de la température dans différentes positions topographiques d’une vallée large (à notre connaissance non réalisée dans la littérature) montre des écarts de températures plus faibles, atteignant au maximum 1.4 °C. De plus, les variations saisonnières et intra-journalières semblent différer de celles observées dans le vallon situé à proximité. Par ailleurs, notre dispositif permet de caractériser l’effet du couvert sur le microclimat forestier. Les températures sous et hors couvert forestier diffèrent fortement. De même que pour les positions topographiques, les écarts varient spatialement et temporellement. En hiver, ceux-ci sont faibles et plutôt constants au cours de la journée, tandis qu’au printemps et en été, ils augmentent fortement entre 10h et 18h, pouvant atteindre 3°C.

Mots clés : Topographie, microclimat, température.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Titre : Using biomass from agriculture residues in peatlands for bioenergy

production

Auteurs María José Rodríguez Vásquez1,4, Anthony Benoist1,5,, Jean-Marc Roda2,3,5, Mathieu

Fortin4

Affiliation :

1 CIRAD, UPR BioWooEB, F-34398 Montpellier, France 2 CIRAD, UPR Forêts et Sociétés, Serdang, Malaysia 3 Universiti Putra Malaysia, INTROP, BIOREM Laboratory, Serdang, Malaysia 4 AgroParisTech, SILVA, Nancy, France 5 Univ Montpellier, CIRAD, Montpellier, France

Résumé

Peatlands play an important role as carbon pools with one third of the world’s soil carbon

stored (Joosten & Clarke, 2002). However, peatlands of Southeast Asia have suffered

shrinkage due to economic and natural resource pressure, often caused by land use change

and fires. In this work, a comparison of four scenarios related to current land uses and

aboveground biomass valorization of peatlands was performed. The objective of this study is

to compare the global contribution to climate change that could be avoided by means of the

biomass valorization and stopping the fires in peatlands. Three scenarios were defined to

compare the impact to climate change through greenhouse gas emissions of different land

management for biomass from peatland. The scenario assessment is based on meta-analysis

reviews. The total greenhouse gas emissions for the scenarios “business as usual”, “biomass

valorization in drained conditions” and “restauration” were 880, 19 and -3 t ha-1 CO2

equivalent respectively. The “biomass valorization” scenario avoid 861 t ha-1 CO2 equivalent

in comparison with “business as usual” scenario and, contributes 14 t ha-1 CO2 equivalent

more than “restauration” scenario. Scenario “biomass valorization” is an alternative to stop

the fires in peatlands maintaining a balance between economic activities and contributing in

peat formation.

Keywords: Carbon stock; Peat soil; Peatland; Greenhouse gas; Wildfires; Indonesia.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Significance of dolomite cement formation in the fluvial-lacustrine

reservoir from the Zoovch Ovoo uranium deposit, Mongolia.

D. Rallakis*, M. Cathelineau, R. Michels

* UMR CNRS-UHP-INPL 7566 et CREGU, 54500, Vandœuvre les Nancy

Abstract

The Zoovch Ovoo uranium deposit is hosted in the Sainshand Formation, an Upper

Cretaceous siliciclastic reservoir, upper part of the post rift infilling of the Mesozoic East

Gobi Basin (Mongolia). This Sainshand Formation corresponds to an alternating of

unconsolidated medium-grained sandy intervals and clay layers deposited in fluvial-

lacustrine settings. The uranium deposit is confined within a 60-80 m thick siliciclastic

sequence inside roll-front systems. In our sampling, the ore is expressed under four

forms: (i) U-rich organic matter without any distinguishable U-phase or sulphide; (ii)

UO2 associated to pyrite; (iii) a continuous compositional series from UO2 to USiO4

associated to/replacing pyrite; and (iv) U-phases associated to organic matter within

altered feldspar. This siliciclastic reservoir could be cemented by carbonate

occurrences. Although the regional area is calcite-dominated, the roll-front is

characterized by dominant dolomite with different textures. Hence, the dolomite fabrics

of Zoovch Ovoo were studied in detail, in order to uncover their origin and diagenetic

history. The dolomite was investigated by 1) petrographic observations of ordinary

microscopy, complemented by cathodoluminescence as well as SEM images 2)

crystal-chemistry data obtained with SEM-EDS, EMPA, XRD and LA-ICPMS. There

are large variations among the different dolomite fabrics with respect to the size and

geometry of the crystals, which can be classified under four types indicating possible

successive recrystallization episodes, starting with: (i) microcrystalline, (ii) euhedral,

(iii) subhedral and (iv) anhedral. Despite the petrographic contrasts, the majority of the

carbonate cemented sandstones are chemically identical and show little variation in

major elements. Their stoichiometry is very close to dolomite, with slight variations

concerning Ca and exchanges of Mg by Fe and/or Mn, mostly occurring as dolomite

crystal zonations. The most significant variations appear for Rare Earth Elements

(REE) and to some extent for minor elements (Sr, Mn). Thus, the microcrystalline type

shows REE concentrations ranging between 130 to 1800 times that of chondrites with

relative enrichment of the light REE. The euhedral type contains REE concentrations

10 times lower than the microcrystalline; the subhedral 30 times lower and the anhedral

100 times lower, while relatively enriched in heavy REE. Regarding the stable isotopes,

δ18O PDB and δ13C PDB values range between -9.48‰ to -11.79‰ and -5.59‰ to -

7.71‰, respectively for the dolomite cemented sandstones and between -11.68‰ to -

14.61‰ and -5.74‰ to -8.64‰ for the calcite cemented (from Zuunbayan sub-basin

used for comparison). The lighter δ18O values for calcite suggest that the origin of the

water is meteoric, while the slightly heavier values for dolomite suggest interaction with

the aquifer. All data taken into consideration, it is proposed that the various dolomite

types reflect various degrees of interactions with aquifer circulating fluids. It is proposed

that the endorheic basin situation of the Zoovch Ovoo deposit combined to climate

control lead to a limited water budget. As a consequence, formation and circulation of

brines eventually rich in dissolved organic matter favoured dolomite cement formation.

According to currently available data, uranium bearing fluids might be contemporary

only to the anhedral dolomite (Type IV).

Keywords: Uranium, roll-front, dolomite, Upper Cretaceous, East Gobi Basin,

Mongolia


Oral ☐

Poster ☒

Petro-structural study of the polyphased gold mineralization at the Galat

Sufar South (GSS) deposit, NE Sudan

J. Perret1,2, A. Eglinger2, J. Feneyrol1, A.-S. André-Mayer2, R. Bosc1, C. Hartshorne3, E. Abanyin3

1 Arethuse Geology Sarl., BP 80017, Latitude Arbois, 1060 rue René Descartes, 13290 Les Milles, France 2 GeoRessources, Université de Lorraine, CNRS, 54000 Nancy, France 3 Orca Gold Inc., 885 West Georgia Street, Suite 2000, Vancouver, V6C 3E8, Canada

Abstract:

The Galat Sufar South (GSS) deposit operated by Orca Gold Inc. is located within the Keraf Shear Zone (KSZ) that is considered as the suture between the Arabian-Nubian Shield (ANS) and the Saharan Metacraton. Preliminary structural analysis on core lead to consider four deformation events at the deposit scale: (1) a first cryptic folding ductile Dx-1 event is transposed within (2) a Dx-related shear zone expressed by a steeply dipping, N140E- to N170E-striking Sx penetrative cleavage; (3) then, a discrete ductile-brittle Dx+1 event occurred as rare shear bands and tension gash veinlets, (4) followed by a late brittle Dx+2 brecciation event. Besides, pluri-metric- to pluri-decametric-scale Fx folding strongly controls the GSS structural framework and ore shoot distribution parallel to Fx fold axis (318/79) as evidenced by systematic measurement of the Sx orientation on oriented core.

At the deposit scale, the GSS deposit is hosted by an intermediate to felsic, pervasively sericitized, locally strongly albitized and silicified metavolcanoclastic unit within a weakly carbonated, chloritized meta-andesitic sequence. Three main hydrothermal events have been described on core: (1) an ante-Dx barren pyritization is expressed by disseminated Py and dismembered Cb±Qz±Py veinlets. It is associated to strong Chl of the meta-andesite and strong Ser of the metavolcanoclastic unit; (2) the ante-to syn-Dx major mineralization occurs as Qz+Py±Cb deformed veinlets and disseminated, texturally zoned Py. Rare evidence for electrum crystallization is visible; (3) the syn-Dx+2 mineralization is characterized by a polymetallic assemblage hosted by Qz+Cb breccia veins and veinlets. The polymetallic sulfide contribution is variable but electrum is scarcely visible when important.

Besides, the ongoing laboratory work will help to better quantify the contribution of the distinct hydrothermal events to the Au stock and precise their relative timing regarding the deformation history at the GSS deposit.

Keywords: Galat Sufar South gold deposit; Keraf Shear Zone; Arabian-Nubian Shield; Sudan.

Elicitation of cryptic antimicrobial compounds by microbial co-culture

Matthieu NICAULT1,2,Cyril BONTEMPS 1, Eric GELHAYE,2,and Pierre LEBLOND1

1 Université de Lorraine, INRA, DynAMic, F-54000 Nancy, France; 2 Université de Lorraine, INRA, IAM, F-54000 Nancy, France

Natural antimicrobial molecules such as antibiotics and antifungals have profoundly changed the modern

medicine and improved human health. However, with the increasing emergence of multiresistant pathogenic

bacteria, there is nowadays a need to identify new molecules and antimicrobial activities.

Microorganisms constitute one of the principal source of bioactive natural products and, for instance, about half

of the antibiotics used in the human medicine comes from the sole bacterial genus Streptomyces. Despite this

prolific production, genome mining approaches have revealed that Streptomyces and other microbes known to

produce bioactive molecules harbour many more gene biosynthetic gene clusters than earlier expected and

potentially conceal new sources for novel compounds that remain cryptic in lab conditions.

Because they mimic natural biotic interactions that can induce bioactive molecule biosynthesis, our

approach is to perform co-cultures between fungi and Streptomyces in order to awake cryptic gene clusters in

one or both partners. After that, metabolites and biosynthetic pathways will be identified by metabolomics and

transcriptomics methodologies.

Fungi and environmental Streptomyces have been co-cultivated on two media. Metabolites extraction

was performed in ethyl acetate. The antibiotic activity resulting from the interaction will be screened against

indicator strains and were characterized by analytical chemistry methods (LC-DAD, GC-MS).

144 co-cultures were achieved between 9 fungi and 8 environmental Streptomyces on two media.

Preliminary results enabled to identify 3 bacterial and fungal couples on one medium with potentially increased

antimicrobial activities against Gram+ bacteria. Metabolic profiling with LC-DAD and GC-MS has revealed new

metabolite production.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Titre : Cenozoic � �� Variations of Marine Authigenic Smectite

Auteurs : Mathis Neimard 1, 3, Nathalie Vigier 1, Anne-Marie Karpoff 2, Laurie Reisberg 3

1. Laboratoire d'Océanographie de Villefranche / CNRS-UPMC, Villefranche sur Mer, France

([email protected])

2. Institut de Physique du Globe de Strasbourg / CRNS, Strasbourg, France

3. Centre de Recherche Pétrographiques et Géochimiques / CNRS, Vandœuvre-lès-Nancy,

France


The Li isotope composition of the ocean is controlled by inputs from rivers and hydrothermal vents and by formation of marine clays. Continental weathering, especially of silicates which have high Li contents, thus influences oceanic Li concentration and isotope ratio. The ocean δ7Li record may provide information about past variations in silicate weathering, which removes CO2 from the atmosphere, thereby playing a critical role in global climate regulation. The first complete Cenozoic marine δ7Li reconstruction was made from foraminifera tests [1]. However, some studies indicate that vital effects occur during foraminifera calcite formation [2], which could have an effect on the ocean Li isotope composition reconstructed from such samples. In this study we extracted lithium from clays of sediment cores and mesured their major/trace element composition by ICP-AES and their lithium isotope ratio by MC-ICP-MS. Samples come from the equatorial Pacific Ocean and range in age from 50 Myr to <1Myr. Samples from the Atlantic Ocean will also be analysed for comparison.

