Genome reconstruction and comparative genomics of pneumocystis jirovecii

Pneumocystis jirovecii is a fungus belonging to a basal lineage of the Ascomycotina, the Taphrinomycotina subphylum. It is a parasite specific to humans that dwells primarily in the lung and can cause severe pneumonia in individuals with debilitated immune system. Despite its clinical importance, many aspects of its biology remain poorly understood, at least in part because of the lack of a continuous in vitro cultivation system. The present thesis consists in the genome reconstruction and comparative genomics of P. jirovecii. It is made of three parts: (i) the de novo sequencing of P. jirovecii genome starting from a single broncho- alveolar lavage fluid of a single patient (ii) the de novo sequencing of the genome of the plant pathogen Taphrina deformans, a fungus closely related to P. jirovecii, and (iii) the genome scale comparison of P. jirovecii to other Taphrinomycotina members. Enrichment in P. jirovecii cells by immuno-precipitation, whole DNA random amplification, two complementary high throughput DNA sequencing methods, and in silico sorting and assembly of sequences were used for the de novo reconstruction of P. jirovecii genome from the microbiota of a single clinical specimen. An iterative ad hoc pipeline as well as numerical simulations was used to recover P. jirovecii sequences while purging out contaminants and assembly or amplification chimeras. This strategy produced a 8.1 Mb assembly, which encodes 3,898 genes. Homology searches, mapping on biochemical pathways atlases, and manual validations revealed that this genome lacks (i) most of the enzymes dedicated to the amino acids biosyntheses, and (ii) most virulence factors observed in other fungi, e.g. the glyoxylate shunt pathway and specific peptidases involved in the degradation of the host cell membrane. The same analyses applied to the available genomic sequences from Pneumocystis carinii the species infecting rats and Pneumocystis murina the species infecting mice revealed the same deficiencies. The genome sequencing of T. deformans yielded a 13 Mb assembly, which encodes 5,735 genes. T. deformans possesses enzymes involved plant cell wall degradation, secondary metabolism, the glyoxylate cycle, detoxification, sterol biosynthesis, as well as the biosyntheses of plant hormones such as abscisic acid or indole-3-acetic acid. T. deformans also harbors gene subsets that have counterparts in plant saprophytes or pathogens, which is consistent with its alternate saprophytic and pathogenic lifestyles. Mating genes were also identified. The homothallism of this fungus suggests a mating-type switching mechanism. Comparative analyses indicated that 81% of P. jirovecii genes are shared with eight other Taphrinomycotina members, including T. deformans, P. carinii and P. murina. These genes are mostly involved in housekeeping activities. The genes specific to the Pneumocystis genus represent 8%, and are involved in RNA metabolism and signaling. The signaling is known to be crucial for interaction of Pneumocystis spp with their environment. Eleven percent are unique to P. jirovecii and encode mostly proteins of unknown function. These genes in conjunction with other ones (e.g. the major surface glycoproteins) might govern the interaction of P. jirovecii with its human host cells, and potentially be responsible of the host specificity. P. jirovecii exhibits a reduced genome in size with a low GC content, and most probably scavenges vital compounds such as amino acids and cholesterol from human lungs. Consistently, its genome encodes a large set of transporters (ca. 22% of its genes), which may play a pivotal role in the acquisition of these compounds. All these features are generally observed in obligate parasite of various kingdoms (bacteria, protozoa, fungi). Moreover, epidemiological studies failed to evidence a free-living form of the fungus and Pneumocystis spp were shown to co-evolved with their hosts. Given also the lack of virulence factors, our observations strongly suggest that P. jirovecii is an obligate parasite specialized in the colonization of human lungs, and which causes disease only in individuals with compromised immune system. The same conclusion is most likely true for all other Pneumocystis spp in their respective mammalian host. - Pneumocystis jirovecii est un champignon appartenant à ine branche basale des Ascomycotina, le sous-embranchement des Taphrinomycotina. C'est un parasite spécifique aux humains qui réside principalement dans les poumons, et qui peut causer des pneumonies sévères chez des individus ayant un système immunitaire déficient. En dépit de son importance clinique, de nombreux aspects de sa biologie demeurent,largement méconnus, au moins en partie à cause de l'absence d'un système de culture in vitro continu. Cette thèse traite de la reconstruction du génome et de la génomique comparative de P. jirovecii. Elle comporte trois parties: (i) le séquençage de novo du génome de P. jirovecii à partir d'un lavage broncho-alvéolaire provenant d'un seul patient, (ii) le séquençage de novo du génome d'un champignon pathogène de plante Taphrina deformans qui est phylogénétiquement proche de P. jirovecii, et (iii) la comparaison du génome de P. jirovecii à celui d'autres membres du sous-embranchement des Taphrinomycotina. Un enrichissement en cellules de P. jirovecii par immuno-précipitation, une amplification aléatoire des molécules d'ADN, deux méthodes complémentaires de séquençage à haut débit, un tri in silico et un assemblage des séquences ont été utilisés pour reconstruire de novo le génome de P. jirovecii à partir du microbiote d'un seul échantillon clinique. Un pipeline spécifique ainsi que des simulations numériques ont été utilisés pour récupérer les séquences de P. jirovecii tout en éliminant les séquences contaminants et les chimères d'amplification ou d'assemblage. Cette stratégie a produit un assemblage de 8.1 Mb, qui contient 3898 gènes. Les recherches d'homologies, de cartographie des voies métaboliques et des validations manuelles ont révélé que ce génome est dépourvu (i) de la plupart des enzymes dédiées à la biosynthèse des acides aminés, et (ii) de la plupart des facteurs de virulence observés chez d'autres champignons, par exemple, le cycle du glyoxylate ainsi que des peptidases spécifiques impliquées dans la dégradation de la membrane de la cellule hôte. Les analyses appliquées aux données génomiques disponibles de Pneumocystis carinii, l'espèce infectant les rats, et de Pneumocystis murina, l'espèce infectant les souris, ont révélé les mêmes déficiences. Le séquençage du génome de T. deformans a généré un assemblage de 13.3 Mb qui contient 5735 gènes. T. deformans possède les gènes codant pour les enzymes impliquées dans la dégradation des parois cellulaires des plantes, le métabolisme secondaire, le cycle du glyoxylate, la détoxification, la biosynthèse des stérols ainsi que la biosynthèse d'hormones de plantes telles que l'acide abscissique ou l'acide indole 3-acétique. T. deformans possède également des sous-ensembles de gènes présents exclusivement chez des saprophytes ou des pathogènes de plantes, ce qui est consistent avec son mode de vie alternatif saprophyte et pathogène. Des gènes impliqués dans la conjugaison ont été identifiés. L'homothallisme de ce champignon suggère mécanisme de permutation du type conjuguant. Les analyses comparatives ont démontré que 81% des gènes de P. jirovecii sont présent chez les autres membres du sous-embranchement des Taphrinomycotina. Ces gènes sont essentiellement impliqués dans le métabolisme basai. Les gènes spécifiques au genre Pneumocystis représentent 8%, et sont impliqués dans le métabolisme de l'ARN et la signalisation. La signalisation est connue pour être cruciale pour l'interaction des espèces de Pneumocystis avec leur environnement. Les gènes propres à P. jirovecii représentent 11% et codent en majorité pour des protéines dont la fonction est inconnue. Ces gènes en conjonction avec d'autres (par exemple, les glycoprotéines de surface), pourraient être déterminants dans l'interaction de P. jirovecii avec les cellules de l'hôte humain, et être potentiellement responsable de la spécificité d'hôte. P. jirovecii possède un génome de taille réduite à faible pourcentage en GC et récupère très probablement des composés vitaux comme les acides aminés et le cholestérol à partir des poumons humains. De manière consistante, son génome code pour de nombreux transporteurs (22% de ses gènes), qui pourraient jouer un rôle essentiel dans l'acquisition de ces composés. Ces caractéristiques sont généralement observées chez les parasites obligatoires de plusieurs règnes (bactéries, protozoaires, champignons). De plus, les études épidémiologiques n'ont pas réussi à prouver l'existence d'ime forme vivant librement du champignon. Etant donné également l'absence de facteurs de virulence, nos observations suggèrent que P. jirovecii est un parasite obligatoire spécialisé dans la colonisation des poumons humains, ne causant une maladie que chez des individus ayant un système immunitaire compromis. La même conclusion est très probablement applicable à toutes les autres espèces de Pneumocystis dans leur hôte mammifère respectif.

Generation of reconstituted human plasma-derived secretory-like IgA and IgM and their protective effect on intestinal epithelium