Extracted clays are dominated by authigenic smectite with little exchangeable lithium. The lithium isotope signature of the 0-10Myr old clays is constant and fractionated by 25‰ compared to present-day seawater composition, in agreement with low-T clay experimental syntheses. Thus, Cenozoic clay data provide an alternative means of reconstructing the marine Li isotope record, avoiding the potential complexities related to variable vital effects when using biogenic carbonates.

[1] Misra & Froelich (2012) Science 335, 818-823. [2] Vigier et al. (2015) C. R. Geoscience 347, 43-51.

Mots clés : Cénozoïque, argiles marines authigènes, isotopes du lithium


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Origin of seismicity related to a flooded abandoned coal mining district at

Gardanne, Provence, France

Dalija Namjesnik, PhD student, Ineris, Nancy

Yann Gunzburger, thesis director, Laboratoire GéoRessources - Université de Lorraine, Nancy

Jannes Kinscher, thesis co-director, Ineris, Nancy

Résumé

The closure of mines and post-mining management nowadays present a major challenge as the

problems that arise can greatly concern public security. When mines are abandoned, groundwater

pumping systems are usually stopped and the water which progressively fills the remaining voids can

affect the mechanical stability of underground structures. In general, mechanisms of observed

seismicity in flooded, post-mining districts have been poorly understood.

As a case study, this thesis focuses on the flooded abandoned coal mine in Gardanne, France, which

shows a significant post-mining seismic activity. This coal basin is also known for its natural seismicity

that indicates presence of fault segments, which could be in critical condition and potentially

reactivated by mine flooding. Post-mining seismic events seem to originate from an interaction

between rocks and fluids, which depends on many factors whose influence is still unknown. Questions

that remain open after previous analysis concern precise identification of source origin of post-mining

seismic events and the location of relevant fault segments, as well as detailed determination of

relationship between the hydrogeological system and seismicity, as it still remains very speculative.

The main objective of this thesis is to improve the assessment of seismic hazard in this area, and

evaluate whether larger seismic event due to flooding could be anticipated. To better understand

spatial and temporal characteristics of observed events, ongoing seismic analysis focuses on detailed

study of multiplet occurrences (events merged in groups based on similar waveforms, which indicate

similar location origin and source properties) using cross-correlation based template matching,

classification and relocation techniques. Results will allow us to estimate the potential of larger

dynamic ruptures associated with magnitudes M > 2 and/or a dominance of transient creep.

Preliminary results showed the existence of large number of multiplets, active over periods ranging

from weeks to several years, which represent nearby interacting fault segments or repetitive rupture

on identical segments resulting from surrounding aseismic creep.

To further investigate trigger mechanism, as perspective, geomechanical modelling approach will be

applied to quantifying potential of fault re-activation by varying of water column in mine layer and

investigate pore pressure increase effect on fault. Combining those with results of hydrogeological

analysis, which encompasses reconstructing water levels from available hydrological data and building

a model for water circulation in mine workings, aim is to develop hydrology-seismicity interaction

model.

Mots clés seismicity, abandoned mine, flooding, seismic hazard


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Titre : Modélisation juvénile : effets de la préparation du site sur la croissance

des espèces sylvicoles françaises. Une méta-étude.

Auteurs : JCharles MIQUEL1, Mathieu FORTIN2, Alain BERTHELOT3, Christine DELEUZE4, Nicolas

BELANGER5, Catherine COLLET1

Affiliation : 1 I.N.R.A. UMR1434 Silva. Centre I.N.R.A de Nancy. 54280 Champenoux. France

2 AgroParisTech. UMR1434 Silva. E.N.G.R.E.F. 14 rue Girardet. 54000 Nancy. France

3 F.C.B.A. Institut technologique Délégation territoriale Nord-Est. 60 route de Bonnencontre.

21170 Charrey-sur-Saône. France. 77420 Champs-sur-Marne. France

4 O.N.F. RDI. Pôle de Dole. France

5 TELUQ. Département science et technologie. 5800 rue Saint-Denis.H2S 3L5 Montréal,

Québec. Canada

Résumé :

La phase de croissance juvénile est une période cruciale de développement du semis.

Dans un contexte d’évolution des pratiques sylvicoles visant à remplacer l’utilisation

controversée des herbicides en forêt par des méthodes perçues comme plus écologique, nous

avons analysé l’impact des différentes pratiques sur la croissance des semis. Nous avons

regroupé les différentes interventions sylvicoles usuelles en 7 grandes catégories qui sont : 1-

Amendements (Am) ; 2-Fertilisation (Fe) ; 3-Herbicide (He) ; 4-Hybride Fertilisation (Hf) ; 5-

Hybride Herbicide (He) ; 6-Mécanique (Me) et 7-Témoin (C). Les modèles ont mis en évidence

les effets positifs systématiques des traitements hybrides dont les effets rapides se

répercutent sur les variables observées de hauteur et/ou de diamètre quel que soit l’essence

considérée. Par ailleurs, les interventions utilisant de l’herbicide ou des méthodes mécaniques

ont des performances moindres et équivalentes. Hormis le seul cas du peuplier, les mesures

de C130 n’apportent pas d’éléments supplémentaire pour caractériser l’impact des

traitements sur la croissance juvénile par rapport à la hauteur totale.

Mots clés : Modélisation mixte non linéaire ; Préparation de site ; Croissance juvénile ;

Hauteur totale ; C130.

Des prairies permanentes diversifiées et performantes

Geoffrey Mesbahi1,2, Cécile Bayeur1, Sylvain Plantureux² 1 Parc Naturel Régional des Vosges du Nord, 67290 La Petite-Pierre, France

2 Université de Lorraine, Inra, F-54000 Nancy, France

Mots clés : prairies permanentes, biodiversité, économie, agroécologie, conservation

Contexte :

Les prairies permanentes occupent près d’un tiers de la surface agricole française, et produisent la

moitié des fourrages consommés. Les prairies permanentes sont des prairies qui n’ont pas été semées

ni labourées depuis au moins 6 ans, ce qui leur confère de nombreux services écosystémiques : accueil

de la biodiversité floristique et faunistique, stockage de carbone, filtration de l’eau, ... Ces services

écosystémiques sont aujourd’hui menacés par l’intensification des prairies. Cette intensification a pour

objectif d’augmenter les rendements fourragers, principalement par l’utilisation de fertilisants.

Cependant, s’intéresser aux rendements (tonne de Matière Sèche / hectare) ne permet pas une

analyse économique correcte, il est nécessaire d’étudier la performance (coût en euro de la production

d’une tonne de Matière Sèche). Or, peu d’études se sont intéressées aux liens entre performance

économique et diversité floristique des prairies permanentes.

Méthode :

Des relevés botaniques ont été réalisés sur 201 prairies permanentes du massif vosgien, entre 2001 et

2013. Ces relevés ont permis de connaitre la diversité botanique de chaque prairie, c’est-à-dire le

nombre d’espèces présentes.

En parallèle, les 42 agriculteurs gérant ces prairies ont été questionnés à propos de leurs pratiques et

rendements. Grace à leurs réponses, nous avons pu calculer la performance économique de chaque

prairie par le rapport entre les coûts de production et les rendements.

Résultats :

Le premier résultat visible est la grande variété de performance entre les prairies. S’il est en effet

possible de produire une tonne de fourrage pour 20€, certaines prairies nécessitent plus de 200€. Il

est donc possible de produire des fourrages ne demandant que peu d’investissements.

Il n’existe pas de lien entre la diversité floristique et la performance économique des prairies

(coefficient de corrélation égale à 0,02). Selon les prairies, il est donc possible d’avoir une diversité

riche ou pauvre pour une même performance.

Il est cependant possible d’observer la diversité potentielle maximale, qui diminue lorsque les coûts

de production d’une tonne d’herbe augmentent. Ainsi, les prairies peu performantes (dont le fourrage

est cher à produire) ont une plus faible diversité floristique potentielle.

Discussion et conclusion :

Il est possible d’avoir des prairies productives et peu couteuses, ce sont les prairies les plus

performantes. Ces prairies performantes peuvent aussi héberger une forte diversifiée floristique.

L’intensification des prairies, par l’utilisation de fertilisants par exemple, permet d’augmenter les

rendements, mais augmente aussi les coûts de production. Il est donc intéressant d’identifier les

prairies les plus performantes, car ce sont celles ayant le meilleur équilibre entre intensification et

rendement en herbe.

Enfin, il est nécessaire d’identifier les prairies qui arrivent à concilier performance économique et

diversité floristique, afin d’en étudier la gestion agricole, la flore et l’environnement. Ces prairies sont

en effet des solutions au maintien d’une agriculture rentable et protectrice la biodiversité.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Effect of tree species interactions and climate on carbon isotope composition

of tree rings

Soline MARTIN-BLANGY1, Marie CHARRU2, Xavier MORIN3, Marion JOURDAN3, Damien

BONAL1

1 Université de Lorraine, AgroParisTech, INRA, UMR Silva, 54000 Nancy 2 Bordeaux Sciences Agro, UMR 1391 Interaction Sol-Plante-Atmosphère ISPA, 1 Cours du Général De

Gaulle, 33175 Gradignan 3 CNRS, Université de Montpellier, Université Paul-Valéry, EPHE, UMR 5175 CEFE, 1919, route de

Mende, 34090 Montpellier

Résumé :

In the context of biodiversity and ecosystem functioning relationships, mixed-species forests have

been highly studied over the past decade. Forests with a high diversity of tree species are usually

found to be more productive than monospecific ones. However, the mechanisms leading to these

patterns are still not well understood. Furthermore, in the context of climate change, it is interesting

to analyze whether these mechanisms can help mediate the effects of harsher climatic conditions

such as drought.

The objective of this study is to characterize the influence of tree species interactions in mixed

forests on water use efficiency of trees under various environmental conditions in Southern France.

We estimated tree-level water use efficiency with the carbon isotope composition (δ13C) of the wood

in tree rings representing a five-year period (2003-2007) characterized by dry soil conditions. For

each site, a triplet approach (3 different forest stands) was used to compare tree WUE in pure and

two-species stands. Measurements were conducted along a latitudinal gradient in natural forests (5

sites in the South-East of France) in beech-silver fir or beech-pubescent oak forests.

We expect that trees in mixtures should have a lower water use efficiency than trees in pure stands

because they were less exposed to water stress in mixtures due to a complementarity in water

resource use.

However, our results show that variations in δ13C can be explained by species identity, site location

and height of trees but not by the composition of the stand (pure or mixed). Therefore, water use

efficiency of species within our sites does not seem to be affected by interactions or

complementarity effects between species.

Mots clés : mixed forests, species interactions, carbon isotope composition, functional ecology


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Response of Boehmeria nivea L. to increasing rare earth elements (REEs)

concentration

Chang Liu1,4, Yi-Ming Yang1, Hermine Huot1, Wen-Shen Liu1, Ming Yuan1, Mei-Na Guo1, 4, Ye-

Tao Tang1,2,3, Rong-Liang Qiu1,2, 3, Jean Louis Morel4

1School of Environmental Science and Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou, China

2Guangdong Provincial Key Laboratory of Environmental Pollution Control and Remediation

Technology, Guangzhou, China

3Guangdong Provincial Engineering Research Center for Heavy Metal Contaminated Soil Remediation

(Sun Yat-sen University), Guangzhou, China

4Laboratoire Sols et Environnement, INRA, Université de Lorraine, Vandoeuvre-lès-Nancy, France

Abstract

Abandoned ionic REE mines, widely distributed in South China, are subjected to serious

erosion due to a low vegetation coverage and steep slopes. The spreading and accumulation

of REEs in environmental bodies (e.g. water, farmland) is a potential risk for the populations

in a long run. The phytostabilization of REE mine tailings could be a way to limit soil erosion

and reduce REEs leaching in mine tailings. Ramie (Boehmeria nivea L.), which produces high

above-ground and root biomass, and exhibits a strong adaptability to harsh environments,

could be considered a good candidate for phytostabilization of mine tailings. The objectives

of this work were 1) to investigate the REEs tolerance capacity of ramie; 2) to investigate the

potential of ramie for phytostabilization. A series of REEs solutions was prepared with

mixtures of the 16 lanthanides, each brought at the same concentration, i.e. 0, 0.1, 0.5, 1, 5

10, 25, 50 μM. Then ramie was grown in hydroponics, and exposed to these mixtures.