Les muqueuses sont les membranes tapissant les cavités du corps, tel que le tube digestif, et sont en contact direct avec l'environnement extérieur. Ces surfaces subissent de nombreuses agressions pouvant être provoquées par des agents pathogènes (bactéries, toxines ou virus). Cela étant, les muqueuses sont munies de divers mécanismes de protection dont notamment deux protéines-clés permettant de neutraliser les agents pathogènes : les anticorps ou immunoglobulines sécrétoires A (SIgA) et M (SIgM). Ces anticorps sont, d'une part, fabriqués au niveau de la muqueuse sous forme d'IgA et IgM. Lorsqu'ils sont sécrétés dans l'intestin, ils se lient à une protéine appelée pièce sécrétoire et deviennent ainsi SIgA et SïgM. La présence de la pièce sécrétoire est essentielle pour que les anticorps puissent fonctionner au niveau de la muqueuse. D'autre part, ces anticorps sont également fabriqués dans d'autres parties du corps en général et se retrouvent dans le sang sous forme d'IgA et IgM Chez l'homme, des thérapies basées sur l'injection d'anticorps donnent de bons résultats depuis de nombreuses années notamment dans le traitement des infections. Bien qu'un certain nombre d'études ont montré le rôle protecteur des anticorps de type IgA et IgM, ceux-ci ne sont que rarement utilisés dans les thérapies actuelles. La principale raison de cette faible utilisation réside dans la production ou la purification des IgA/IgM ou SIgA/SIgM (la forme active au niveau des muqueuses) qui est difficile à réaliser à large échelle. Ainsi, le but de la thèse était (1) d'étudier la possibilité d'employer des IgA et des IgM provenant du sang humain pour générer des SIgA et SIgM et (2) de voir si ces anticorps reconstitués pouvaient neutraliser certains agents pathogènes au niveau des muqueuses. Tout d'abord, une analyse biochimique des IgA et des IgM issues du sang a été effectuée. Nous avons observé que ces anticorps avaient des caractéristiques similaires aux anticorps naturellement présents au niveau des muqueuses. De plus, nous avons confirmé que ces anticorps pouvaient être associés à une pièce sécrétoire produite en laboratoire pour ainsi donner des SIgA et SIgM reconstituées. Ensuite, la fonctionnalité des anticorps reconstitués a été testée grâce à un modèle de couche unique de cellules intestinales différenciées (monocouches) en laboratoire imitant la paroi de l'intestin. Ces monocouches ont été infectées par une bactérie pathogène, Shigella flexneri, responsable de la shigellose, une maladie qui provoque des diarrhées sanglantes chez l'homme. L'infection des monocouches par les bactéries seules ou combinées aux SIgA et SIgM reconstituées a été analysée. Nous avons observé que les dommages des cellules étaient moins importants lorsque les SIgA étaient présentes. Il apparaît que les SIgA neutralisent les bactéries en se fixant dessus, ce qui provoque leur agrégation, et diminuent l'inflammation des cellules. La protection s'est montrée encore plus efficace avec les SIgM. De plus, nous avons vu que les SIgA et SIgM pouvaient diminuer la sécrétion de facteurs nocifs produits par les bactéries. Utilisant le même modèle des monocouches, la fonctionnalité des IgA issues du sang humain a aussi été testée contre une toxine sécrétée par une bactérie appelée Clostridium diffìcile. Cette bactérie peut être présente naturellement dans l'intestin de personnes saines, cependant elle peut devenir pathogène dans certaines conditions et être à l'origine de diarrhées et d'inflammations de l'intestin via la sécrétion de toxines. Des préparations d'anticorps contenant une certaine proportion de SIgA reconstituées ont amené à une diminution des dommages et de l'inflammation des monocouches causés par la toxine. L'ensemble de ces résultats prometteurs, montrant que des SIgA et SIgM reconstituées peuvent protéger la paroi de l'intestin des infections bactériennes, nous conduisent à approfondir la recherche sur ces anticorps dans des modèles animaux. L'aboutissement de ce type de recherche permettrait de tester, par la suite, l'efficacité sur l'homme de traitements des infections des muqueuses par injection d'anticorps de type SIgA et SIgM reconstituées. Les muqueuses, telle que la muqueuse gastrointestinale, sont des surfaces constamment exposées à l'environnement et leur protection est garantie par une combinaison de barrières mécaniques, physicochimiques et immunologiques. Parmi les divers mécanismes de protection immunologiques, la réponse humorale spécifique joue un rôle prépondérant et est assurée par les immunoglobulines sécrétoires de type A (SIgA) et M (SIgM). Les thérapies basées sur l'administration d'IgG apportent d'importants bénéfices dans le domaine de la santé. Bien que des études sur les animaux aient montré que l'administration par voie muqueuse d'IgA polymérique (plgA) ou SIgA pouvaient protéger des infections, des IgA/SIgA n'ont été utilisées qu'occasionnellement dans les thérapies. De plus, des études précliniques et cliniques ont démontré que l'administration par voie systémique de préparations enrichies en IgM pouvait aussi protéger des infections. Cependant, l'administration par voie muqueuse d'IgM/SIgM purifiées n'a pas été examinée jusqu'à présent. La principale raison est que la purification ou là production des IgA/SIgA et IgM/SIgM est difficile à réaliser à large échelle. Le but de ce travail de thèse était d'examiner la possibilité d'associer des IgA et IgM polyclonals purifiées à partir du plasma humain avec une pièce sécrétoire recombinante humaine afin de générer des SIgA et SIgM reconstituées fonctionnelles. Tout d'abord, une analyse biochimique des IgA et IgM issues du plasma humain a été effectuée par buvardage de western et Chromatographie. Ces molécules avaient des caractéristiques biochimiques similaires à celles des immunoglobulines issues de la muqueuse. L'association entre plgA ou IgM issues du plasma humain et la pièce sécrétoire recombinante humaine a été confirmée, ainsi que la stoechiométrie 1:1 de l'association. Comme dans les conditions physiologiques, cette association permettait de retarder la dégradation des SIgA et SIgM reconstituées exposées à des protéases intestinales. Ensuite, la fonctionnalité et le mode d'action des IgA et IgM issues du plasma humain, ainsi que des SIgA et SIgM reconstituées, ont été explorés grâce à un modèle in vitro de monocouches de cellules intestinales épithéliales polarisées de type Caco-2, qui imite l'épithélium intestinal. Les monocouches ont été infectées par un pathogène entérique, Shigella flexneri, seul ou combiné aux immunoglobulines issues du plasma humain ou aux immunoglobulines sécrétoires reconstituées. Bien que les dommages des monocouches aient été retardés par les plgA et SIgA reconstituées, les IgM et SIgM reconstituées se sont montrées supérieures dans le maintien de l'intégrité des cellules. Une agrégation bactérienne et une diminution de l'inflammation des monocouches ont été observées avec les plgA et SIgA reconstituées. Ces effets étaient augmentés avec les IgM et SIgM reconstituées. De plus, il s'est révélé que les deux types d'immunoglobulines de type sécrétoire reconstituées agissaient directement sur la virulence des bactéries en réduisant leur sécrétion de facteurs de virulence. La fonctionnalité des IgA issues du plasma humain a aussi été testée contre la toxine A de Clostridium difficile grâce au même modèle de monocouches de cellules épithéliales. Nous avons démontré que des préparations enrichies en IgA provenant du plasma humain pouvaient diminuer les dommages et l'inflammation des monocouches induits par la toxine. L'ensemble de ces résultats démontrent que des IgA et IgM de type sécrétoire peuvent être générées à partir d'IgA et IgM issues du plasma humain en les associant à la pièce sécrétoire et que ces molécules protègent l'épithélium intestinal contre des bactéries pathogènes. Ces molécules pourraient dès lors être testées dans des modèles in vivo. Le but final serait de les utiliser chez l'homme à des fins d'immunisation passive dans le traitement de pathologies associées à la muqueuse telles que les infections. - Mucosal surfaces, such as gastrointestinal mucosa, are constantly exposed to the external environment and their protection is ensured by a combination of mechanical, physicochemical and immunological barriers. Among the various immunological defense mechanisms, specific humoral mucosal response plays a crucial role and is mediated by secretory immunoglobulins A (SIgA) and M (SIgM). Immunoglobulin therapy based on the administration of IgG molecules leads important health benefits. Even though animal studies have shown that mucosal application of polymeric IgA (plgA) or SIgA provided protection against infections, IgA/SIgA have been only used occasionally for therapeutic application. Moreover, preclinical and clinical studies have demonstrated that systemic administration of IgM-enriched preparations could also afford protection against infections. Nevertheless, mucosal application of purified IgM/SIgM has not been examined. The main reason is that the purification or production of IgA/SIgA and IgM/SIgM at large scale is difficult to achieve. The aim of this PhD project was to examine the possibility to associate polyclonal human plasma-derived IgA and IgM with recombinant human secretory component (SC) to generate functional secretoiy-like IgA and IgM. First, biochemical analysis of human plasma IgA and IgM was performed by western blotting and chromatography. These molecules exhibited the same biochemical features as mucosa-derived antibodies (Abs). The association between human plasma plgA or IgM and recombinant human SC was confirmed, as well as the 1:1 stoichiometry of association. Similarly to physiological conditions, this association delayed the degradation of secretory-like IgA or IgM by intestinal proteases. Secondly, the function activity and the mode of action of human plasma IgA and IgM, as well as secretory-like IgA and IgM were explored using an in vitro model of polarized intestinal epithelial Caco-2 cell monolayers mimicking intestinal epithelium. Cell monolayers were infected with an enteropathogen, Shigella flexneri, alone or in combination to plasma Abs or secretory-like Abs. Even though plasma plgA and secretoiy-like IgA resulted in a delay of bacteria-induced damages of cell monolayers, plasma IgM and secretory-like IgM were shown to be superior in maintenance of cell integrity. Polymeric IgA and secretory-like IgA induced bacterial aggregation and decreased cell monolayer inflammation, effects further amplified with IgM and secretory-like IgM. In addition, both secretory-like Abs directly impacted on bacterial virulence leading to a reduction in secretion of virulence factors by bacteria. The functionality of human plasma IgA was also tested against Clostridium difficile toxin A using Caco-2 cell monolayers. Human plasma IgA- enriched preparations led to a diminution of cell monolayer damages and a decrease of cellular inflammation induced by the toxin. The sum of these results demonstrates that secretory-like IgA and IgM can be generated from purified human plasma IgA and IgM associated to SC and that these molecules are functional to protect intestinal epithelium from bacterial infections. These molecules could be now tested using in vivo models. The final goal would be to use them by passive immunization in the treatment of mucosa-associated pathologies like infections in humans.