Results showed that growth rate increased with increasing REE concentrations in the

solution until 5 µM REEs. The highest growth was observed a 1 μM REEs for the

aboveground plant parts, and at 0.1 μM REEs for the roots. The tolerance range was 0.1 to 5

μM REEs, i.e. 1.6-80 μM total REEs, and the maximal tolerance was observed in the 0.1-1 μM

region (1.6-16 μM total REEs). The plant tolerance index was higher than 1 at low REEs

concentrations; it decreased with increasing REEs concentrations (10, 25, 50 μM). REEs

concentrations were high in ramie roots, especially at high REEs concentrations. In

conclusion, ramie tolerates high concentrations of REEs in the medium. It can grow without

showing any stress at concentrations that are unlikely found in the environment (e.g. 5 µM

REEs). Roots contained much higher REE concentrations than shoots. Field investigations on

mine tailings are underway to test the plant ability for phytostabilization.

Key words: ramie, rare earth elements, tolerance, phyrostabilization


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Titre : Le maillage des étangs piscicoles de tête de bassin versant : Un

dispositif d’abattement des pressions phytosanitaires à l’échelle du

territoire ?

Auteurs : Le Cor François1, Dauchy Xavier2, Feidt Cyril1, Pasquini Laure2 et Banas Damien1

Affiliation :

1 Université de Lorraine-INRA (USC340), URAFPA, 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy

2 Laboratoire hydrologique de Nancy, ANSES, 40 Rue Lionnois, 54000 Nancy


Depuis plusieurs années, la communauté européenne s’est lancée dans une dynamique de

restauration et de protection de la ressource en eau. Dans cette optique, la Directive Cadre

sur l’Eau (DCE ; directive 2000/60) fixe des objectifs ambitieux de préservation et de

restauration de la qualité des eaux superficielles et souterraines (paramètres physico-

chimiques et écologiques). Cette directive doit amener à un retour du bon état des masses

d’eau ainsi qu’à la restauration du continuum écologique des grands bassins hydrographiques

européens (Agence française pour la biodiversité, objectifs 2027). Les étangs de barrage

créaient une rupture dans le continuum écologique et de ce fait semblent incompatibles avec

cette directive. En Lorraine, où les étangs couvrent plus de 7000 ha (Pôle relais zones humides,

2013), ces plans d’eau sont majoritairement les outils d’une production piscicole extensive.

En raison de leur faible superficie, ces étangs, contrairement aux lacs, ne sont généralement

pas considérés comme des masses d’eau à préserver (exception faite des étangs de plus de

50ha). Le suivi qualitatif de leur eau n’est alors pas assuré dans le cadre réglementaire DCE et

sont considérés parfois comme des obstacles à l’atteinte des objectifs de « bon état ». C’est

une des raisons pour laquelle aujourd’hui encore les connaissances sur leur fonctionnement,

ainsi que leur impact sur la qualité de l’eau sont limitées. Cependant, certains travaux menés

par l’Université de Lorraine sur le territoire du Grand Est ont mis en évidence une différence

significative des concentrations en produits phytopharmaceutiques (PPP) entre l’amont et

l’aval de l’étang, laissant supposer un effet tampon de ces derniers. Cet abattement peut

s’avérer non négligeable, notamment quand ces retenues d’eau sont situées en tête de bassin

versant, où la pression de contamination par les PPP est la plus forte. Si certaines études ont

été réalisées sur la capacité d’atténuation des étangs, les processus responsable de cette

atténuation (métabolisation, sédimentation, photo dégradation, dilution,…) sont peu étudiés.

De plus, ces travaux préalables se sont focalisés sur les molécules mères sans intégrer les

produits de métabolisation qui permettraient de conclure sur le devenir des PPP dans le

réseau hydrographique.

Mots clés : Etangs de barrage, tête de bassin versant, abattement, produits

phytosanitaires, métabolites

Mots clés : sol pollué, argiles, oxyde de fer, pétrole, biodégradation, oxydation abiotique, analyses

organiques, analyses microbiologiques, analyses texturales


Oral ☐

Poster ☒

Titre : Influence des phases minérales des sols sur l’évolution d’une

contamination pétrolière en contexte d’atténuation naturelle

A. Lebreton1, C. Biache1, T. Beguiristain1, C. Lorgeoux2, R. Michels2, D. Catteloin2, A. Cébron1,

M. Pelletier1, P. Faure1

1Université de Lorraine, CNRS, LIEC, F-54000 Nancy, France ; 2 Université de Lorraine, CNRS, CREGU,

GeoRessources, F-54000 Nancy, France

Près d’un quart des sites recensés (BASOL-ADEME) nécessitant une surveillance et/ou un suivi

particulier sont impactés par une contamination d’origine pétrolière. Celle-ci évolue au cours du temps

via des processus abiotiques et biotiques, les hydrocarbures pétroliers étant sensibles aux actions des

microorganismes. Ces transformations peuvent provoquer une accumulation de produits résiduels

réfractaires (i.e. composés de haut poids moléculaires et polyaromatiques polaires) au cours du temps.

De plus, les phases minérales peuvent interagir avec la contamination et impacter le déroulement des

différents processus de dégradation. En particulier elles jouent un rôle dans la sorption des molécules

organiques influençant ainsi leur (bio)disponibilité. Elles peuvent (i) catalyser des réactions de

condensation de certaines molécules notamment en contexte d’oxydation abiotique et (ii) favoriser la

sélection de consortiums microbiologiques.

Un des questionnements importants de ce travail est ainsi de savoir dans quelles mesures la

sélection des microorganismes est pilotée par la nature de la pollution et/ou des minéraux des sols.

L’objectif de cette étude est d’appréhender le devenir in-situ d’une contamination complexe

constituée de produits d’origine pétrolière sur le long terme. Pour cela, la transformation de la

contamination et l’évolution de sa répartition jusqu'à son accumulation dans les particules de sols

seront étudiées en contextes biotique et abiotique, en fonction des caractéristiques minéralogiques.

Ces travaux combinent (i) des expériences en laboratoire (en conditions contrôlées) qui

simuleront les principaux processus impliqués dans l’atténuation de la contamination (oxydations

abiotiques, incubations microbiennes), en présence de minéraux réactifs (minéraux argileux, oxydes

métalliques …) ou inertes, avec (ii) des observations de terrain réalisées sur le site atelier de

Pechelbronn (Alsace).

Ce site impacté par des résurgences pétrolières actives, pour certaines depuis plusieurs siècles,

montre, un gradient de contamination différent en fonction de la minéralogie de la zone d’étude. Une

évolution de la signature moléculaire de la matière organique selon la distance à la résurgence ainsi

qu’un impact certain de la contamination sur les microorganismes et leurs activités ont été observé.

Des incubations sont en cours afin d’identifier les liens entre les minéraux, la dégradation des

hydrocarbures et la sélection de la microflore et de son activité.


Oral ☐

Poster x

Titre : The SeCoNeMo (SEarch of COmbination of NEsted MOtifs) algorithm and its application to ICE finding in the Enterococcus faecalis V583 genome

Auteurs : Julie Lao, Thomas Lacroix, Gérard Guédon, Nathalie Leblond-Bourget and Hélène Chiapello

Affiliation : DynAMic and MaIAGE


Mobile genetic elements (MGEs) play a key role in bacterial genome evolution byenabling gene acquisition through horizontal gene transfer. Among these elements,Integrative Conjugative Elements (ICEs) are integrated in the chromosome of their hostsand transferred by the conjugation machinery.

Transfer and maintenance into the recipient cell are the two biological functionsindispensable for ICEs. Genes and sequences involved in these functions are physicallyclose on the DNA molecule and are respectively named « conjugation module »and« integration module ».

Two characteristics of MGEs can be enlightened: (i) MGEs evolve rapidly mainlythrough acquisition, loss and exchange of modules and (ii) MGEs have the propensity totarget the same region for integration resulting in aggregated and nested MGEs with fuzzybounds. Therefore, detection and accurate annotation of ICEs bounds is a difficult task thatrequires dedicated bioinformatics approaches.

We have developed a new detection algorithm for ICEs detection that includes twomain steps:

(i) the detection of “signature genes” of the conjugation and integration modules ofICEs with the previously published ICEFinder method [1].

(ii) the search for ICEs boundaries with the SeCoNeMo algorithm (Search ofCombined Nested Motifs) based on the type of “signature genes” that was detected instep (i).

In this poster, we will present the first results of this method obtained for theannotation of ICEs of the Enterococcus faecalis V583 genome.

References:

1. Ambroset, C., Coluzzi, C., Guédon, G., Devignes, M. D., Loux, V., Lacroix, T., ... & Leblond-Bourget, N. (2016). New insights into the classification and integration specificity ofStreptococcus integrative conjugative elements through extensive genome exploration.Frontiers in microbiology, 6, 1483.

Mots clés : Integrative Conjugative Element (ICE), Mobile Genetic Element (MGE), Bacterial Genomics, Bioinformatics, Algorithm


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Ecotoxicology of Rare Earth Elements (REE) in freshwater systems: behaviour

and biological effects

Lachaux Nicolas1, Pain-Devin Sandrine1, Giamberini Laure1

1LIEC UMR 7360 CNRS, Université de Lorraine, Rue du Général Delestraint, Metz 57070,

France

Rare Earth Elements (REE) are essential to produce efficient permanent magnet used in high-

technology. Their increasing production and use have led to the release of anthropogenic REE in the

environment including aquatic systems. However, little is known about the ecotoxicology of REE,

particularly in complex systems. To understand better the behaviour and biological effects of REE, we

conducted two ecotoxicological assays which aim to study the capacity of REE to inhibit the mobility

of the crustacean Daphnia magna (ISO 6341, 2012) and the growth of the green microalga Raphidocelis

subcapitata (ISO 8692, 2012). We test three REE: neodymium (Nd), gadolinium (Gd) and ytterbium (Yb)

alone and in mixture. The assays were performed in absence and presence of dissolved organic matter

(DOM: 8 mg/L of dissolved organic carbon including 6.8 mg/L fulvic acid). First results on D. magna

show similar effective concentration (ECx) of mobility inhibition for Nd, Gd and Yb, which suggests a

similar toxicity pattern among all REE. The presence of DOM tends to decrease the toxicity of REE. This

result was probably caused by the complexation of REE (trivalent metals).

Aquatic ecotoxicology, Dissolved organic matter (DOM), Metals, Rare Earth Elements (REE)


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Fractionnement physicochimique des caséines

par précipitation calcique différentielle

Influence du pH, de l’addition de calcium sur l’appauvrissement en caséines α et β

Auteur KERN Loïc

Affiliation LIBio


Ce poster permet d’illustrer le mécanisme d’interaction du calcium avec les caséines à pH

alcalin et de le quantifier.

D’un premier temps le poster rappel l’intérêt des caséines en industriel alimentaire, et

l’usage standard qui en est fait. Cependant, le marché de l’industrie alimentaire évolue en

permanence. Que ce soit pour suivre de nouvelles tendances (nouvelles textures, nouveau

gout…) ou s’adapter à une évolution des goûts des consommateurs (sans gluten, vegan…), il

est primordial d’innover et de développer de nouveaux produits afin de continuer à garder

l’intérêt du consommateur éveillé.

Le cracking laitier est un procédé qui s’est considérablement développé, le cracking du

lactosérum étant l’exemple le plus représentatif. Cependant les caséines restent encore un

ingrédient utilisé en l’état.

Dans ce poster, on s’intéressera à un moyen de modifier la composition en caséine d’un

concentré, par le biais d’une précipitation différentielle. Ceci consiste à utiliser l’affinité des

différentes caséines vis-à-vis du calcium afin d’en précipiter une fraction plus ou moins

importante de chacune d’entre elle.

Cette précipitation s’effectue à pH alcalin, pH ou les interactions avec les cations bivalents

(Ca2+) sont les plus fortes.

La précipitation sera quantitifiée par HPLC et des mesures de viscosité et de taille des

particules seront réalisés afin de commencer à comprendre l’ensemble des phénomènes qui

interviennent dans ce procédé.

Mots clés

Caséine / calcium / précipitation différentielle / proportion caséinique


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Analyse et modélisation de la variabilité de la densité du

bois des espèces forestières pour l’estimation des stocks et

des accroissements en biomasse des forêts françaises

métropolitaines

Baptiste Kerfriden, Doctorant 2017-2020

Encadrants : Jean-Michel Leban, Jean-Daniel Bontemps

• Laboratoires

Biogéochimie des Ecosystèmes forestiers (BEF), Institut National de la Recherche

Agronomique (INRA).

Laboratoire d’Inventaire Forestier (LIF), Institut National de l’Information Géographique et

Forestière (IGN).

• Mots-clés

Densité du bois, Inventaire forestier national, Essences forestières françaises, Modèles.

• Résumé

Cette thèse vise à analyser une base de données de référence sur la masse volumique des

bois, à partir de mesures collectées sur l’inventaire forestier national (IGN), et par conséquent

pleinement représentative de la diversité des essences forestières et de leurs conditions de

croissance en France métropolitaine, pour une optimisation de la gestion forestière pour la

production de biomatériaux, de bioénergie et le captage de carbone par la forêt.

L’exploitation de ces nouvelles mesures de densité du bois permettra de transposer les

actuelles estimations de volume de bois sur pied réalisées chaque année en estimations de

biomasse qui seront cartographiées selon une stratification par couples d’espèces/régions qui

sont à définir.

L’analyse des données portera sur la modélisation des déterminants de la densité des bois. Il

s’agira de répondre aux questions suivantes :

- Quels sont les principaux effets/interactions des facteurs contrôlés que sont les

espèces, la gestion, le stade de développement des peuplements, et la localisation

géographique sur les variations de la densité du bois ? Peut-on identifier un compromis entre

densité du bois et croissance de l’arbre ? Quels sont les leviers à activer pour augmenter le

potentiel de stockage de carbone des forêts françaises ?

- Peut-on modéliser puis simuler avec précision la densité du bois des différentes

espèces à l’échelle de l’ensemble des ressources forestières à partir des mesures

dendrométriques faites au niveau arbre et de la description des peuplements mesurés par

l’IFN ?

Les résultats obtenus permettront une meilleure caractérisation de la biomasse forestière

française, information à même d’être utilisée pour la définition de stratégies d’utilisation de

la biomasse en produisant des connaissances contextualités pertinentes pour les acteurs

socio-économiques.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Insights on the transport of HPAM solutions in low permeability porous

media : impacts of brine and reservoir properties

I. GUETNI1,2, C. MARLIERE1, D. ROUSSEAU1, I. BIHANNIC2, M. PELLETIER2, F. VILLIERAS2

1IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison

2Université de Lorraine, CNRS, Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements

Continentaux, Nancy

Résumé

Chemical EOR is now considered as an attractive option for low permeability reservoirs, in

particular where lack of gas supply does not allow gas injection processes. However, its

application can be challenging for permeabilities below 100 mD as poor injectivity and high

chemical retention are frequently observed. This work aimed at investigating the impact of

both chemical and mineralogical parameters on the transport of polymer solutions in well-

controlled low permeability porous media.

Selected polyacrylamide (HPAM) solubilized in brines of variable strengths and hardnesses

were injected in granular sand and clays packs having similar petrophysical characteristics

(permeability around 60-80 mD) but variable and well controlled mineralogical

compositions. The granular packs were characterized in terms of structure (SEM) and

specific surface area (BET) before and after polymer injections. The main observables of the

coreflood tests were the resistance and residual resistance factors generated by the

polymer, the polymer inaccessible pore volume and its irreversible retention.

Coreflood experiments revealed that polymer retention, resistance factor and irreversible

resistance factor increased significantly: (a) with increasing ionic strength and hardness for

porous media of a given mineralogical composition; (b) in presence of clays, even at low

ionic strength and hardness. The polymer inaccessible pore volume was significantly

impacted by the presence of clays, but not by the brine composition.

Assuming that polymer retention originated in polymer adsorption, irreversible resistance

factors were translated into adsorbed layer thicknesses according to a simple capillary

bundle model. This allowed discussing the results in terms of adsorbed layer density, which

was showed to increase if brine hardness was increased and to be lower in presence of illite

than kaolinite and pure quartz. These findings indicate that complex polymer

adsorption/retention mechanisms occur depending on the clay type (layer charge and

expandability).

Mots clés : EOR ; Low-permeability ; Polymer flood ; Retention


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Stochastic and exhaustive French seismic catalogues

Corentin Gouache1, François Bonneau1 & Pierre Tinard2

1Université de Lorraine, CNRS, GeoRessources, F- 54000 Nancy, France

2Caisse Centrale de Réassurance, R&D - Modélisation, F- 75008 Paris, France

Even if French mainland seismicity is known to be very low to medium, it’s still monitored in

order to access to a high level fundamental understanding. This understanding is mainly used

to anticipate earthquake related risk in probabilistic seismic risk assessment (PSHA) and has a

direct impact on the French prevention based policy regarding this hazard. The development

of the monitoring network both in terms of quantity and quality had led to a large amount of

data summarised in several seismic catalogues. Nevertheless, these huge database are not

exhaustive and capture a lot of uncertainties from various sources. Time, magnitude and

location of seismic events are particularly affected by these uncertainties. In this study, we

propose to process seismic catalogues in order to estimate their uncertainties and extract

consistent subset of data considering specific working hypotheses.

Because of sensors sensitivity, French seismic network, as others, is not able to record all the

earthquakes. This is particularly true for small events. That’s why seismic hazard assessment

often deals with cut-off magnitude and completeness of seismic catalogue. This cut-off

magnitude describes the magnitude from which all the happened events are assumed to be

recorded. Restricting data to earthquakes with magnitudes greater than the cut-off one can

be seen as a loss of information. However, this rejected information is biased whereas each

earthquake in the cut-off catalogue is considered as an unbiased information. In most cases,

this cut-off magnitude is arbitrary chosen and the period of observation is systemically

assumed to be reliable. Nevertheless, one can understand that, due to seismic network

improvements, the period of observation may have an important impact on the cut-off

magnitude finding strategy.

We propose a methodology to find the best pair [cut-off magnitude – period of observation]

among a French earthquake catalogue. Results consistency is discussed regarding the classical

scale laws used to characterize seismic activities (e.g. Gutenberg and Richter law).

Key words: seismicity, completeness, cut-off magnitude, France.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Titre: High-throughput screening approach to evaluate the adhesive properties

of bacteria to milk biomolecules

Auteurs: Gomand F., Borges F., Salim D., Burgain J., Guerin J., Gaiani C.

Affiliation: Université de Lorraine, LIBio (Laboratoire d’Ingénierie des Biomolécules), 2 avenue

de la Forêt de Haye, TSA 40602, 54518 Vandoeuvre-lès-Nancy, France

Résumé (1 page max):

Adhesive interactions between bacteria and food have been increasingly studied in the last

decades for probiotic bacteria especially in order to improve their protection and to help with

biopreservation. The new approach described here has been designed to screen quickly a

hundred of strains for their affinity differences for a given range of biomolecules. This method

involves three steps: the biomolecules of interest are immobilized on microplates; the strains

are then incubated on these microplates and non-adherent strains are removed by successive

washes. Culture medium is then added and bacterial growth monitored through optical

density measurements. The correlation between the time at which bacterial growth starts on

the immobilized biomolecules and bacterial affinity for these biomolecules was first

established. The method was then validated using the model strain Lactobacillus rhamnosus

GG and three mutant strains lacking surface components involved in adhesion. The affinity of

these strains was estimated for six dairy biomolecules. The method demonstrated that

bacterial affinity can highly vary between different milk biomolecules. Affinity differences

were mainly due to the presence or absence of bacterial surface biomolecules such as pili and

exopolysaccharides. These findings may help with the understanding of the behavior of

bacteria when incorporated into dairy foods.

Mots-clés: adhesion; affinity; lactic acid bacteria; biomolecules; high-throughput screening;

dairy;


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Past forest composition in four headwater catchments by anthracological analysis of

charcoal production sites

Authors : Gocel-Chalté David, Robin Vincent, Guerold François

LIEC, CNRS-UMR 7360, Université de Lorraine, rue du General Delestraint, 57070 Metz, France

Keywords: Forest, charcoal, historical ecology, community, topography

The human production of charcoal in forests that was maximum during the XIXth century, industrial revolution in Europe, led to the presence of soil charcoal hearts (kilns) in forest ecosystem. Analyze of relict charcoal pieces (anthracology) from such sites gives information about composition of past forest ecosystem (i. e. taxa and tree size). Is the taxa composition of charcoal assemblages in old kiln sites conditioned by anthropic selection or can we still identified natural distribution of tree species according to natural gradients?

We performed anthracological and dendroanthracological analyses on these archives, in Northern Vosges Mountains (France) to evaluate the historical composition of the forest at a local scale. Four small catchments were investigated and each kiln was geolocalized. A total of 266 kiln sites were found and 124 of them were sampled. Overall more than 12 000 charcoal pieces were analyzed by identifying the species, the diameter of the wood and the age of about 32 pieces by radiocarbon dating.

Identification of charcoal pieces revealed that, as today, forest ecosystems were dominated by Fagus and Quercus. In contrast, Pinus is the only conifer we rarely found, whereas this taxa is actually widespread. At the opposite Carpinus seems to be more present in the past. Furthermore we can observe that composition changes follow the azimuthal orientation of catchment a South orientation showing higher proportion of Quercus and Pinus. The altitude also affect some taxa as Carpinus. We can so conclude that the charcoal assemblages of kiln sites are indicative of local forest composition.


Poster

Statistical analysis and simulation of conduit dimensions within karstic

systems

Yves Frantz1, Pauline Collon1, Philippe Renard2

1. Université de Lorraine, CNRS, GeoRessources, F-54000 Nancy, France

2. Université de Neuchâtel, CHYN, 2000 Neuchâtel, Suisse

Karstic systems remain only partially described as many conduits are not accessible to

humans. One way to ensure some realism during their modeling is to reproduce the

topologies and geometries of explored networks.

We analysed a set of different explored karstic systems to check if there are typical

distributions of height, width and section of conduits within the networks. We chose to work

on the average radius of the conduits as well as the Width-Height ratio (WH).