RAPPORT NATIONAL SUR L'ETAT DE LA BIODIVERSITE

Informations de base sur la République du Cap Vert L'archipel du Cap Vert est constitué par dix îles et huit îlots situés à environ 500 km de la côte occidentale africaine. Sa superficie est de 4033 km2. Les îles sont d'origine volcanique et sont implantées sur la zone sud-ouest de la plate-forme sénégalaise sur la croûte océanique d'âge comprise entre 140 et 120 millions d'années. Le relief est très accidenté dans les îles les plus jeunes (Fogo, Santiago, Santo Antão et S. Nicolau), mais relativement plat dans les îles plus anciennes (Maio, Boavista e Sal). Les sols sont peu évolués, avec des horizons pédologiques peu différenciés. Par sa situation géographique, dans une zone d'aridité météorologique, le climat du Cap Vert est sahélien du type tropical sec, soumis aux vents alizés du nordest, avec des températures modérées (environ 24ºC) et une faible amplitude thermique dû à l'environnement atlantique. Les précipitations sont généralement faibles sur l'ensemble du pays, ne dépassant pas les 300 mm de moyenne annuelle pour les 65% du territoire situé à moins de 400 m d'altitude. Les zones sous l'influence des alizés étant encore plus sèches (150 mm de moyenne annuelle). Sur les versants situés à plus de 500 m d'altitude faisant face aux alizés, on peut atteindre ou dépasser les 700 mm. Les pluies sont irrégulières et généralement mal distribuées dans le temps et dans l'espace. Le peuplement et son influence sur la biodiversité Après leur colonisation par les humains au cours du XVème siècle, les îles du Cap Vert ont été soumises à une forte exploitation des ressources biologiques. Des facteurs anthropiques avec conséquences directe et indirecte sur la végétation, tels que l'agriculture pluviale, dans la plupart des cas pratiquée sur les fortes pentes des versants, l'utilisation du bois de feu, le surpâturage et l'introduction des espèces exotiques ont contribué à la dégradation graduelle de la végétation et des habitats de l'archipel. Le rôle de ces facteurs a été encore accentué par l'action passif des facteurs intrinsèques tels que l'insularité et la fraction importante du territoire occupée par des zones arides et semi-arides. La végétation des zones arides et semi-arides qui occupent, au Cap Vert, plus de 70% du sol arable du territoire, a un faible pouvoir de régénération. Sa flore insulaire est sensible par le fait d'avoir évolué en l'absence de prédateurs et d'être issues de petites populations avec une diversité génétique limitée et par une aire de dissémination très limitée. La diversité des espèces Il existe au Cap Vert, 110 espèces de bryophytes dont 15 sont endémiques. Du total, 36% sont extinctes ou menacées. Parmi les endémiques 40% sont menacées. Les espèces d’angiospermes sont en nombre de 240 dont 45 sont endémiques. A noter que 27% du total sont extinctes ou menacées. Parmi les endémiques, 54% sont en danger de disparition. La biodiversité animale cours des risques majeures de survie. Des 37 espèces de gastéropodes existantes, 15 sont endémiques dont 67% sont menacées. Les arachnides sont au nombre de 111 dont 46 sont endémiques. Parmi les endémiques, 78% sont menacées. Il existe 470 espèces d'insectes (coléoptères) dont 155 sont endémiques. 84% des taxa endémiques sont menacées. On suppose que du total des 470 espèces, 64% sont disparues ou en danger. L'état actuel de la faune et de la flore a été donné par la Première Liste Rouge du Cap Vert, publiée en 1996 et qui indique un certain nombre de statistiques effrayantes : sont menacées plus de 26% des angiospermes, plus de 40% des bryophytes, plus de 65% des ptéridophytes et plus de 29% des lichens ; plus de 47% des oiseaux, 25% des reptiles terrestres, 64% des coléoptères, plus de 57% des arachnides, plus de 59% des mollusques terrestres. L'archipel du Cap Vert est situé dans la zone tropicale où, selon Nunan (1992), si on exclue les espèces migratoires on peu compter environ 273 espèces de poissons, dont 70% sont endémiques. La liste des espèces de poissons des îles du Cap Vert est assez diversifiée et compte environ une centaine d'espèces appartenant à différentes familles. En matière de diversité biologique marine l'exploitation des ressources dans la ZEE (Zone Economique Exclusive) sont encore loin d'atteindre le potentiel estimé. Néanmoins, il existe quelques espèces qui sont en danger, notamment les tortues et les langoustes. Dans les eaux capverdiennes il existe 5 espèces de tortues : Dermocelys coriacea, Chelonia mydas, Eretmochelys imbricata, Caretta caretta et Lepidochelys olivacea. Les tortues sont d'une façon générale soumises à une exploitation irrationnelle depuis des décades. La viande et les oeufs, surtout de la tortue mâle sont très appréciés. La carapace est utilisée dans la bijouterie (boucles, bagues, colliers, etc.). Parmi les quatre familles de langoustes connues, l'archipel du Cap Vert recèle deux : la Palinuridae (langouste rose, verte et marron) et la Scyllaride (langouste de pierre). A signaler également une espèce endémique, le Palinuris charlestoni. Toutes les espèces existantes au Cap Vert sont exploitées, souvent à la limite de la durabilité. La République du Cap Vert et la Convention sur la Biodiversité Le Cap Vert a signé la Convention sur la biodiversité en juin 1992 et l'a ratifié en mars 1995. Pour remplir les obligations découlant de l'adoption de la Convention, le pays a complété sa Stratégie Nationale et Plan d'Action sur la Biodiversité en février 1999. Une institution responsable pour la mise en oeuvre de la politique nationale en matière de l'environnement a été créée, le Secrétariat Exécutif pour l'Environnement (SEPA). Le Plan d'Action National a identifié 21 objectifs divisés en huit groupes thèmatiques et contient des activités jusqu'à l'an 2010. Parallèlement à ces actions, la Loi de Base pour l'Environnement, le Code de l'Environnement, le Code de l'Eau et le Code Forestier ont été adoptés. Ce nouveau Code Forestier a été élaboré afin d'actualiser les normes pour une gestion durable des ressources et le transfert des compétences aux régions et communautés. Au niveau stratégique le Cap Vert a élaboré son Programme d'Action National pour l'Environnement (PANA) et a développé le Programme d'Action National de Lutte Contre la Désertification (PAN-LCD) en utilisant l'approche participative faisant appel à tous les acteurs de la société civile y inclus les associations et ONG. Au niveau international le Cap Vert a adhéré aux conventions telles que la biodiversité, les changements climatiques et le contrôle de la désertification. Le pays a également signé les conventions suivantes : Convention des Nations Unies sur le Droit de la Mer, Convention relative à la Protection du Patrimoine Mondial Culturel et Naturel, Convention de Bâle sur les mouvements trans-frontaliers, Convention internationale pour la Prévention de la pollution par des bateaux, Convention de Vienne sur la protection de la couche de l'ozone, Protocole de Montréal sur les substances qui appauvrissent la couche de l'ozone. La mise en oeuvre de la stratégie nationale sur la Diversité Biologique permettra une meilleure gestion de l'eau, des ressources naturelles et des espaces, l'introduction de nouvelles espèces et de nouvelles technologies alternatives pour l'agriculture et l'élevage ainsi que la création de nouveaux emplois alternatifs, à partir des activités génératrices de revenus, et de diminuer ainsi, la pression sur les ressources naturelles.

Développement Durable du Tourisme au Cap Vert

Les îles du Cap Vert, ont servi de zone d’étude pour ce travail de recherche, qui traite de la gestion du tourisme et de son rapport avec l’environnement. L’objectif de ce travail consiste à suggérer des orientations pour une gestion du tourisme dans le cadre d’une stratégie de développement durable, afin de minimiser les impacts du secteur sur le milieu. On constate que : 1. Le tourisme entraîne plusieurs impacts au niveau économique, socioculturel et environnemental. Ces impacts peuvent être positifs ou négatifs et les ampleurs dépendent de la spécificité de chaque pays ou région. 2. Au Cap Vert on observe les impacts suivants: - Des perspectives d’augmentation des bénéfices économiques ; - Du point de vue environnementale la biodiversité et les écosystèmes naturels sont fragiles et il y a une tendance à la dégradation qui pourrait être accélérée avec le développement d’un tourisme mal planifié. Pour les ressources hydriques et énergétiques il n’existe pas de problèmes graves liées au tourisme, néanmoins une augmentation de la pression est à prévoir avec la croissance du tourisme. La gestion des déchets et la dégradation des zones côtières sont des problèmes actuels et tendent à s’aggraver considérablement. En matière de tourisme et d’environnement il y a plusieurs institutions et législations sont mis sur pied pour réglementer ce domaine. Des mesures politiques et législatives de promotion du développement durable sont prévues à cet effet. Néanmoins existent encore des insuffisances au niveau de la coordination entre les acteurs et l’adéquation de la législation existante. La participation de la population locale dans la gestion des ressources naturelles et dans les projets touristiques est faible. Pour le Cap Vert comme pour d’autres pays insulaires en développement, des études plus approfondies et des analyses plus fines sont nécessaires afin d’améliorer la compréhension de la situation réelle et de proposer des solutions concrètes.