We also implemented a method to do Sequential Gaussian Simulation (SGS) of properties

inside the networks

Mots clés:

Karst, Geostatistics, Hydrogeology, Simulation.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☐☐☐☐

Quelles solutions pour maintenir l’élevage sur des territoires contaminés en chlordécone ? Focus sur l’espèce porcine

A Fourcot1, JL Gourdine2, C Feidt1, H Archimède2, M Bructer3, M Mahieu2, JP Thomé4, C Adam4, C

Joachim Justo4, G Rychen1, A Fournier1

1Université de Lorraine-INRA (USC340), URAFPA, 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy; 2INRA URZ (UR0143), 97170 Petit-

Bourg; 3INRA PTEA (UE1294), 97170 Petit-Bourg; 4LEAE-CART, Université de Liège, Allée du 6 Août, 11, 4000 Liège,

Belgique. La chlordécone (CLD) est un insecticide qui a été utilisé aux Antilles pour lutter contre un ravageur du bananier. Bien qu’il soit interdit depuis plus de 20 ans, la CLD est toujours présente dans les sols. Les données cartographiques récentes indiquent que près d’un quart de la superficie agricole utile de Guadeloupe et de Martinique sont contaminés par la chlordécone (DAAF Guadeloupe et Martinique). Ces parcelles contaminées sont encore utilisées pour l’agriculture et l’élevage. Du fait de sa forte stabilité la molécule se transfère du sol aux végétaux et aux animaux qui ingèrent du sol ou des aliments contaminés. Le porc étant un animal fouineur, les quantités de sol ingérées peuvent être importantes. La viande de porc peut donc participer à la contamination humaine. Pour préserver la santé du consommateur, la contamination des produits porcins doit être réduite au maximum. Pour cela, il est nécessaire de comprendre le devenir de la molécule chez le porc. Les objectifs de cette étude sont de déterminer (i) la cinétique d’élimination de la CLD et (ii) les paramètres toxicocinétiques de la CLD chez le porc.

Deux groupes de sept porcs de deux génotypes différents, Créole et Large White, ont reçu une dose unique de CLD dissoute dans du crémophor par voie intraveineuse (1 mg/kg de poids vif (PV)). Les porcs avaient un poids moyen de 68 kg en début d’expérimentation afin de se rapprocher des conditions d’âge et de croissance dans lesquelles se trouvent généralement les animaux sur le terrain quelques semaines avant l’abattage. Après l’administration intraveineuse de CLD via le cathéter placé dans la veine jugulaire, des prélèvements de sang ont été effectués sur tous les animaux à différents temps jusqu’à 84 jours de décontamination. L’analyse de CLD dans le sérum a été effectuée au LEAE (Belgique) par chromatographie gazeuse couplée à un détecteur à capture d’électrons.

Les premiers résultats sanguins mettent en évidence une vitesse de disparition rapide de la chlordécone avec un temps de demi-vie d’élimination de la CLD de 45 jours. Cependant, ce temps de demi-vie d’élimination est plus long que chez les espèces caprines ou ovines. Ces premiers résultats révèlent également une absence d’effet génotype. Les paramètres toxicocinétiques obtenus seront utilisés pour construire un modèle de transfert de la molécule chez le porc permettant de conseiller les éleveurs sur les pratiques à adopter afin de produire de la viande saine malgré la contrainte de pollution du territoire. Par exemple, des périodes de décontamination peuvent être envisagées, ce travail aidera à déterminer les durées de décontamination recommandées pour atteindre des niveaux de concentrations inférieures au seuil réglementaire au moment de l’abattage.

Affiliation : URAFPA Mots clés: chlordécone, temps de demi-vie, élimination, porcin, décontamination


Oral ☐ Poster ☒

Cellular response to rare earth elements alone and in mixtures on ZF4 cell line (Danio rerio)

Fleurbaix E.1, Parant M.1, Cossu-Leguille C.1

1 LIEC, UMR CNRS 7360, Université de Lorraine, rue du Général Delestraint, Metz, 57070, France

Rare Earth Elements (REEs) are used in high-tech devices (solar panels, liquid-crystal

display…) and other industrials activities (automobile, pharmaceutical, agricultural…) (Celik et

al., 2015)1. However, because of political and economic regards, little attention has been

developed towards the risk assessment associated with their use (Paulick and Machacek,

2017)2. Consequently, due to a lack of ecotoxicological data, no regulatory thresholds for

environmental REE concentrations have been set so far. In this context, the aim of this doctoral

research is to study the toxic effects and the associated mechanisms of action of REEs on

living organisms. The experimentations are carried out with REE alone or in mixtures by using

cellular approaches.

An in vitro screening of REEs impact was carried out in nominal increasing concentrations up

to 470 mg/L during 96h of exposure on the ZF4 cell line (Danio rerio, ATCC CTRL 2050).

Cytotoxicity in binary mixtures based on Nd3+, Gd3+ and Yb3+ were also conducted during 96h

of exposure on the ZF4 cells. Combinations in mixtures were established from the toxicity

threshold values EC50, NOEC and LOEC of the screening. Cytotoxic effects were obtained

with EC50 values from 60 mg/L to 160 mg/L on ZF4 cells after 96h of exposure. Synergistic

effects were described for the different combinations of these REE in binary mixtures. We can

conclude that REEs toxicity is of the same order when tested alone. The combined effects

described in our study must be considered for the risk assessment of REEs.

Key words : Rare Earth Elements, risk assessment, ecotoxicological, in vitro, ZF4 cells

1. Celik, I., Kara, D., Karada, C., Hill, S-J. 2015. A novel ligandless-dispersive liquid microextraction method for

matrix elimination and the preconcetration of rare earth elements from natural waters. Talanta. 134, 476-481. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.11.063

2. Paulick, H., Machacek, E., 2017. The global rare earth element exploration boom: An analysis of resources

outside of China and discussion of development perspectives. Resour. Policy 52, 134–153. https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2017.02.002

https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.11.063

https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2017.02.002


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Charaterisation of Porosity of Sediments entering North Sumatra Subduction

Zone

Jade Dutilleul, Sylvain Bourlange, Yves Géraud

Université de Lorraine, CNRS, GeoRessources, F-54000 Nancy, France


Tsunamigenic earthquakes in subduction zones are the most devastating earthquakes, as

examplified by the 9.2 Mw (moment magnitude) North Sumatra earthquake in 2004 killing

~250,000 people and the 9.1 Mw Tohoku Oki earthquake in 2011 causing the Fukushima

nuclear accident. Tsunamigenic earthquakes are high-magnitude interplate earthquakes with

very large rupture zone extending to shallow depths, relatively seaward of the deformation

front. They are thought to be related to the shallow initiation and the seismogenic behavior

of the decollement (a fault with low apparent friction that follows sedimentary layering along

plate interface), which might be controlled by fault composition and sediment physical

properties although the detailed mechanisms remain poorly understood.

To better constrain the relations betwen seismogenesis and the properties of the sediments

entering North Sumatra subduction zone, in 2016, International Ocean Discovery Program

(IODP) Expedition 362 drilled two sites in the southern portion of the 2004 9.2 Mw Sumatra

earthquake rupture zone. Successful coring and logging revealed a ~1.5 km-thick input

sedimentary section above the basaltic oceanic crust, composed by basal pelagic pre-fan

sedimentation and magmatic intrusion (Unit V-III) and siliciclastic sequences of the Nicobar

fan with high sediment accumulation rate (Units II and I).

In this study, we investigate porosity evolution through the sedimentary input section of North

Sumatra subduction zone. From apparent porosity measured on board on core samples and

post-cruise analyses, we quantify interstitial and bound porosity (corresponding respectively

to water in pores and water bound to hydous minerals like clays). We show that the input

sedimentary section is experiencing mechanical compaction due to quick burial of sediments.

We also show that clay-rich Unit III exhibits characteristics (i.e : anomalously high apparent

porosity correlated with freshening evidences and with the stratigraphic extrapolation of a

high-amplitude negative-polarity seismic reflector) similar to that of undercompacted clay-

rich layers interpreted as overpressured fluid-rich decollement in Nankai, Cascadia, Costa Rica

and Barbados subduction zones. However, present data suggest that the anomalously high

apparent porosity values in Unit III result from a local change in clay mineralogy. Unit III shows

no evidence of fluid overpressure at the location of the drill sites but exhibits significant

potential for fluid production by clay dehydration with increasing burial that may result in

excess pore pressure buildup in poorly drained conditions. Excess pore pressure might

increase landward (i.e : at greater depths), where the high-amplitude negative-polarity

seismic reflector occurs. If this is the case, the high-amplitude negative-polarity seismic

reflector might be a highly porous and overpressured fluid-rich layer compared to overlying

sediments, thus a good candidate for the location of the initiation of the decollement fault, as

suggested by previous researchers.

Mots clés

Sumatra ; subduction zone ; earthquake ; tsunami ; porosity ; clay ; pore pressure ; compaction


Oral ☐

Poster ☑

Evolution de la régénération naturelle forestière dans des trouées post-tempêtes

Lucie DIETZ

UMR 1434 SILVA (Université de Lorraine, AgroParisTech, INRA)

Les tempêtes de 1999 ont été responsables de nombreux dégâts au sein des forêts françaises. En

France, 7% des ressources forestières ont été impactées. La Lorraine et l’Aquitaine sont les deux régions les plus touchées, avec pas moins de 17% du stock lorrain. A ce jour, les travaux portant sur la régénération des trouées causées par les tempêtes restent peu nombreux. Les trouées forestières créées par ces tempêtes continuent néanmoins un sujet d’étude de choix pour analyser la dynamique de la régénération naturelle forestière à partir de la remise à zéro du cycle sylvicole et cela dans un nouveau contexte climatique. Notre objectif est donc d’étudier la dynamique de la végétation et des peuplements forestiers en France au cours des vingt années qui ont suivi les tempêtes de 1999, en nous concentrant ici sur les premiers résultats concernant les essences forestières. Nous nous sommes demandés si la richesse et la composition en essence forestière variaient au cours du temps.

Pour réaliser cette étude, nous avons à disposition un réseau de placettes de peuplements dévastés (OPD) qui a été établi dans les années suivant les tempêtes Lothar et Martin sur l’ensemble du territoire français. Chaque dispositif est constitué d’une Unité Expérimentale (UE) de 0,8 hectare. Quatre placettes de 10 mètres de rayon, comprenant chacune 3 placeaux de 2 mètres de rayon, se trouvent au sein de ces UE. Des données sur le milieu, la flore (relevés floristiques) et les peuplements (composition, diamètre et hauteur des tiges) ont été mesurées lors de trois campagnes terrain datant de 2002, 2005 et 2018, et à chaque échelle (placettes et placeaux). A chaque essence forestière relevée, un indice de lumière d’Ellenberg a été attribué.

La richesse spécifique moyenne en essences forestières est comprise entre 6 et 7 espèces par hectare et reste stable entre les différentes années. Par contre, cette richesse est très variable d’un site à l’autre, pouvant aller de 2 espèces à 14 espèces par site. A richesse spécifique identique, une modification de la composition en essences est constatable. Aucune espèce ne disparait mais il y a des modifications de proportions. Le hêtre et le charme restent les deux essences majoritaires en 2002 et 2018. Les densités des chênes, du bouleau et du frêne diminuent. Les saules, les tilleuls et les érables voient quant à eux leurs densités augmenter. Ces variations peuvent en partie s’expliquer par la préférence lumineuse des espèces. Une baisse de la proportion d’essences héliophiles et une augmentation de la proportion d’essences sciaphiles sont notamment observables.

Pour poursuivre l’étude et approfondir l’analyse, les prochains résultats porteront sur la prise en compte du milieu dans ces variations de compositions. Une analyse en termes de qualité du peuplement obtenu est également prévue pour pouvoir donner des pistes d’aide à la discisions aux gestionnaires forestiers.

Mots clés

Régénération naturelle - Perturbations climatiques - Essences forestières - Richesse spécifique –

Densité


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Titre: Transition from rifting to convergence in a segmented margin: processus and kinematic of inversion along eastern Pyrenean-Provençal system

Auteurs: Antoine Crémades

Affiliation: CNRS, CRPG, Orogen


In recent decades, research applied to the understanding of orogenic systems has been strongly influenced by the notion of inheritance, and particularly by the concepts of (1) the formation and evolution of passive margins that are inverted to form orogenic belts and (2) salt tectonics as a major controlling factor during the evolution of rifts and orogenesis. Even if the understanding of these concepts is well advanced, the processes involved in the inversion of salt-rich rifts are poorly documented, especially during the early orogenic phase. This lack of knowledge is partly related to the mobility and solubility of salt, which disappears rapidly under the action of erosion leaving extremely complex « ghost » structures.