Nucleation and growth of metamorphic minerals in contact aureoles

THESIS ABSTRACT Nucleation and growth of metamorphic minerals are the consequence of changing P-T-X-conditions. The thesis presented here focuses on processes governing nucleation and growth of minerals in contact metamorphic environments using a combination of geochemical analytics (chemical-, isotope-, and trace element composition), statistical treatments of spatial data, and numerical models. It is shown, that a combination of textural modeling and stable isotope analysis allows a distinction between several possible reaction paths for olivine growth in a siliceous dolomite contact aureole. It is suggested that olivine forms directly from dolomite and quartz. The formation of olivine from this metastable reaction implies metamorphic crystallization far from equilibrium. As a major consequence, the spatial distribution of metamorphic mineral assemblages in a contact aureole cannot be interpreted as a proxy for the temporal evolution of a single rock specimen, because each rock undergoes a different reaction path, depending on temperature, heating rate, and fluid-infiltration rate. A detailed calcite-dolomite thermometry study was initiated on multiple scales ranging from aureole scale to the size of individual crystals. Quantitative forward models were developed to evaluate the effect of growth zoning, volume diffusion and the formation of submicroscopic exsolution lamellae (<1 µm) on the measured Mg-distribution in individual calcite crystals and compare the modeling results to field data. This study concludes that Mg-distributions in calcite grains of the Ubehebe Peak contact aureole are the consequence of rapid crystal growth in combination with diffusion and exsolution. The crystallization history of a rock is recorded in the chemical composition, the size and the distribution of its minerals. Near the Cima Uzza summit, located in the southern Adamello massif (Italy), contact metamorphic brucite bearing dolomite marbles are exposed as xenoliths surrounded by mafic intrusive rocks. Brucite is formed retrograde pseudomorphing spherical periclase crystals. Crystal size distributions (CSD's) of brucite pseudomorphs are presented for two profiles and combined with geochemistry data and petrological information. Textural analyses are combined with geochemistry data in a qualitative model that describes the formation periclase. As a major outcome, this expands the potential use of CSD's to systems of mineral formation driven by fluid-infiltration. RESUME DE LA THESE La nucléation et la croissance des minéraux métamorphiques sont la conséquence de changements des conditions de pression, température et composition chimique du système (PT-X). Cette thèse s'intéresse aux processus gouvernant la nucléation et la croissance des minéraux au cours d'un épisode de métamorphisme de contact, en utilisant la géochimie analytique (composition chimique, isotopique et en éléments traces), le traitement statistique des données spatiales et la modélisation numérique. Il est montré que la combinaison d'un modèle textural avec des analyses en isotopes stables permet de distinguer plusieurs chemins de réactions possibles conduisant à la croissance de l'olivine dans une auréole de contact riche en Silice et dolomite. Il est suggéré que l'olivine se forme directement à partir de la dolomie et du quartz. Cette réaction métastable de formation de l'olivine implique une cristallisation métamorphique loin de l'équilibre. La principale conséquence est que la distribution spatiale des assemblages de minéraux métamorphiques dans une auréole de contact ne peut pas être considérée comme un témoin de l'évolution temporelle d'un type de roche donné, puisque chaque type de roche suit différents chemins de réactions, en fonction de la température, la vitesse de réchauffement et le taux d'infiltration du fluide. Une étude thermométrique calcite-dolomite détaillée a été réalisée à diverses échelles, depuis l'échelle de l'auréole de contact jusqu'à l'échelle du cristal. Des modèles numériques quantitatifs ont été développés pour évaluer l'effet des zonations de croissance, de la diffusion volumique et de la formation de lamelles d'exsolution submicroscopiques (<1µm) sur la distribution du magnésium mesuré dans des cristaux de calcite individuels. Les résultats de ce modèle ont été comparés ä des échantillons naturels. Cette étude montre que la distribution du Mg dans les grains de calcite de l'auréole de contact de l'Ubehebe Peak (USA) résulte d'une croissance cristalline rapide, associée aux processus de diffusion et d'exsolution. L'histoire de cristallisation d'une roche est enregistrée dans la composition chimique, la taille et la distribution de ses minéraux. Près du sommet Cima Uzza situé au sud du massif d'Adamello (Italie), des marbres dolomitiques à brucite du métamorphisme de contact forment des xénolithes dans une intrusion mafique. La brucite constitue des pseudomorphes rétrogrades du périclase. Les distributions de taille des cristaux (CSD) des pseudomorphes de brucite sont présentées pour deux profiles et sont combinées aux données géochimiques et pétrologiques. Les analyses textorales sont combinées aux données géochimiques dans un modèle qualitatif qui décrit la formation du périclase. Ceci élargit l'utilisation potentielle de la C5D aux systèmes de formation de minéraux controlés par les infiltrations fluides. THESIS ABSTRACT (GENERAL PUBLIC) Rock textures are essentially the result of a complex interaction of nucleation, growth and deformation as a function of changing physical conditions such as pressure and temperature. Igneous and metamorphic textures are especially attractive to study the different mechanisms of texture formation since most of the parameters like pressure-temperature-paths are quite well known for a variety of geological settings. The fact that textures are supposed to record the crystallization history of a rock traditionally allowed them to be used for geothermobarometry or dating. During the last decades the focus of metamorphic petrology changed from a static point of view, i.e. the representation of a texture as one single point in the petrogenetic grid towards a more dynamic view, where multiple metamorphic processes govern the texture formation, including non-equilibrium processes. This thesis tries to advance our understanding on the processes governing nucleation and growth of minerals in contact metamorphic environments and their dynamic interplay by using a combination of geochemical analyses (chemical-, isotope-, and trace element composition), statistical treatments of spatial data and numerical models. In a first part the thesis describes the formation of metamorphic olivine porphyroblast in the Ubehebe Peak contact aureole (USA). It is shown that not the commonly assumed succession of equilibrium reactions along a T-t-path formed the textures present in the rocks today, but rather the presence of a meta-stable reaction is responsible for forming the olivine porphyroblast. Consequently, the spatial distribution of metamorphic minerals within a contact aureole can no longer be regarded as a proxy for the temporal evolution of a single rock sample. Metamorphic peak temperatures for samples of the Ubehebe Peak contact aureole were determined using calcite-dolomite. This geothermometer is based on the temperature-dependent exchange of Mg between calcite and dolomite. The purpose of the second part of this thesis was to explain the interfering systematic scatter of measured Mg-content on different scales and thus to clarify the interpretation of metamorphic temperatures recorded in carbonates. Numerical quantitative forward models are used to evaluate the effect of several processes on the distribution of magnesium in individual calcite crystals and the modeling results were then compared to measured field. Information about the crystallization history is not only recorded in the chemical composition of grains, like isotope composition or mineral zoning. Crystal size distributions (CSD's) provide essential information about the complex interaction of nucleation and growth of minerals. CSD's of brucite pseudomorphs formed retrograde after periclase of the southern Adamello massif (Italy) are presented. A combination of the textural 3D-information with geochemistry data is then used to evaluate reaction kinetics and to constrain the actual reaction mechanism for the formation of periclase. The reaction is shown to be the consequence of the infiltration of a limited amount of a fluid phase at high temperatures. The composition of this fluid phase is in large disequilibrium with the rest of the rock resulting in very fast reaction rates. RESUME DE LA THESE POUR LE GRAND PUBLIC: La texture d'une roche résulte de l'interaction complexe entre les processus de nucléation, croissance et déformation, en fonction des variations de conditions physiques telles que la pression et la température. Les textures ignées et métamorphiques présentent un intérêt particulier pour l'étude des différents mécanismes à l'origine de ces textures, puisque la plupart des paramètres comme les chemin pression-température sont relativement bien contraints dans la plupart des environnements géologiques. Le fait que les textures soient supposées enregistrer l'histoire de cristallisation des roches permet leur utilisation pour la datation et la géothermobarométrie. Durant les dernières décennies, la recherche en pétrologie métamorphique a évolué depuis une visualisation statique, c'est-à-dire qu'une texture donnée correspondait à un point unique de la grille pétrogénétique, jusqu'à une visualisation plus dynamique, où les multiples processus métamorphiques qui gouvernent 1a formation d'une texture incluent des processus hors équilibre. Cette thèse a pour but d'améliorer les connaissances actuelles sur les processus gouvernant la nucléation et la croissance des minéraux lors d'épisodes de métamorphisme de contact et l'interaction dynamique existant entre nucléation et croissance. Pour cela, les analyses géochimiques (compositions chimiques en éléments majeurs et traces et composition isotopique), le traitement statistique des données spatiales et la modélisation numérique ont été combinés. Dans la première partie, cette thèse décrit la formation de porphyroblastes d'olivine métamorphique dans l'auréole de contact de l'Ubehebe Peak (USA). Il est montré que la succession généralement admise des réactions d'équilibre le long d'un chemin T-t ne peut pas expliquer les textures présentes dans les roches aujourd'hui. Cette thèse montre qu'il s'agirait plutôt d'une réaction métastable qui soit responsable de la formation des porphyroblastes d'olivine. En conséquence, la distribution spatiale des minéraux métamorphiques dans l'auréole de contact ne peut plus être interprétée comme le témoin de l'évolution temporelle d'un échantillon unique de roche. Les pics de température des échantillons de l'auréole de contact de l'Ubehebe Peak ont été déterminés grâce au géothermomètre calcite-dolomite. Celui-ci est basé sur l'échange du magnésium entre la calcite et la dolomite, qui est fonction de la température. Le but de la deuxième partie de cette thèse est d'expliquer la dispersion systématique de la composition en magnésium à différentes échelles, et ainsi d'améliorer l'interprétation des températures du métamorphisme enregistrées dans les carbonates. Des modèles numériques quantitatifs ont permis d'évaluer le rôle de différents processus sur la distribution du magnésium dans des cristaux de calcite individuels. Les résultats des modèles ont été comparés aux échantillons naturels. La composition chimique des grains, comme la composition isotopique ou la zonation minérale, n'est pas le seul témoin de l'histoire de la cristallisation. La distribution de la taille des cristaux (CSD) fournit des informations essentielles sur les interactions entre nucléation et croissance des minéraux. La CSD des pseudomorphes de brucite retrograde formés après le périclase dans le sud du massif Adamello (Italie) est présentée dans la troisième partie. La combinaison entre les données textorales en trois dimensions et les données géochimiques a permis d'évaluer les cinétiques de réaction et de contraindre les mécanismes conduisant à la formation du périclase. Cette réaction est présentée comme étant la conséquence de l'infiltration d'une quantité limitée d'une phase fluide à haute température. La composition de cette phase fluide est en grand déséquilibre avec le reste de la roche, ce qui permet des cinétiques de réactions très rapides.

Cape Verde - Programme d’Action National de Lutte Contre la Desertification

Depuis son indépendance en 1975, le Cap Vert est résolument engagé dans la lutte contre la désertification et les effets de la sécheresse. Plus de 32.000.000 arbres ont été plantés au cours des vingt dernières années pour protéger le sol de l'érosion et reconstituer un espace forestier pratiquement anéanti par cinq siècles d'occupation humaine. Des milliers de kilomètres de murettes et de banquettes, des milliers de digues de correction torrentielle et d'ouvrages hydrauliques ont été construits sur l'ensemble de l'archipel. Les aménagements anti-érosifs ont été mis en place sur plus de 43 % des terres occupées par les cultures pluviales, soit plus de 16.000 hectares. Cet immense effort déployé par les Capverdiens pour lutter contre la dégradation de leurs ressources naturelles et l'appauvrissement des populations qui en dépendent, tire ses motivations historiques des sécheresses désastreuses qui ont secoué le pays au fil des années, jusqu'à celle de 1947 - 49 qui a provoqué des milliers de morts. Ce Programme d'Action National (PAN) s'inscrit dans la continuité de ces efforts. Il est le fruit d'une réflexion conjointe de l'ensemble des acteurs concernés par le problème de la désertification. Il repose à la fois sur le bilan des actions menées jusqu'à ce jour par les différents intervenants, et sur une consultation massive, menée sur l'ensemble du pays, des populations touchées par la désertification et les effets de la sécheresse. Il ne prétend pas innover dans le domaine des techniques de lutte, ni remettre en question le rôle des différents acteurs engagés dans cette lutte. Il vise simplement à une meilleure coordination des efforts et à une plus large participation de la population. Conscientes des problèmes posés par l'interaction de l'homme et de l'environnement sur l'ensemble de la planète, les nations du monde se sont réunies à Rio de Janeiro au mois de juin 1992 lors de la Conférence Mondiale de L’Environnement. Cette conférence organisée par les Nations Unies visait à rapprocher les pays en voie de développement et les pays industrialisés pour garantir l'avenir de la planète terre. Trois conventions internationales fixant des accords de partenariat et des modalités concrètes de mise en oeuvre sont issues de cette rencontre. Il s'agit de: - La Convention sur la Diversité Biologique; - La Convention sur les Changements Climatiques; - Et enfin la Convention de Lutte Contre la Désertification dans les pays gravement touchés par la sécheresse et/ou la désertification, en particulier en Afrique, qui fut adoptée à Paris le 17 juin 1994, et ouverte à la signature en octobre de la même année. Parmi la centaine de signataires de la convention, la République du Cap-Vert fut le deuxième signataire au monde et le premier pays en Afrique. Depuis son indépendance en 1975, le Cap Vert est résolument engagé dans la lutte contre la désertification et les effets de la sécheresse. Plus de 32.000.000 arbres ont été plantés au cours des vingt dernières années pour protéger le sol de l'érosion et reconstituer un espace forestier pratiquement anéanti par cinq siècles d'occupation humaine. Des milliers de kilomètres de murettes et de banquettes, des milliers de digues de correction torrentielle et d'ouvrages hydrauliques ont été construits sur l'ensemble de l'archipel. Les aménagements anti-érosifs ont été mis en place sur plus de 43 % des terres occupées par les cultures pluviales, soit plus de 16.000 hectares. Cet immense effort déployé par les Capverdiens pour lutter contre la dégradation de leurs ressources naturelles et l'appauvrissement des populations qui en dépendent, tire ses motivations historiques des sécheresses désastreuses qui ont secoué le pays au fil des années, jusqu'à celle de 1947 - 49 qui a provoqué des milliers de morts. Ce Programme d'Action National (PAN) s'inscrit dans la continuité de ces efforts. Il est le fruit d'une réflexion conjointe de l'ensemble des acteurs concernés par le problème de la désertification. Il repose à la fois sur le bilan des actions menées jusqu'à ce jour par les différents intervenants, et sur une consultation massive, menée sur l'ensemble du pays, des populations touchées par la désertification et les effets de la sécheresse. Il ne prétend pas innover dans le domaine des techniques de lutte, ni remettre en question le rôle des différents acteurs engagés dans cette lutte. Il vise simplement à une meilleure coordination des efforts et à une plus large participation de la population. Conscientes des problèmes posés par l'interaction de l'homme et de l'environnement sur l'ensemble de la planète, les nations du monde se sont réunies à Rio de Janeiro au mois de juin 1992 lors de la Conférence Mondiale de L’Environnement. Cette conférence organisée par les Nations Unies visait à rapprocher les pays en voie de développement et les pays industrialisés pour garantir l'avenir de la planète terre. Trois conventions internationales fixant des accords de partenariat et des modalités concrètes de mise en oeuvre sont issues de cette rencontre. Il s'agit de: - La Convention sur la Diversité Biologique; - La Convention sur les Changements Climatiques; - Et enfin la Convention de Lutte Contre la Désertification dans les pays gravement touchés par la sécheresse et/ou la désertification, en particulier en Afrique, qui fut adoptée à Paris le 17 juin 1994, et ouverte à la signature en octobre de la même année. Parmi la centaine de signataires de la convention, la République du Cap-Vert fut le deuxième signataire au monde et le premier pays en Afrique. La Convention de Lutte Contre la Désertification (CCD) repose sur quatre grands principes: a) "Les décisions concernant la conception et l'exécution des programmes de lutte contre la désertification doivent être prises avec la participation des populations et des collectivités locales, et un environnement porteur doit être créé aux échelons supérieurs pour faciliter l'action aux niveaux national et local"; b) La nécessité "d'améliorer, dans un esprit de solidarité et de partenariat internationaux, la coopération et la coordination au niveau sous-régional, régional et international, et de concentrer les ressources financières, humaines, organisationnelles, et techniques là où elles sont nécessaires"; c) La nécessité "d'instituer une coopération entre les pouvoirs publics à tous les niveaux, les collectivités, les organisations non gouvernementales et les exploitants des terres pour mieux faire comprendre, dans les zones touchées, la nature et la valeur de la terre et des rares ressources en eau, et pour promouvoir une utilisation durable de ces ressources"; d) Enfin, "la prise en considération de la situation et des besoins particuliers des pays en voie de développement, tout spécialement les moins avancés d'entre eux". Afin de mettre en oeuvre les résolutions de la convention, il a été demandé à chaque pays signataire d'élaborer un Programme d'Action National, pour en faire l'élément central de sa stratégie en matière de LCD. Le Comité Inter-Etats de Lutte Contre la Sécheresse au Sahel (CILSS), qui regroupe neuf pays dont la République du Cap-Vert, a été désigné pour appuyer et pour coordonner au niveau sous-régional la mise en oeuvre de la convention. Au niveau national, le Secrétariat Exécutif pour l'Environnement (SEPA) a été désigné pour assurer la coordination de la mise en oeuvre du PAN. Dans cette tâche, le SEPA compte déjà avec l’appui du Programme des Nations Unies pour le Développement (PNUD/UNSO) et de la Coopération Française - chef de file des bailleurs de fonds pour la mise en oeuvre de la CCD au Cap-Vert. L’élaboration du PAN a été un processus relativement long qui a commencé par la réalisation du Premier Forum National en novembre 1995. Ce Forum a permis, entre autres, d’informer les différents partenaires sur la CCD. Par la suite, le Secrétariat Exécutif pour l’Environnement avec l’aide du projet “Appui à la Mise en Oeuvre de la CCD”, a réalisé des tournées d’information et de discussions dans toutes les 17 municipalités qui composent le Pays. Ces tournées ont permis de dialoguer et d’engager effectivement le processus de décentralisation dans l’élaboration du PAN. Il a été convenu que chaque commune doit élaborer un Programme Municipal de Lutte Contre la Désertification. Une formation en approche participative (Méthode accélérée de recherche participative) a été organisée à l’attention des représentants des communes. Cela a permis aux municipalités de réaliser un diagnostic participatif au niveau des communautés. Des Commissions Municipales pour l’Environnement ont été créées pour la mise en oeuvre de la CCD. Ces Commissions sont formées par les représentants des services publics, des ONG, des associations paysannes et des confessions religieuses. Chaque Municipalité a réalisé un diagnostic participatif et élaboré un rapport qui décrit la situation socio économique des différentes zones et les propositions des communautés pour lutter contre la désertification. Sur la base des diagnostics participatifs et avec l’appui du SEPA, les différentes municipalités ont élaboré leurs propres programmes. Ces programmes ont été validés au cours d’ateliers municipaux avec la participation de tous les partenaires concernés. Le PAN comporte 190 projets municipaux présentés sous forme de fiches de projets dans le volume annexe, auxquels s’ajoutent 5 projets nationaux. Ces derniers ont été définis, d’une part pour répondre à des problèmes et préoccupations manifestées au niveau municipal, mais dont les solutions ont un caractère national et d’autre part pour créer la complémentarité nécessaire avec les autres Programmes Nationaux. Parmi les objectifs majeurs que le Cap-Vert s'est fixé dans son 4ème Plan National de Développement, figurent des objectifs économiques comme la valorisation des ressources naturelles, et des objectifs sociaux, comme la lutte contre la pauvreté et le sous-emploi, la sécurité alimentaire, la protection de l'environnement, et la couverture des besoins essentiels de la population. Tous ces objectifs rentrent dans le champ d'action du PAN, qui contribue donc largement à l'objectif principal du 4ème Plan, à savoir l'intégration dynamique du Cap-Vert dans l'économie mondiale.

Cape Verde - Programme d’Action National de Lutte Contre la Desertification

Depuis son indépendance en 1975, le Cap Vert est résolument engagé dans la lutte contre la désertification et les effets de la sécheresse. Plus de 32.000.000 arbres ont été plantés au cours des vingt dernières années pour protéger le sol de l'érosion et reconstituer un espace forestier pratiquement anéanti par cinq siècles d'occupation humaine. Des milliers de kilomètres de murettes et de banquettes, des milliers de digues de correction torrentielle et d'ouvrages hydrauliques ont été construits sur l'ensemble de l'archipel. Les aménagements anti-érosifs ont été mis en place sur plus de 43 % des terres occupées par les cultures pluviales, soit plus de 16.000 hectares. Cet immense effort déployé par les Capverdiens pour lutter contre la dégradation de leurs ressources naturelles et l'appauvrissement des populations qui en dépendent, tire ses motivations historiques des sécheresses désastreuses qui ont secoué le pays au fil des années, jusqu'à celle de 1947 - 49 qui a provoqué des milliers de morts. Ce Programme d'Action National (PAN) s'inscrit dans la continuité de ces efforts. Il est le fruit d'une réflexion conjointe de l'ensemble des acteurs concernés par le problème de la désertification. Il repose à la fois sur le bilan des actions menées jusqu'à ce jour par les différents intervenants, et sur une consultation massive, menée sur l'ensemble du pays, des populations touchées par la désertification et les effets de la sécheresse. Il ne prétend pas innover dans le domaine des techniques de lutte, ni remettre en question le rôle des différents acteurs engagés dans cette lutte. Il vise simplement à une meilleure coordination des efforts et à une plus large participation de la population. Conscientes des problèmes posés par l'interaction de l'homme et de l'environnement sur l'ensemble de la planète, les nations du monde se sont réunies à Rio de Janeiro au mois de juin 1992 lors de la Conférence Mondiale de L’Environnement. Cette conférence organisée par les Nations Unies visait à rapprocher les pays en voie de développement et les pays industrialisés pour garantir l'avenir de la planète terre. Trois conventions internationales fixant des accords de partenariat et des modalités concrètes de mise en oeuvre sont issues de cette rencontre. Il s'agit de: - La Convention sur la Diversité Biologique; - La Convention sur les Changements Climatiques; - Et enfin la Convention de Lutte Contre la Désertification dans les pays gravement touchés par la sécheresse et/ou la désertification, en particulier en Afrique, qui fut adoptée à Paris le 17 juin 1994, et ouverte à la signature en octobre de la même année. Parmi la centaine de signataires de la convention, la République du Cap-Vert fut le deuxième signataire au monde et le premier pays en Afrique. La Convention de Lutte Contre la Désertification (CCD) repose sur quatre grands principes: a) "Les décisions concernant la conception et l'exécution des programmes de lutte contre la désertification doivent être prises avec la participation des populations et des collectivités et un environnement porteur doit être créé aux échelons supérieurs pour faciliter l'action aux niveaux national et local"; b) La nécessité "d'améliorer, dans un esprit de solidarité et de partenariat internationaux, la coopération et la coordination au niveau sous-régional, régional et international, et de concentrer les ressources financières, humaines, organisationnelles, et techniques là où elles sont nécessaires"; c) La nécessité "d'instituer une coopération entre les pouvoirs publics à tous les niveaux, les collectivités, les organisations non gouvernementales et les exploitants des terres pour mieux faire comprendre, dans les zones touchées, la nature et la valeur de la terre et des rares ressources en eau, et pour promouvoir une utilisation durable de ces ressources"; d) Enfin, "la prise en considération de la situation et des besoins particuliers des pays en voie de développement, tout spécialement les moins avancés d'entre eux". Afin de mettre en oeuvre les résolutions de la convention, il a été demandé à chaque pays signataire d'élaborer un Programme d'Action National, pour en faire l'élément central de sa stratégie en matière de LCD. Le Comité Inter-Etats de Lutte Contre la Sécheresse au Sahel (CILSS), qui regroupe neuf pays dont la République du Cap-Vert, a été désigné pour appuyer et pour coordonner au niveau sous-régional la mise en oeuvre de la convention. Au niveau national, le Secrétariat Exécutif pour l'Environnement (SEPA) a été désigné pour assurer la coordination de la mise en oeuvre du PAN. Dans cette tâche, le SEPA compte déjà avec l’appui du Programme des Nations Unies pour le Développement (PNUD/UNSO) et de la Coopération Française - chef de file des bailleurs de fonds pour la mise en oeuvre de la CCD au Cap-Vert. L’élaboration du PAN a été un processus relativement long qui a commencé par la réalisation du Premier Forum National en novembre 1995. Ce Forum a permis, entre autres, d’informer les différents partenaires sur la CCD. Par la suite, le Secrétariat Exécutif pour l’Environnement avec l’aide du projet “Appui à la Mise en Oeuvre de la CCD”, a réalisé des tournées d’information et de discussions dans toutes les 17 municipalités qui composent le Pays. Ces tournées ont permis de dialoguer et d’engager effectivement le processus de décentralisation dans l’élaboration du PAN. Il a été convenu que chaque commune doit élaborer un Programme Municipal de Lutte Contre la Désertification. Une formation en approche participative (Méthode accélérée de recherche participative) a été organisée à l’attention des représentants des communes. Cela a permis aux municipalités de réaliser un diagnostic participatif au niveau des communautés. Des Commissions Municipales pour l’Environnement ont été créées pour la mise en oeuvre de la CCD. Ces Commissions sont formées par les représentants des services publics, des ONG, des associations paysannes et des confessions religieuses. Chaque Municipalité a réalisé un diagnostic participatif et élaboré un rapport qui décrit la situation socio économique des différentes zones et les propositions des communautés pour lutter contre la désertification. Sur la base des diagnostics participatifs et avec l’appui du SEPA, les différentes municipalités ont élaboré leurs propres programmes. Ces programmes ont été validés au cours d’ateliers municipaux avec la participation de tous les partenaires concernés. Le PAN comporte 190 projets municipaux présentés sous forme de fiches de projets dans le volume annexe, auxquels s’ajoutent 5 projets nationaux. Ces derniers ont été définis, d’une part pour répondre à des problèmes et préoccupations manifestées au niveau municipal, mais dont les solutions ont un caractère national et d’autre part pour créer la complémentarité nécessaire avec les autres Programmes Nationaux. Parmi les objectifs majeurs que le Cap-Vert s'est fixé dans son 4ème Plan National de Développement, figurent des objectifs économiques comme la valorisation des ressources naturelles, et des objectifs sociaux, comme la lutte contre la pauvreté et le sous-emploi, la sécurité alimentaire, la protection de l'environnement, et la couverture des besoins essentiels de la population. Tous ces objectifs rentrent dans le champ d'action du PAN, qui contribue donc largement à l'objectif principal du 4ème Plan, à savoir l'intégration dynamique du Cap-Vert dans l'économie mondiale.