Furthermore, passive margins and rifts are often segmented by transfer zones, major crustal structures that lie at a high angle to the rift trend and that are locations of fault interaction where extensional strain is transferred or relayed from one structure to another. In relasionship with rift inheritence and because transfer zones are presented in both extensional and compressional regimes, rift transfer zones appear to play a key role in rift inversion and orogenesis, however this phenomenon has been sparsely studied. Therefore, the study of the processes and mechanisms controlling early inversion of salt-rich rift transfer zone appears to be a key point to improve our understanding of the mechanisms that control orogenesis.

With a tectono-stratigraphic field approach coupled with paleomagnetism and raman paleothermometry, this doctoral project aims to improve our understanding of inversion processes in and around transfer zones by studying the tectono-sedimentary architecture of a case study : the Corbières transfer zone between the eastern Pyrenees and Provençal domains. As a result of the gentle shortening in the eastern Pyrenees during orogenesis, this salt-rich transfer zone preserves pre- (rift-related) and syn- (orogen-related) inversion structures. The Corbières therefore represents an ideal salt rich transfer zone that records early orogenesis.

Mots clés: transfer zone in rifted margin, inversion of segmented rift to continental collision, salt tectonics processes


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Modélisation du comportement hydromécanique des argilites : anisotropies

structurale et induite, relation endommagement / perméabilité

E. D. Coarita-Tintaya1,2, M. Souley1 et F. Golfier2 1 INERIS, Ecole des Mines, Campus ARTEM, 54042 Nancy, France

2 Université de Lorraine, CNRS, GeoRessources, F-54000 Nancy, France

Une des options actuellement envisagées pour la gestion des déchets radioactifs est de les

stocker dans des formations géologiques profondes. Les formations argileuses, notamment,

présentent des conditions très favorables au confinement à long-terme des déchets, en raison

de leur faible conductivité hydraulique et de leurs capacités de rétention significatives pour

les radionucléides. En France, l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs

(Andra) a construit le laboratoire de recherche souterrain de Meuse/Haute–Marne (LSM/HM)

dans la formation argileuse du Callovo-Oxfordien (COx). Afin d’évaluer la faisabilité et la sûreté

d’un éventuel futur stockage géologique profond (Cigéo), de nombreuses expériences in situ,

des essais de laboratoire ainsi que de nombreuses analyses théoriques et modélisations

numériques y ont été réalisées pour caractériser et comprendre le comportement du COx

dans le cadre des processus hydromécaniques (HM) (Armand et al. 2017). En plus des

processus HM et des paramètres associés, les recherches s’orientent vers la prise en compte

des anisotropies inhérentes et induites de cette roche mais aussi son comportement dans le

temps (fluage). Toutes ces caractéristiques jouent un rôle important et leurs prises en compte

pourraient expliquer certains écarts entre les prédictions numériques et les observations in

situ (Seyedi et al. 2017).

Les travaux de recherche de la thèse se focalisent sur la formation de la zone endommagée

induite par l’excavation (EDZ) et son évolution au cours du temps. Plus précisément, il s’agira

de prendre en compte les anisotropies structurale et induite (endommagement) observées

sur les argilites du COx et leurs conséquences en termes d’évolution des propriétés de

transport dans une approche couplée hydromécanique, mais aussi le développement de

modèles rhéologiques adaptés dans un code de calculs par éléments finis.

L’étude bibliographique nous a permis de hiérarchiser les différentes familles de modèles de

comportement de géomatériaux. Après une synthèse critique des approches de modélisation

des deux anisotropies, nous avons décidé d’utiliser le concept de tenseur de fabrique pour

représenter la plasticité anisotrope et l’endommagement induit. Ce dernier sera d’abord

décrit par une variable scalaire, puis par une variable tensorielle dans un second temps.

Parallèlement à cet état de l’art, nous avons pris en main le logiciel aux éléments finis COMSOL

Multiphysics®, retenu dans le cadre de cette thèse. Ce logiciel permet de réaliser des

couplages des différents phénomènes physiques qui interagissent dans un milieu soumis à des

sollicitations. Nous avons mis en œuvre des modèles isotropes ou anisotropes avec des

couplages HM ou THM pour vérifier et valider ce logiciel. L’application aux calculs de

structures a concerné la modélisation en 2D (déformations planes) de la galerie GCS de 2,6 m

de rayon du LSM/HM (// à σH=16,1 MPa) en considérant les isotropies transverses mécanique

et hydraulique de l’argilite, un critère de rupture isotrope de type Drucker-Prager, un potentiel

plastique de type Mohr-Coulomb pour la poroplasticité et un modèle de type loi puissance

pour le comportement différé (fluage) : ce qui a permis d’évaluer l’impact des différents

mécanismes.

Enfin, le modèle élasto-endommageable isotrope proposé par Pouya et al. (2016) a été

implémenté dans le code Comsol (en C++) et des tests de vérification sont en cours. Il s’agit

d’un modèle élasto-fragile dans lequel le comportement en pré-pic reste élastique, puis

radoucissant (endommageable) en post-pic.

Mots clés : Anisotropie structurale, anisotropie induite, couplage hydromécanique,

endommagement, plasticité

Armand G., Conil N., Talandier J. et Seyedi D.M. (2017) Fundamental aspects of the hydromechanical

behavior of Callovo-Oxfordian claystone: From experimental studies to model calibration and

validation, Computers and Geotechnics, 85, 277–86.

Seyedi D.M., Armand G. et Noiret A. (2017) ‘‘Transverse Action” – A model benchmark exercise for

numerical analysis of the Callovo-Oxfordian claystone hydromechanical response to excavation

operations, Computers and Geotechnics, 85, 287–305.

Pouya A., Trivellato E., Seyedi D. et Vu M-N. (2016) Apport des modèles d’endommagement sur la

géométrie de la zone de rupture autour des ouvrages profonds dans des roches quasi-fragiles, Actes

des 8èmes Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l'Ingénieur, Journées Nationales

de Géotechnique et de Géologie de l’Ingénieur, Nancy, France.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Titre : Mise au point de formulations de type dessert fermenté à base de jus végétaux

Auteurs : A. Ait Chekdid a,b, C. Kahn a, A. Renault b, M. Linder a

Affiliation :

a : ENSAIA - Université de Lorraine, 2 avenue de la Forêt de Haye, 54518 Vandœuvre-lès-Nancy

b : St-Hubert Sa, 13-15 Rue du Pont des Halles, 94150 Rungis

Résumé

Ces dernières années, nous assistons à une augmentation de l’intérêt des consommateurs pour des régimes alimentaires végétariens ou végétaliens. Cette tendance est animée par le souhait de trouver des alternatives aux produits d’origines animales, notamment les produits laitiers, mais aussi pour des raisons liées à la santé (intolérance au lactose et/ou allergies) et à des questions éthiques et de développement durable.

Diverses études ont montré les bénéfices que peuvent avoir les alternatives végétales, notamment pour leurs apports nutritionnels significatifs (matière grasse, fibres, protéines, etc.), ainsi que pour l’équilibre alimentaire qu’elles peuvent favoriser.

L’objectif de notre travail est de développer et caractériser des formulations de dessert végétaux fermentés à base de farines comme alternatives aux yaourts. Ces produits devront répondre aux exigences gustatives des consommateurs, et posséder des caractéristiques texturales proches de celles des produits laitiers.

Au cours de cette étude, nous avons réalisé des essais de fabrication de desserts fermentés 100% végétal. Un plan de mélanges a permis de formuler 10 mélanges selon une matrice de Scheffé sans contrainte, avec un modèle mathématique cubique centré réduit, permettant de prédire les valeurs des réponses expérimentales à partir des courbes d’isoréponses.

Les analyses physicochimiques et texturales montrent qu’il est possible de faire varier les

caractéristiques du produit final en fonction de la composition des mélanges initiaux. Ces résultats ont permis de caractériser l’évolution de la texture au cours de l’acidification - suite à l’action de ferments lactiques - la stabilité du gel formé et les variations des phénomènes d’exsudation dans les différents mélanges.

Mots clé : dessert végétal fermenté, ferment lactique, farine, fermentation, texture, produit laitier, formulations.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Manteau source et genèse des magmas parents des carbonatites : les principales ressources en

terres rares sur Terre

Valentin Casola, Lydéric France, Didier Laporte, Evelyn Füri

Affiliation : CRPG, Magmas et fluides profonds

Mots clés : Carbonatites, Péridotites, Terres Rares, Tanzanie

Résumé du poster:

Les carbonatites, laves atypiques très riches en carbone, et les magmas alcalins associés

représentent aujourd’hui les principaux gisements et donc les principales ressources en Terres Rares

(REE). La genèse et l’évolution de ces magmas singuliers reste très débattue et mal comprise. Une des

controverses principales concernant la genèse des carbonatites est de savoir si le manteau source est

enrichi en carbone, ou si l'enrichissement provient de phénomènes plus tardifs comme une

différenciation extrême ou de la contamination crustale. La plupart des carbonatites sont observées

en intrusions associées à d'autres roches silicatées alcalines mais le volcan Oldoinyo Lengaï est

actuellement le seul système carbonatitique actif sur Terre. L’Oldoinyo Lengai, situé dans la province

magmatique du lac Natron en Tanzanie, représente donc un réel laboratoire naturel pour l’étude de la

genèse et de l’évolution de ces magmas. La détermination minéralogique ainsi que des conditions

physico-chimiques du manteau source des carbonatites s'effectue via l'étude des xénolithes

mantelliques (péridotites) remontées lors des éruptions successives autour de l'Oldoinyo Lengai. Les

xénolithes, subissant un transport rapide vers la surface, peuvent dont enregistrer et garder les

informations thermiques, structurales et chimiques de la zone du manteau d'où elles proviennent.

Des carbonates de différents types ont été observés dans ces péridotites : dans la lave hôte,

en veines dans les xénolithes et enfin en inclusions dans les olivines suggérant une origine mantellique

des carbonates. Les rapports isotopiques δ18O et δ13C de ces carbonates ont été analysées in-situ sur

des lames-minces de 5 xénolithes (2 dunites, 1 harzburgite, 1 wherlite, 1 lherzolite; 76 analyses) à l'aide

du Cameca IMS-1270 E7 en avril 2018. Même si la pétrographie des carbonates en inclusions dans les

olivines laisse à penser qu'ils doivent avoir une origine mantellique conjointe avec les olivines, les

données obtenues ici semblent plutôt en accord avec une origine de surface. En effet, la figure 1

montre que la valeur moyenne en δ18O de ces carbonates se situe à ≈25‰ (entre 20‰ et 29‰; les

valeurs des inclusions étant similaires à celles des deux autres types de carbonates observés). Ces

valeurs ne correspondent ni à la signature isotopique mantellique (≈ 5‰ d'après Mattey et al., 1994),

ni à celle des carbonatites primaires (Keller and Hoefs, 1995). Cependant, ces valeurs peuvent être

reproduites par un modèle de cristallisation de carbonates à faibles températures à partir d'eaux de

pluies. A la place d'une origine mantellique, ces résultats démontrent plutôt une formation

pédogénique des carbonates. Les eaux de pluies s'infiltrant à travers les nombreuses fractures

présentes dans les xénolithes et cristallisant successivement des carbonates dans les veines puis dans

les inclusions des olivines. Cette étude montre donc que le manteau source des carbonatites

Tanzaniennes n'est pas enrichi en carbone et que la formation des carbonatites implique plutôt une

différenciation extrême de magmas alcalins provenant de la fusion partielle de péridotites à des taux

de fusion bas permettant ainsi un enrichissement initial important des éléments incompatibles comme

le carbone.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

First depositional stage of wolframite at W-Sn-Cu Panasqueira mine

(Portugal): fluids indirect characterization through early tourmaline studied

Eloenora Carocci1*, Christian Marignac1, Michel Cathelineau1, Marie-Christine Boiron1,

Chantal Peiffert1, and Filipe Pinto2

1 Université de Lorrraine, CNRS, CREGU, GeoRessources, Vandoeuvre les Nancy – 54500,

France

2 Beralt- Tin and Wolfram, S.A. Barroca Grande - Portugal

*[email protected]

The world class W–Sn–Cu Panasqueira (CIZ) deposit consists of sub-horizontal mineralized veins of Qtz-Wfm-Cst-Ms-Toz-sulfurs. The principal W deposition is preceded by a tourmalinization event spread all around the contact with the mineralizing veins.

Tourmaline crystals (50-150 µm, ≤ 500 µm) follow the protholit schistocity and are systematically zoned, with a core (Tur0) and two concentric rims (Tur1a and Tur 1b), pre- and syn- early quartz crack-seals, respectively. Tourmaline, coeval with W-rutile, is contemporaneous of the early wolframite onset. This starting event, preceding the main W

deposition, has been dated (U/Pb, Rt) at 305.2 ± 5.7 Ma. The tourmaline crystal compositions cover a range between Fe-dravite and schorlite with same foitite and oxy-

fiotite components. From Tur0 to Tur1b, F apfu and Fe# increase constantly (F≤ 1%).

Trace elements contents (ppm) have been measured by LA-ICP-MS: Ti (≤ 2 500), Zn (≤

931), Mn (≤ 606), Li (≤ 685), V (≤472), Cr (≤ 624), Sr (≤ 825), Sn (≤ 92.1), Sc (≤92.1), Be

(≤21.2), Pb (≤18.7), Ni (≤ 56.1), Co (≤ 14.3), Y (≤ 20), W (≤ 60), Nb (≤ 52) and Ta (≤ 6). Quantitative comparison between Tur1a and Tur1b compositions has shown that two fluids are involved during the tourmalinizasion: L1, already present in the system from the beginning, characterized by Co-Cu-Pb-Sc-Sr-V-Cr-W-Nb-Ta; and L2, injected later and continually mixed with L1, defined by Li-Zn-Mn-Fe and F. W depletion in Tur1b may be the result of the concurrency during W-Rt and early Wfm deposition. Results of this comparison are: i) the metamorphic origin of L1, confirmed also by tourmaline REEs spectra, and ii) the suspicious connection with a granitic source for L2, as far rare metals (W, Sn, Nb, and Ta) are transported by L1. Moreover, the combined results of the detailed analyses of both

tourmaline and rutile crystals, have shown a clear opposite behavior between W and Nb, Ta, Sn which enforce a L2 multi-sources origin. During the tourmalinization event, the hydrothermal system is open (as contrary recently claimed by Codeço et al., 2017 and Lecumberri-Sanchez ete al., 2017) and all the elements required for the Wfm deposition are transported by different fluids: Fe and Mn clearly by L2, for instance. However, it remains to find out the reasons for W precipitation, which are not due to the fluid-rock interaction (Lecumberri-Sanchez et al., 2017)

Lecumberri-Sanchez et al (2017) Geol 45, 579-582 Codeço et al (2017) Chem Geol, 468, 1-16

Panasqueira- tourmaline- W-deposition

Poster title: "Nitrogen solubility in silicate melts and implications" Authors: Julien Boulliung1*, Evelyn Füri1, Célia Dalou1, Yves Marrocchi1, Laurent Tissandier1 and Marie-Camille Caumon2

1 Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques, CNRS-UL, 15 rue Notre-Dame des Pauvres, BP20, 54501 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex, France. 2 Université de Lorraine, CNRS, CREGU, GeoRessources Laboratory, BP 70239, 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy-France. *Corresponding author: E-mail address: [email protected] Affiliation: CRPG (Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques) - Domaine de la cosmochimie - Compréhension de l'origine et de l'évolution des éléments volatils dans le système solaire interne - ERC Volatilis. Keywords: Nitrogen - Silicate melts - Solubility - Diffusion - Oxygen fugacity - NBO/T - Giant impact. Abstract:

Nitrogen isotopes are key tracers to investigate the origin of volatiles of planetary bodies because 15N/14N ratios show outstanding variability across the Solar System [1]. Therefore, a quantitative understanding of nitrogen incorporation into different materials (melt, glass, minerals, metal) is necessary to constrain the volatile evolution of planetary objects. However, only a few data on nitrogen solubility and behavior in silicate melts and glasses are available today. In this study, we investigate the nitrogen solubility in silicate melts as a function of the oxygen fugacity (fO2) and chemical composition (i.e., NBO/T) using a one atmosphere, high temperature equilibration system under controlled nitrogen and oxygen partial pressures. Different melt compositions were investigated: basaltic (andesite-like), chondrule mesostasis, enstatite chondrite mesostasis. The oxygen fugacity was varied from IW-9.2 to IW (Iron-Wüstite buffer). The nitrogen content of the quenched run products was determined by CO2 laser-extraction, static-mass spectrometry (VG-5400) and by secondary ionization mass spectrometry (SIMS). Our new results demonstrate, that the nitrogen concentration increases linearly (from 1144.3 to 3252.8 ppm at IW-8) in silicate glasses with increasing melt polymerization (NBO/T) (from 0 to 0.494). Step-wise heating mass-spectrometry analyses reveal that nitrogen cannot be extracted from the glass at temperatures below 1000°C and thus suppose a strong link between nitrogen and the silicate network under reduced fO2 conditions (below IW). This observation could have important implications on the nitrogen preservation during high-temperature processes like giant impact (e.g. Moon forming giant impact). These different results are key for constraining the nitrogen incorporation into and release from silicate melts and glasses, and, ultimately, for improving our understanding of the nitrogen signature of planetary objects.

[1] Füri E. and Marty B. (2015) Nitrogen isotope variations in the Solar System. Nature

Geoscience, 8, pp.515-522.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Titre : Pour une valorisation optimisée de la biomasse forestière tenant

compte de la variabilité de la masse volumique du bois dans l’arbre

Auteurs : Antoine BILLARD, Frédéric MOTHE, Francis COLIN, Fleur LONGUETAUD

Affiliation : INRA – UMR Silva


Le bois est un matériau écologique qui a toute sa place dans le futur de notre société : matériau

innovant dans le domaine de la construction avec des produits plus performants tels que le lamellé-

collé ou les panneaux, le bois est aussi utilisé depuis toujours en énergie et il est un bon substitut aux

énergies fossiles non renouvelable à notre échelle. Depuis quelques années, la ressource

potentiellement importante en extractibles (molécules d’intérêts présentes dans le bois) est mise en

avant. L’évaluation de la ressource en extractibles est au cœur du projet ExtraForEst piloté par Francis

Colin (INRA). La forêt et le bois qu’elle contient est aussi un puits de carbone bien connu. Pour toutes

ces applications et services, la quantité de bois disponible en forêt doit être évaluée.

La biomasse, c’est-à-dire la masse sèche de bois, est calculée pour avoir cette quantité de bois. La

masse volumique du bois et son volume sont nécessaires au calcul. Jusqu’ici, peu d’études se sont

intéressées à la variabilité de la masse volumique du bois dans l’arbre et à sa prise en compte dans les

calculs de biomasse. En effet, les masses volumiques disponibles proviennent de données anciennes,

sont basées sur un nombre d’arbres souvent très limité par espèces, et sont souvent utilisées en dehors

des régions ou des contextes de mesures, ce qui peut avoir une grande influence sur les résultats. De

plus, ces masses volumiques sont le plus souvent mesurées sur des carottes de bois prélevées à 1m30

et ne prennent donc pas en compte la variation intra et inter compartiments de l’arbre (écorces,

branches, nœuds, troncs).

Ma thèse s’intéresse aux variations de masses volumiques entre différents compartiments de l’arbre

(tronc, branches, nœuds et écorce) et dans les compartiments, ceci pour cinq espèces majeures de la

ressource du quart nord-est de la France : chêne, hêtre, épicéa, sapin et Douglas. Pour cela, des

rondelles sans et avec nœuds ont été prélevées régulièrement le long du tronc. Des rondelles ont été

coupées le long de branches provenant de différentes classes de découpes. Tous ces échantillons sont

scannés à l’aide d’un tomographe à rayons X. Les images obtenues sont traitées avec le logiciel ImageJ

pour calculer les masses volumiques de chaque compartiment.

Les premiers résultats montrent que l’écorce, les nœuds et les branches ont une masse volumique

supérieure à celle du tronc, notamment chez l’épicéa et le sapin (les feuillus restent à analyser).

L’insertion des branches semble être toujours plus dense que le reste de la branche. Nos hypothèses

sur la différence de densité entre les branches et le tronc sont la présence de bois de réaction (plus

dense), les teneurs en extractibles plus fortes que dans les autres compartiments. Notre dernière

hypothèse vient de la largeur de cernes. En effet, pour les résineux, des largeurs de cernes plus petites

entrainent une augmentation de la masse volumique. Hors, les banches ont des cernes plus petits que

le tronc. Ces premières indications tendraient à rehausser la biomasse disponible dans certaines de

nos forêts.

Par la suite, pour chaque essence étudiée, des modèles de densité du bois dépendant de la découpe

(diamètre du tronc ou de la branche) et des caractéristiques de l’arbre ou du peuplement seront

développés. Ils pourront être utilisés conjointement à des modèles de volume tronc/branches à

découpe variable existants de façon à évaluer de façon plus fine les biomasses du tronc, des branches,

des nœuds et de l’écorce (ces deux derniers compartiments étant étudiés car potentiellement riches

en extractibles). La précision apportée dans les calculs de biomasse par rapport à l'utilisation d'une

densité moyenne de l'essence provenant de la base de données utilisée actuellement par l’IGN (Institut

National de l’information Géographique et forestière), ou bien par rapport à l'utilisation d'une masse

volumique de l’arbre mesurée sur carotte à 1,30 m, sera étudiée.

Mots clés : Masse volumique, biomasse, nœuds, branches, écorces


Oral ☐

Poster ☒

Titre Etude et modélisation des volumes des écorces

Auteurs Rodolphe Bauer, Francis Colin, Fleur Longuetaud, Frédéric Mothe, Antoine Billard,

Alain Bouvet

Affiliation INRA


Ce poster présente mes premiers travaux de thèse sur la modélisation de volumes

d’écorces. Cette thèse a lieu dans le cadre du projet ExtraForEst, coordonné par Francis

Colin et dont l’objectif est la quantification des extractibles des forêts de l’Est. Les

extractibles sont des molécules naturellement présentent en sus des polymères ligno-

cellulosiques dans le bois. Elles peuvent être facilement extraites et servir de base à la

chimie verte afin d’atténuer la dépendance au pétrole de la filière générale et le

changement climatique. L’objectif appliqué du projet ExtraForEst est de contribuer à la

mise en place d’une filière des extractibles forestiers.

Trois thèses se complètent dans le projet pour effectuer cet objectif : une sur les taux

d’extractibles, une sur les masses volumiques des compartiments riches en composés

extractibles, et la troisième, la mienne, sur les volumes de ces compartiments. Parmi les

compartiments riches en composés extractibles, on trouve l’écorce qui est le

compartiment que j’ai abordé pour l’instant dans mon travail. J’explique dans le poster les

données qui étaient déjà disponibles, l’échantillonnage complémentaires des rondelles,

leur passage au tomographe à rayon X et l’obtention des épaisseurs d’écorces. Ensuite, est

présentée la méthode que j’utilise afin de calculer les volumes d’écorce à partir des

épaisseurs d’écorce mesurées à différentes hauteurs dans l’arbre.

Enfin, dans la partie résultats, je montre sous formes de de graphiques les différents

résultats que j’ai pu obtenir sur une essence, le sapin : résultats sur l’épaisseur, la surface

puis le volume d’écorce. Sur ce dernier graphique, je mets en évidence une variable qui

permet de linéariser la relation et d’obtenir un modèle de prédiction du volume d’écorce.