Os Problemas Ambientais em Cabo Verde - Políticas e Medidas de Protecção Ambiental

A presente dissertação teve como finalidade analisar os Problemas Ambientais em Cabo Verde, com destaque para as políticas e medidas implementadas no período que decorre de 1975 a 2010. Para tal, centrou-se no confronto de resultados de estudos que permitiram uma comparação entre os Concelhos da Praia e de São Salvador do Mundo, localizados no sul e no centro da ilha de Santiago, respectivamente. Como ponto de partida, fez-se uma caracterização climática/ambiental do país, salientando a sua fragilidade ambiental através de uma estreita ligação entre as suas características naturais e o estado de ambiente para delinear a evolução das medidas políticas e jurídicas tomadas no sentido de combater ou minimizar os problemas existentes. Todo o trabalho empírico foi realizado nos concelhos acima referidos, com base nos inquéritos efectuados junto dos moradores, escolas, técnicos e políticos que lidam com a problemática ambiental nesses Concelhos. Posteriormente, foi possível analisar profundamente as principais causas da degradação ambiental nos dois Concelhos como a pobreza, a escassez de água, o saneamento básico, o aumento da população, o êxodo rural e as construções clandestinas, estabelecendo uma correlação entre estas e o desenvolvimento económico-social e a qualidade de vida dos seus habitantes. Finalmente, expôs-se o trabalho realizado e o que se perspectiva fazer para sua mitigação, privilegiando a vertente pedagógica, destacando a importância do envolvimento de grupos comunitários para prossecução de acções diversificadas de sensibilização, de programação e da formação em paralelo com o reforço de fiscalização para melhor aplicação de normas existentes.

Programme d’Action National de Lutte Contre la Desertification

Depuis son indépendance en 1975, le Cap Vert est résolument engagé dans la lutte contre la désertification et les effets de la sécheresse. Plus de 32.000.000 arbres ont été plantés au cours des vingt dernières années pour protéger le sol de l'érosion et reconstituer un espace forestier pratiquement anéanti par cinq siècles d'occupation humaine. Des milliers de kilomètres de murettes et de banquettes, des milliers de digues de correction torrentielle et d'ouvrages hydrauliques ont été construits sur l'ensemble de l'archipel. Les aménagements anti-érosifs ont été mis en place sur plus de 43 % des terres occupées par les cultures pluviales, soit plus de 16.000 hectares. Cet immense effort déployé par les Capverdiens pour lutter contre la dégradation de leurs ressources naturelles et l'appauvrissement des populations qui en dépendent, tire ses motivations historiques des sécheresses désastreuses qui ont secoué le pays au fil des années, jusqu'à celle de 1947 - 49 qui a provoqué des milliers de morts. Ce Programme d'Action National (PAN) s'inscrit dans la continuité de ces efforts. Il est le fruit d'une réflexion conjointe de l'ensemble des acteurs concernés par le problème de la désertification. Il repose à la fois sur le bilan des actions menées jusqu'à ce jour par les différents intervenants, et sur une consultation massive, menée sur l'ensemble du pays, des populations touchées par la désertification et les effets de la sécheresse. Il ne prétend pas innover dans le domaine des techniques de lutte, ni remettre en question le rôle des différents acteurs engagés dans cette lutte. Il vise simplement à une meilleure coordination des efforts et à une plus large participation de la population. Conscientes des problèmes posés par l'interaction de l'homme et de l'environnement sur l'ensemble de la planète, les nations du monde se sont réunies à Rio de Janeiro au mois de juin 1992 lors de la Conférence Mondiale de L’Environnement. Cette conférence organisée par les Nations Unies visait à rapprocher les pays en voie de développement et les pays industrialisés pour garantir l'avenir de la planète terre. Trois conventions internationales fixant des accords de partenariat et des modalités concrètes de mise en oeuvre sont issues de cette rencontre. Il s'agit de: - La Convention sur la Diversité Biologique; - La Convention sur les Changements Climatiques; - Et enfin la Convention de Lutte Contre la Désertification dans les pays gravement touchés par la sécheresse et/ou la désertification, en particulier en Afrique, qui fut adoptée à Paris le 17 juin 1994, et ouverte à la signature en octobre de la même année. Parmi la centaine de signataires de la convention, la République du Cap-Vert fut le deuxième signataire au monde et le premier pays en Afrique. La Convention de Lutte Contre la Désertification (CCD) repose sur quatre grands principes: a) "Les décisions concernant la conception et l'exécution des programmes de lutte contre la désertification doivent être prises avec la participation des populations et des collectivités locales, et un environnement porteur doit être créé aux échelons supérieurs pour faciliter l'action aux niveaux national et local"; b) La nécessité "d'améliorer, dans un esprit de solidarité et de partenariat internationaux, la coopération et la coordination au niveau sous-régional, régional et international, et de concentrer les ressources financières, humaines, organisationnelles, et techniques là où elles sont nécessaires"; c) La nécessité "d'instituer une coopération entre les pouvoirs publics à tous les niveaux, les collectivités, les organisations non gouvernementales et les exploitants des terres pour mieux faire comprendre, dans les zones touchées, la nature et la valeur de la terre et des rares ressources en eau, et pour promouvoir une utilisation durable de ces ressources"; d) Enfin, "la prise en considération de la situation et des besoins particuliers des pays en voie de développement, tout spécialement les moins avancés d'entre eux". Afin de mettre en oeuvre les résolutions de la convention, il a été demandé à chaque pays signataire d'élaborer un Programme d'Action National, pour en faire l'élément central de sa stratégie en matière de LCD. Le Comité Inter-Etats de Lutte Contre la Sécheresse au Sahel (CILSS), qui regroupe neuf pays dont la République du Cap-Vert, a été désigné pour appuyer et pour coordonner au niveau sous-régional la mise en oeuvre de la convention. Au niveau national, le Secrétariat Exécutif pour l'Environnement (SEPA) a été désigné pour assurer la coordination de la mise en oeuvre du PAN. Dans cette tâche, le SEPA compte déjà avec l’appui du Programme des Nations Unies pour le Développement (PNUD/UNSO) et de la Coopération Française - chef de file des bailleurs de fonds pour la mise en oeuvre de la CCD au Cap-Vert. L’élaboration du PAN a été un processus relativement long qui a commencé par la réalisation du Premier Forum National en novembre 1995. Ce Forum a permis, entre autres, d’informer les différents partenaires sur la CCD. Par la suite, le Secrétariat Exécutif pour l’Environnement avec l’aide du projet “Appui à la Mise en Oeuvre de la CCD”, a réalisé des tournées d’information et de discussions dans toutes les 17 municipalités qui composent le Pays. Ces tournées ont permis de dialoguer et d’engager effectivement le processus de décentralisation dans l’élaboration du PAN. Il a été convenu que chaque commune doit élaborer un Programme Municipal de Lutte Contre la Désertification. Une formation en approche participative (Méthode accélérée de recherche participative) a été organisée à l’attention des représentants des communes. Cela a permis aux municipalités de réaliser un diagnostic participatif au niveau des communautés. Des Commissions Municipales pour l’Environnement ont été créées pour la mise en oeuvre de la CCD. Ces Commissions sont formées par les représentants des services publics, des ONG, des associations paysannes et des confessions religieuses. Chaque Municipalité a réalisé un diagnostic participatif et élaboré un rapport qui décrit la situation socio économique des différentes zones et les propositions des communautés pour lutter contre la désertification. Sur la base des diagnostics participatifs et avec l’appui du SEPA, les différentes municipalités ont élaboré leurs propres programmes. Ces programmes ont été validés au cours d’ateliers municipaux avec la participation de tous les partenaires concernés. Le PAN comporte 190 projets municipaux présentés sous forme de fiches de projets dans le volume annexe, auxquels s’ajoutent 5 projets nationaux. Ces derniers ont été définis, d’une part pour répondre à des problèmes et préoccupations manifestées au niveau municipal, mais dont les solutions ont un caractère national et d’autre part pour créer la complémentarité nécessaire avec les autres Programmes Nationaux. Parmi les objectifs majeurs que le Cap-Vert s'est fixé dans son 4ème Plan National de Développement, figurent des objectifs économiques comme la valorisation des ressources naturelles, et des objectifs sociaux, comme la lutte contre la pauvreté et le sous-emploi, la sécurité alimentaire, la protection de l'environnement, et la couverture des besoins essentiels de la population. Tous ces objectifs rentrent dans le champ d'action du PAN, qui contribue donc largement à l'objectif principal du 4ème Plan, à savoir l'intégration dynamique du Cap-Vert dans l'économie mondiale.

Functional analysis of human POT1 and RPA : insights into the role of single stranded DNA binding proteins at telomeres

Abstract Telomeres, the natural ends of chromosomes, need to be protected from chromosome end fusions, aberrant homologous recombination and degradation. In humans, chromosome ends are specified through arrays of tandemly repeated 5'-TTAGGG-3' hexamers, ending in a 3' overhang. A complex formed by the six proteins TRF1, TRF2, hRap1, TIN2, TPP1 and POT1 specifically assocìates with and protects telomeres. Telomeres are maintained by semiconservative DNA replication and by a specialized reverse transcriptase, telomerase, that carries an RNA subunit which templates new telomeric repeat synthesis. The telomeric single stranded (ss) DNA binding protein POT1 protects the telomeric 3' overhang and modulates telomerase-mediated telomere elongation. It is possible that POT1 also influences DNA synthesis during semiconservative DNA replication, which is initiated by the DNA polymerase alpha-primase complex. The heterotrimeric ss DNA-binding protein RPA plays essential roles during DNA replication. RPA binds to ss DNA with high affinity in order to stabilize ss DNA and facilitate nascent strand synthesis at the replication fork. Here we investigate how the two proteins RPA and POT1 contribute to telomere maintenance by regulating semi-conservative DNA replication and telomerase. Using chromatin immunoprecipitation experiments, we show that RPA associates with telomeres during S-phase. Analysis of telomere structure in cells shRNA-depleted for RPA and POT1 reveals that loss of RPA and POT1 causes exposure of single-stranded DNA at telomeres, suggestive of incomplete DNA replication. Biochemical experiments using purified recombinant POT1 and RPA show that saturating telomeric oligonucleotides with POT1 or RPA reduces the primase activity of the DNA polymerase alpha-primase complex and the overall activity of telomerase. POT1 and RPA also increase the primer extension by DNA polymerase alpha-primase complex and the processivity of telomerase under certain conditions, although POT1 increases the activities to a greater extent than RPA. We propose that POT1 is required for proper replication of the lagging strand of telomeres and that some phenotypes observed in POT1-depleted cells may stern from incomplete DNA replication rather than de-protection of the single-stranded overhang. Résumé Les télomères, les extrémités normales des chromosomes linéaires, doivent être protégés des fusions chromosomiques, d'événements de recombinaison homologue aberrants et de phénomènes de dégradation. Chez l'Homme, les extrémités des chromosomes sont constitués d'ADN double brin répétitif de séquence 5'-TTAGGG-3', d'une extension simple brin 3' sortante et d'un complexe protéique formé des six facteurs TRF1, TRF2, hRap1, TIN2, TPP1 et POT1 qui, s'associant à cette séquence, protègent l'ADN télomèrique. Les télomères sont maintenus par la télomérase, une transcriptase inverse capable d'allonger l'extension 3' sortante télomérique. POT1 lie l'ADN simple brin télomérique et module l'élongation des télomères par la télomérase. POT1 pourrait en théorie également influencer la réplication semi-conservative de l'ADN. L'ADN-polymérase Pal alpha-primase amorce et initie la synthèse d'ADN. Pendant la réplication, l'ADN simple brin est stabilisé par RPA, un complexe hétérotrimèrique qui lie l'ADN simple brin. RPA facilite la synthèse du brin naissant à la fourche de réplication. Ici nous avons étudié comment ces deux protéines qui lient l'ADN simple brin, RPA et POT1, régulent la réplication des télomères par la télomérase et la machinerie classique de réplication de l'ADN. Par immunoprécipitation de chromatine (ChIP), nous montrons que RPA est localisé aux télomères lors de la phase S du cycle cellulaire. De plus, l'analyse de la structure des télomeres indique que !a perte de RPA ou de POT1 conduit à l'apparition d'ADN simple brin télomérique, suggérant une réplication incomplète de l'ADN télomérique in vivo. Par une approche complémentaire biochimique utilisant les protéines POT1 et RPA recombinantes purifiées, nous montrons également que la liaison de POT1 ou de RPA à des oligonucléotides télomériques bloque l'activité primase du complexe polymérase alpha/primase et réduit l'activité télomérase sur ces substrats. En revanche, leur liaison augmente l'activité ADN-polymérase du complexe polymérase alpha/primase, ainsi que fa processivité de la télomérase dans certaines conditions, POT1 étant le plus efficace des deux facteurs. Nous proposons que POT1 est nécessaire à la réplication du brin retardé au niveau des télomères, ce qui suggère que certains phénotypes des cellules déplétés en POT1 puissent résulter d'une réplication incomplète de l'ADN télémétrique plutôt que d'une déprotection de l'extrémité sortante des télomères.