Mots clés : sapin, Abies Alba, écorce, épaisseur, surface, modèle.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Développement d’un modèle de macro-dynamique forestière pour simuler la

dynamique de la forêt française dans un contexte non-stationnaire

Timothée Audinot1, Holger Wernsdörfer2, Jean-Daniel Bontemps1

1 IGN, Laboratoire d’Inventaire Forestier, 14 rue Girardet, 54000 Nancy

2 AgroParisTech, UMR Silva, 14 rue Girardet, 54000 Nancy


Les forêts Européennes se singularisent des autres forêts du monde par une expansion en

surface et en stock. La forêt française est emblématique de cette dynamique puisqu’elle

connaît l’expansion la plus importante des forêts européennes. Le contexte du changement

climatique et de la bio-économie sont vecteurs de nouveaux enjeux pour la filière forêt-bois,

identifiée comme un levier d’atténuation du réchauffement climatique, comme une

alternative énergétique, et une source de matériaux renouvelables. Disposer de modèles

quantitatifs capables de simuler la dynamique à grande échelle des forêts françaises dans un

contexte non-stationnaire, et face à l’enjeu de souveraineté nationale inhérent à l’évaluation

de la biomasse et du carbone des forêts, devient un impératif.

L’objectif de cette thèse est de développer une classe de modèles ayant vocation à simuler

l’ensemble des forêts françaises avec leurs hétérogénéités. Pour cela, la thèse se fonde sur le

modèle démographique ‘Margot’ (Pignard 1990, Wernsdörfer et al. 2012), modèle de

populations d’arbres structurées en taille, opérant sur des stratifications de la forêt française

(contextes écologiques et géographiques, de propriété, et d’espèce forestière). Le modèle

sera développé à partir des données d’inventaire forestier national (IFN) issues des bases de

données récentes et historiques, et décrivant la structure et la dynamique des forêts

(surfaces et stock).

En s’appuyant sur la base de données historique de l’IFN, la première étape de la thèse

repose sur la comparaison des simulations rétrospectives du modèle avec les bases de

données récentes et historiques de l’IFN (les simulations passées issues du modèle

couvriront une durée minimale de 25 ans dans un intervalle allant de 1971 à 2010) et

permettront de déterminer le comportement (incertitude, biais) du modèle ‘Margot’. Une

analyse de sensibilité et d’incertitude du modèle sera également conduite.

Les premiers résultats montrent que les simulations du modèle ‘Margot’ surestiment le stock

de bois sur pied à l’échelle régionale et nationale.

En dépit de ces surestimations, le modèle ‘Margot’ s’est avérée capable de décrire

l’expansion de la forêt française, indiquant que la maturation de la forêt est un processus clé

de cette expansion. Une prochaine étape consistera à hybrider Margot avec un modèle éco-

physiologique afin de prendre en compte les forçages climatiques.

Mots clés

Dynamique forestière, Ressources Forestière, Bio-économie, Changement climatique,

Modèle à grande-échelle, Inventaire Forestier National


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

«Sequestration methods for environmental contaminants in order to reduce the exposure for food

producing animals in Kazakhstan»

Ainissa Akindykova, Stefan Jurjanz, Celine Cakir-Kiefer, Almagul Baubekova

UR AFPA (Université de Lorraine) and Faculty for Biology and Biotechnology (Al-Farabi Kazakh

National University)

Mots clés: heavy metals, organic pollutants, food safety, chelation, skimming


Food security should give an access to sufficient, safe and nutritious food (Food and Agriculture

Organization, 2003). Nevertheless, some economic activities enhance risks for Food safety via

environmental pollution. In Kazakhstan, industry represents one of the most important factors of the

economic development with 34,4% of Growth Domestic Product (GDP, IndexMundi, 2019) followed by

mining industries (10,4% of GDP, Agency of Statistics of the Republic of Kazakhstan, 2019). Both

activities are reputed to be responsible of large emissions of environmental contaminants. The

majority of food producing animals lives in extensive conditions in close connection to the local

environment and therefore exposed to the deposited contaminants. As Kazakh population consumes

large proportions of Food from animal origin (for ex. One of the highest consumption of dairy products

in Asia with 237,7 kg of milk and dairy products , Committee on statistics of the Republic of Kazakhstan,

2018), the question of Food safety in animal products has to be asked. Therefore, the pollution with

heavy metals (HMs), especially near large cities and industrial plants, is one of the environmental

problems for Kazakhstan. Moreover, these economic activities emit Persistent Organic Pollutants

(POPs) too. Therefore, the POPs are also present in the environment of Kazakhstan (Sailaukhanuly et

al., 2016) and can be than transferred to Food produced by outside raised animals. Thus, the presence

of both types of contaminants in the environment needs management methods to avoid or at least

reduce their income in the Food chain, for example reducing their bioavailability.

The aim of our study is therefore to reduce the bioavailability of HMs in environmental matrices

ingested by animals (i.e. feed, soil, water) to reduce or avoid their transfer into Food. Indeed, some

chelation techniques are described to bind strongly metals to protein hydrolysates and peptides. The

latest are derived from proteins of sunflower (Megías et al., 2004), cow milk (Suetsuna et al., 2000)

and goat milk (De Gobba et al, 2014), soy bean (Gibbs et al., 2004) and egg albumin (Miguel et al.,

2005) but also Pacific hake (Cinq-Mars et al., 2008). The local context opens possibilities for other

binding agents as peptides from locally produced Camel or Mare milk but their technological properties

are insufficiently explored. It is necessary to determine the strength of bonds between these peptides

and HM-ions but also to investigate the reasonable selectivity to minimize the depletion of minerals

(Ca, P, Mg). Therefore, caseins and whey proteins of Camel or Mare milk have been isolated and

peptides from them have been liberated. The ability to create solid complexes by chelation are studied

by measuring the resistance of links between them and some HMs (Ni, Zn, Cu, Cd, Pb, As) by Isothermal

Titration Calorimetry (Plateforme ASIA, University of Lorraine). If strong complex links are revealed

between these peptides and the studied contaminants, than it should be checked that nutrients will

not be complexed in the same time. Indeed, a reduced availability of nutritive minerals as calcium or

phosphorous would limit the interest of this chelation agents.

In a second time, the eventual charge of POPs in the Food chain will be studied by a different approach.

These contaminants will be recovered mainly in the fat fraction of Food, especially in milk. Therefore,

it seems interesting to reduce their concentrations in milk and dairy products by skimming fully or

partially the contaminated raw milk. Even if fat free milk has a reduced nutritive value, the so modified

milk will allow consuming self-produced Food even in lightly contaminated areas as for ex. Mangystau

desert where Food from animal origin is the only local Food source for the people. The study of

reducing the amount of POPs in Mare or Camel milk regarding the degree of skimming will allow

developing a method to obtain dairy products, which ensure food safety.

The two different approaches in this PhD work aims to improve the respect of Food safety in

Kazakhstan in the context of maintaining local Food production within an environment, which can be

affected by contaminants.

References:

Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2003. Trade Reforms and Food Security:

Conceptualizing the Linkages. Rome: United Nations

Agency of Statistics of the Republic of Kazakhstan https://tradingeconomics.com/kazakhstan/gdp-

growth 23.01.2019

Data portal IndexMundi https://www.indexmundi.com/kazakhstan/gdp_composition_by_sector.html

28.01.2019

Committee on statistics of the Republic of Kazakhstan http://stat.gov.kz 28.01.2019

Sailaukhanuly Y., L. Carlsen, A. Tulegenov, A. Nurzhanova, B. Kenessov, and D.Kamysbayev. 2016.

Distribution and risk assessment of selected organochlorine pesticides in Kyzyl Kairat village from

Kazakhstan. Environmental monitoring and assessment, 188.6:358, https://doi.org/10.1007/s10661-

016-5353-9

Megías, C., M. M. Yust, J. Pedroche, H. Lquari, J. Girón-Calle, M. Alaiz, F. Millán, J. Vioque. 2004.

Purification of an ACE inhibitory peptide after hydrolysis of sunflower (Helianthus annuus L.) protein

isolates. J. Agric. Food Chem. 52:1928–1932.

Suetsuna, K., H. Ukeda, and H. Ochi. 2000. Isolation and characterization of free radical scavenging

activities peptides derived from casein. J. Nutr. Biochem. 11:128–131.

Gibbs, B. F., A. Zougman, R. Masse, and C. Mulligan. 2004. Production and characterization of bioactive

peptides from soy hydrolysate and soy-fermented food. Food Res. Int. 37:123–131.

Miguel, M., R. López-Fandino, M. Ramos, and A. Aleixandre. 2005. Short-term effect of egg-white

hydrolysate products on the arterial blood pressure of hypertensive rats. Br. J. Nutr. 94:731–737.

Cinq-Mars, C. D., C. Hu, D. D. Kitts, and E. C. Li-Chan. 2008. Investigations into inhibitor type and mode,

simulated gastrointestinal digestion, and cell transport of the angiotensin I-converting enzyme–

inhibitory peptides in Pacific hake (Merluccius productus) fillet hydrolysate. J. Agric. Food Chem.

56:410–419.

De Gobba, C., Espejo-Carpio, F. J., Skibsted, L. H., & Otte, J. 2014. Antioxidant peptides from goat milk

protein fractions hydrolysed by two commercial proteases. International dairy journal, 39(1):28-40.


Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Research Progress: Metrology, Monitoring and Modeling of Gases (CO2 and CH4)

Transfer Processes within the System of Geosphere/Biosphere

Didi Adisaputroa,b,*, Philippe De Donatoa,Laurent Saint Andreb

aGeoRessources Laboratory, Université de Lorraine, CNRS, G2R Laboratory, BP 70239, 54506 Vandœuvre-lès-Nancy, France bINRA, UR BEF, Centre de Nancy, Champenoux, France

Mots clés : CO2, CH4, FTIR Calibration

Abstract

The gas exchange between atmosphere and terrestrial ecosystem represent a large proportion of CO2

and CH4 atmospheric budget. However, there is no established standard methodology for determining

soil gas transport. Interdependent parameters enhance soil respiration making the analysis very

complicated and involving large uncertainty. The aims of this research are to understand the complex

interaction of the subterranean, soil, vegetation and the atmosphere in term of the gas exchange between

that compartment mainly CO2 and CH4. Preliminary experiments have been done to produce the

calibration curves of FTIR in a different gas concentration ranging from 200 ppm to 4000 ppm within

the references pressure of 1±0.006 bar. The new calibration curves indicate that the CO2 concentration

and IR absorption bond of CO2 has large goodness fit of linear correlation with R2 of 0.9996 and Sy.x

of 0.08174. As for the new calibration curve of CH4, the IR bond of CH4 and CH4 concentration has

also high goodness fit of linier correlation with R2 of 0.9998. This experiment has also raised important

questions about the optical path line effect and how well it detects the rotational vibration of the CO2.

More experiment on absorption spectrum using the same FTIR Alpha Bruker at different resolution

would also help us to establish a greater degree of understanding on this matter. The concentration of

CO2 is ranging from 3353 ppm to 18489 ppm with the average of 8757 ppm with standard deviation of

6951 ppm The FTIR calibration curves of CO2 are also found to be applicable during the field

measurement campaign. The concentration of CO2 is ranging from 3353 ppm to 18489 ppm with the

average of 8757 ppm with standard deviation of 6951 ppm CO2 in the Forêt Domaniale are ranging from

489 ppm to 13264 ppm. Meanwhile, the CH4 concentration is undetectable because both the

concentration of CH4 is very small around (1800 ppb) and the FTIR cannot detect the IR absorption

spectrum in that small range. The most widely used approaches in this context are chambers method

(soil-air interface), micro-meteorological eddy covariance method (vegetation interface) and the

gradient method (subterranean gas transport). The data produced by these methods are further calculated

with empirical and process-oriented models by integrating monitoring and modeling approach.

Documents

Auto-assemblage de la gomme d’acacia modifiée par voie ...doctorat.univ-lorraine.fr/sites/default/files/user...[3] Chou et al. (2012) EMU Notes in Mineralogy, Vol. 12, Chapter 6,