Protection of pancreatic beta-cells by high density lipoproteins

SUMMARYThe incidence of type 2 diabetes (T2D) is increasing worldwide and is linked to the enhancement of obesity. The principal cause of T2D development is insulin resistance, which lead to the increase of insulin production by the pancreatic beta-cells. In a pathological environment, namely dyslipidaemia, hyperglycaemia and inflammation, beta-cell compensation will fail in more vulnerable cells and diabetes will occur. High Density Lipoproteins (HDLs), commonly named "good cholesterol" are known to be atheroprotective. Low levels of HDLs are associated with increased prevalence of cardiovascular disease but are also an independent risk factor for the development of T2D. HDLs were demonstrated to protect pancreatic beta-cells against several stresses. However the molecular mechanisms of the protection are unknown and the objectives of this work were to try to elucidate the way how HDLs protect. The first approach was a broad screening of genes regulated by the stress and HDLs. A microarray analysis was performed on beta-cells stressed by serum deprivation and rescued by HDLs. Among the genes regulated, we focused on 4E-BP1, a cap-dependent translational inhibitor. In addition, HDLs were also found to protect against several other stresses.Endoplasmic reticulum (ER) stress is a mechanism that may play a role in the onset of T2D. The unfolded protein response (UPR) is a physiological process that aims at maintaining ER homeostasis in conditions where the protein folding and secretion is perturbed. Specific signalling pathways are involved in the increase of folding, export and degradation capacity of the ER. However, in case where the stress is prolonged, this mechanism turns to be pathological, by inducing cell death effector pathways, leading to beta-cell apoptosis. In our study, we discovered that HDLs were protective against ER stress induced by drugs and physiological stresses such as saturated free fatty acids. HDLs protected beta-cells by promoting ER homeostasis via the improvement of the folding and trafficking od proteins from the ER to the Golgi apparatus.Altogether our results suggest that HDLs are important for beta-cell function and survival, by protecting them from several stresses and acting on ER homeostasis. This suggests that attempt in keeping normal HDLs levels or function in patients is crucial to lessen the development of T2D.RÉSUMÉL'incidence du diabète de type 2 est en constante augmentation et est fortement liée à l'accroissement du taux d'obésité. La cause principale du diabète de type 2 est la résistance à l'insuline, qui entraîne une surproduction d'insuline par les cellules bêta pancréatiques. Dans un environnement pathologique associé à l'obésité (dyslipidémie, hyperglycémie et inflammation), les cellules bêta les plus vulnérables ne sont plus capables de compenser en augmentant leur production d'insuline, dysfonctionnent, ce qui conduit à leur mort par apoptose. Les lipoprotéines de hautes densités (HDLs), communément appelées (( bon cholestérol », sont connues pour leurs propriétés protectrices contre l'athérosclérose. Des niveaux bas de HDLs sanguins sont associés au risque de développer un diabète de type 2. Les HDLs ont également montré des propriétés protectrices contre divers stresses dans la cellule bêta. Cependant, les mécanismes de protection restent encore inconnus et l'objectif de ce travail a été d'investiguer les mécanismes moléculaires de protection des HDLs. La première approche choisie a été une étude du profil d'expression génique par puce à ADN afin d'identifier les gènes régulés par le stress et les HDLs. Parmi les gènes régulés, notre intérêt s'est porté sur 4E-BP1, un inhibiteur de la traduction coiffe- dépendante, dont l'induction par le stress était corrélée avec une augmentation de l'apoptose. Suite à cette étude, les HDLs ont également montrés un rôle protecteur contre d'autres stresses. Il s'agit particulièrement du stress du réticulum endoplasmique (RE), qui est un mécanisme qui semble jouer un rôle clé dans le développement du diabète. L'UPR (« Unfolded Protein Response ») est un processus physiologique tendant à maintenir l'homéostasie du réticulum endoplasmique, organelle prépondérante pour la fonction des cellules sécrétrices, notamment lorsqu'elle est soumise à des conditions extrêmes telles que des perturbations de la conformation tertiaire des protéines ou de la sécrétion. Dans ces cas, des voies de signalisation moléculaires sont activées, ce qui mène à l'exportation des protéines mal repliées, à leur dégradation et à l'augmentation de l'expression de chaperonnes capables d'améliorer le repliement des protéines mal formées. Toutefois, en cas de stress persistant, ce mécanisme de protection s'avère être pathologique. En induisant des voies de signalisation effectrices de l'apoptose, il conduit finalement au développement du diabète. Dans cette étude, nous avons démontré que les HDLs étaient capables de protéger la cellule bêta contre le stress du RE induits par des inhibiteurs (thapsigargine, tunicamycine) ou des stresses physiologiques tels que les acides gras libres. Les HDLs ont la capacité d'améliorer l'homéostasie du RE, notamment en favorisant le repliement et le transfert des protéines du RE à l'appareil de Golgi.En résumé, ces données suggèrent que les HDLs sont bénéfiques pour la survie des cellules bêta soumises à des stresses impliqués dans le développement du diabète, notamment en restaurant l'homéostasie du RE. Ces résultats conduisent à soutenir que le maintien des taux de cholestérol joue un rôle important dans la limitation de l'incidence du diabète.

Geometry, petrology and growth of a shallow crustal laccolith : the Torres del Paine Mafic Complex (Patagonia)

1. ABSTRACTS - RÉSUMÉSSCIENTIFIC ABSTRACT - ENGLISH VERSIONGeometry, petrology and growth of a shallow crustal laccolith: the Torres del Paine Mafi c Complex (Patagonia)The Torres del Paine intrusive complex (TPIC) is a composite mafic-granitic intrusion, ~70km2, belonging to a chain of isolated Miocene plutons in southern Patagonia. Their position is intermediate between the Mesozoic-Cenozoic calc-alkaline subduction related Patagonian batholith in the West and the late Cenozoic alkaline basaltic back-arc related plateau lavas in the East. The Torres del Paine complex formed during an important reconfiguration of the Patagonian geodynamic setting, with a migration of magmatism from the arc to the back-arc, possibly related to the Chile ridge subductionThe complex intruded the flysch of the Cretaceous Cerro Toro and Punta Barrosa Formations during the Miocene, creating a well-defined narrow contact aureole of 200-400 m width.In its eastern part, the Torres del Paine intrusive complex is a laccolith, composed of a succession of hornblende-gabbro to diorite sills at its base, with a total thickness of ~250m, showing brittle contacts with the overlying granitic sills, that form spectacular cliffs of more than 1000m. This laccolith is connected, in the western part, to its feeding system, with vertical alternating sheets of layered gabbronorite and Hbl-gabbro, surrounded and percolated by diorites. ID-TIMS U-Pb on zircons on feeder zone (FZ) gab- bros yield 12.593±0.009Ma and 12.587±0.009Ma, which is identifcal within error to the oldest granite dated so far by Michel et al. (2008). In contrast, the laccolith mafic complex is younger than than the youngest granite (12.50±0.02Ma), and has been emplaced from 12.472±0.009Ma to 12.431 ±0.006Ma, by under-accretion beneath the youngest granite at the interface with previously emplaced mafic sills.The gabbronorite crystallization sequence in the feeder zone is dominated by olivine, plagioclase, clinopyroxene and orthopyroxene, while amphibole forms late interstitial crystals. The crystallization sequence is identical in Hornblende-gabbro from the feeder zone, with higher modal hornblende. Gabbronorite and Hornblende-gabbro both display distinct Eu and Sr positive anomalies. In the laccolith, a lower Hornblende-gabbro crystallized in sills and evolved to a high alkali shoshonitic series. The Al203, Ti02, Na20, K20, Ba and Sr composition of these gabbros is highly variable and increases up to ~50wt% Si02. The lower hornblende-gabbro is characterized by kaersutite anhedral cores with inclusions of olivine, clino- and orthopyroxene and rare apatite and An70 plagioclase. Trace element modelling indicates that hornblende and clinopyroxene are in equilibrium with a liquid whose composition is similar to late basaltic trachyandesitic dikes that cut the complex. The matrix in the lower hornblende gabbro is composed of normally zoned oligoclase, Magnesio-hornblende, biotite, ilmenite and rare quartz and potassium feldspar. This assemblage crystallized in-situ from a Ba and Sr-depleted melts. In contrast, the upper Hbl-gabbro is high-K calc-alkaline. Poikilitic pargasite cores have inclusions of euhedral An70 plagioclase inclusions, and contain occasionally clinopyroxene, olivine and orthopyroxene. The matrix composition is identical to the lower hornblende-gabbro and similar to the diorite. Diorite bulk rock compositions show the same mineralogy but different modal proportions relative to hornblende-gabbrosThe Torres del Paine Intrusive Complex isotopic composition is 87Sr/86Sr=0.704, 143Nd/144Nd=0.5127, 206Pb/204Pb=18.70 and 207Pb/204Pb=15.65. Differentiated dioritic and granitic units may be linked to the gabbroic cumulates series, with 20-50% trapped interstitial melt, through fractionation of olivine-bearing gabbronorite or hornblende-gabbro fractionation The relative homogeneity of the isotopic compositions indicate that only small amounts of assimilation occurred. Two-pyroxenes thermometry, clinopyroxene barometry and amphibole-plagioclase thermometry was used to estimate pressure and temperature conditions. The early fractionation of ultramafic cumulates occurs at mid to lower crustal conditions, at temperatures exceeding 900°C. In contrast, the TPIC emplacement conditions have been estimated to ~0.7±0.5kbar and 790±60°C.Based on field and microtextural observations and geochemical modelling, fractionation of basaltic-trachyandesitic liquids at intermediate to lower crustal levels, has led to the formation of the Torres del Paine granites. Repetitive replenishment of basaltic trachy- andesitic liquid in crustal reservoirs led to mixed magmas that will ascend via the feeder zone, and crystallize into a laccolith, in the form of successive dioritic and gabbroic sills. Dynamic fractionation during emplacement concentrated hornblende rich cumulates in the center of individual sills. Variable degrees.of post-emplacement compaction led to the expulsion of felsic liquids that preferentially concentrated at the top of the sills. Incremental sills amalgamation of the entire Torres del Paine Intrusive Complex has lasted for ~160ka.RESUME SCIENTIFIQUE - VERSION FRANÇAISEGéométrie, pétrologie et croissance d'un laccolite peu profond : Le complexe ma- fique du Torres del Paine (Patagonie)Le Complexe Intrusif du Torres del Paine (CITP) est une intrusion bimodale, d'environ 70km2, appartenant à une chaîne de plutons Miocènes isolés, dans le sud de la Patago-nie. Leur position est intermédiaire entre le batholite patagonien calco-alcalin, à l'Ouest, mis en place au Mesozoïque-Cenozoïque dans un contexte de subduction, et les basal-tes andésitiques et trachybasaltes alcalins de plateau, plus jeune, à l'Est, lié à l'ouverture d'un arrière-arc.A son extrémité Est, le CITP est une succession de sills de gabbro à Hbl et de diorite, sur une épaisseur de ~250m, avec des évidences de mélange. Les contacts avec les sills de granite au-dessus, formant des parois de plus de 1000m, sont cassants. Ce laccolite est connecté, dans sa partie Ouest, à une zone d'alimentation, avec des intrusions sub-ver- ticales de gabbronorite litée et de gabbro à Hbl, en alternance. Celles-ci sont traversées et entourées par des diorites. Les zircons des gabbros de la zone d'alimentation, datés par ID-TIMS, ont cristallisés à 12.593±0.009Ma et 12.587±0.009Ma, ce qui correspond au plus vieux granite daté à ce jour par Michel et al. (2008). A l'inverse, les roches manques du laccolite se sont mises en place entre 12.472±0.009Ma et 12.431 ±0.006Ma, par sous-plaquage successifs à l'interface avec le granite le plus jeune daté à ce jour (12.50±0.02Ma).La séquence de cristallisation des gabbronorites est dominée par Ol, Plg, Cpx et Opx, alors que la Hbl est un cristal interstitiel. Elle est identique dans les gabbros à Hbl de la zone d'alimentation, avec ~30%vol de Hbl. Les gabbros de la zone d'alimentation montrent des anomalies positives en Eu et Sr distinctes. Dans le laccolite, le gabbro à Hbl inférieur évolue le long d'une série shoshonitique, riche en éléments incompatibles. Sa concentration en Al203, Ti02, Na20, K20, Ba et Sr est très variable et augmente rapide-ment jusqu'à ~50wt% Si02. Il est caractérisé par la présence de coeurs résorbés de kaer- sutite, entourés de Bt, et contenant des inclusions d'OI, Cpx et Opx, ou alors d'Ap et de rares Plg (An70). Hbl et Cpx ont cristallisés à partir d'un liquide de composition similaire aux dykes trachy-andesite basaltique du CITP. La matrice, cristallisée in-situ à partir d'un liquide pauvre en Ba et Sr, est composée d'oligoclase zoné de façon simple, de Mg-Hbl, Bt, llm ainsi que de rares Qtz et KF. Le gabbro à Hbl supérieur, quant à lui, appartient à une suite chimique calco-alcaline riche en K. Des coeurs poecilitiques de pargasite con-tiennent de nombreuses inclusions de Plg (An70) automorphe, ainsi que des Ol, Cpx et Opx. La composition de la matrice est identique à celle des gabbros à Hbl inférieurs et toutes deux sont similaires à la minéralogie des diorites. Les analyses sur roches totales de diorites montrent la même variabilité que celles de gabbros à Hbl, mais avec une ten-eur en Si02 plus élevée.La composition isotopique des liquides primitifs du CITP a été mesurée à 87Sr/86Sr=0.704, 143Nd/144Nd=0.5127, 206Pb/204Pb=18.70 et 207Pb/204Pb=15.65. Les granites et diorites différenciés peuvent être reliés à des cumulais gabbronoritiques (F=0.74 pour les granites et F=1-0.5 pour les diorites) et gabbroïques à Hbl (fractionnement supplémentaire pour les granites, avec F=0.3). La cristallisation de 20 à 50%vol de liquide interstitiel piégé dans les gabbros du CITP explique leur signature géochimique. Seules de faibles quantités de croûte continentale ont été assimilées. La température et la pression de fractionnement ont été estimées, sur la base des thermobaromètres Opx-Cpx, Hbl-Plg et Cpx, à plus de 900°C et une profondeur correspondant à la croûte inférieure-moyenne. A l'inverse, les conditions de cristallisation de la matrice des gabbros et diorites du laccolite ont été estimées à 790±60°C et ~0.7±0.5kbar.Je propose que les liquides felsiques du CITP se soient formés par cristallisation frac-tionnée en profondeur des assemblages minéralogiques observés dans les gabbros du CITP, à partir d'un liquide trachy-andesite basaltique. La percolation de magma dans les cristaux accumulés permet la remontée du mélange à travers la zone d'alimentation, vers le laccolite, où des sills se mettent en place successivement. L'amalgamation de sills dans le CITP a duré ~160ka.Le CITP s'est formé durant une reconfiguration importante du contexte géodynamique en Patagonie, avec un changement du magmatisme d'arc vers un volcanisme d'arrière- arc. Ce changement est certainement lié à la subduction de la ride du Chili.RESUME GRAND PUBLIC - VERSION FRANÇAISEGéométrie, pétrologie et croissance d'une chambre magmatique peu profonde : Le complexe mafique du Torres del Paine (Patagonie)Le pourtour de l'Océan Pacifique est caractérisé par une zone de convergence de plaques tectoniques, appelée zone de subduction, avec le plongement de croûte océa-nique sous les Andes dans le cas de la Patagonie. De nombreux volcans y sont associés, formant la ceinture de feu. Mais seuls quelques pourcents de tout le magma traversant la croûte terrestre parviennent à la surface et la majeure partie cristallise en profondeur, dans des chambres magmatiques. Quelles est leur forme, croissance, cristallisation et durée de vie ? Le complexe magmatique du Torres del Paine représente l'un des meilleurs endroits au monde pour répondre à ces questions. Il se situe au sud de la Patagonie, formant un massif de 70km2. Des réponses peuvent être trouvées à différentes échelles, variant de la montagne à des minéraux de quelques 1000ème de millimètres.Il est possible de distinguer trois types de roches : des gabbros et des diorites sur une épaisseur de 250m, surmontées par des parois de granite de plus de 1000m. Les contacts entre ces roches sont tous horizontaux. Entre granites et gabbro-diorite, le contact est net, indiquant que le second magma s'est mis en place au contact avec un magma plus ancien, totalement solidifié. Entre gabbros et diorites, les contacts sont diffus, souvent non-linéaires, indiquant à l'inverse la mise en contact de magmas encore partiellement liquides. Dans la partie Ouest de cette chambre magmatique, les contacts entre roches sont verticaux. Il s'agit certainement du lieu de remplissage de la chambre magmatique.Lors du refroidissement d'un magma, différents cristaux vont se former. Leur stabilité et leur composition varient en fonction de la pression, de la température ou de la chimie du magma. La séquence de cristallisation peut être définie sur la base d'observations microscopiques et de la composition chimique des minéraux. Différents gabbros sont ainsi distingués : le gabbro à la base est riche en hornblende, d'une taille de ~5mm, sans inclusion de plagioclase mais avec des cristaux d'olivine, clinopyroxene et orthopyroxene inclus ; le gabbro supérieur est lui-aussi riche en hornblende (~5mm), avec les mêmes inclusions additionnées de plagioclase. Ces cristaux se sont formés à une température supérieure à 900°C et une profondeur correspondant à la croûte moyenne ou inférieure. Les minéraux plus fin, se trouvant hors des cristaux de hornblende des deux gabbros, sont similaires à ceux des diorites : plagioclase, biotite, hornblende, apatite, quartz et feldspath alcalin. Ces minéraux sont caractéristiques des granites. Ils ont cristallisé à ~790°C et ~2km de profondeur.La cristallisation des minéraux et leur extraction du magma par gravité provoque un changement progressif de la composition de ce dernier. Ainsi, après extraction d'olivine et d'orthopyroxene riches en Mg, de clinopyroxene riche en Ca, de plagioclase riche en Ca et Al et d'hornblende riche en Ca, Al et Mg, le liquide final sera appauvri en ces élé-ments. Un lien peut ainsi être proposé entre les diorites dont la composition est proche du liquide de départ, les granites dont la composition est similaire au liquide final, et les gabbros dont la minéralogie correspond aux minéraux extraits.L'utilisation de zircons, un minéral riche en U dont les atomes se transforment en Pb par décomposition radioactive au cours de millions d'années, permet de dater le refroidissement des roches qui les contiennent. Ainsi, il a été observé que les roches de la zone d'alimentation, à l'Ouest du complexe magmatique, ont cristallisés il y a 12.59±0.01 Ma, en même temps que les granites les plus vieux, se trouvant au sommet de la chambre magmatique, datés par Michel et al. (2008). Les deux roches pourraient donc avoir la même origine. A l'inverse, les gabbros et diorites de la chambre magmatique ont cristallisé entre 12.47±0.01Ma et 12.43±0.01Ma, les roches les plus vieilles étant à la base.En comparant la composition des roches du Torres del Paine avec celles d'autres en-tités géologiques de Patagonie, les causes du magmatisme peuvent être recherchées. A l'Ouest, on trouve en effet des intrusions granitiques, plus anciennes, caractéristiques de zones de convergence de plaque tectonique, alors qu'à l'Est, des laves basaltiques plus jeunes sont caractéristiques d'une dynamique d'extension. Sur la base des compositions chimiques des roches de ces différentes entités, l'évolution progressive de l'une à l'autre a pu être démontrée. Elle est certainement due à l'arrivée d'une dorsale océanique (zone d'extension crustale et de création de croûte océanique par la remontée de magma) dans la zone de subduction, le long des Andes.Je propose que, dans un premier temps, des magmas granitiques sont remontés dans la chambre magmatique, laissant d'importants volumes de cristaux dans la croûte pro-fonde. Dans un second épisode, les cristaux formés en profondeur ont été transportés à travers la croûte continentale, suite au mélange avec un nouveau magma injecté. Ces magmas chargés de cristaux ont traversé la zone d'alimentation avant de s'injecter dans la chambre magmatique. Différents puises ont été distingués, injectés dans la chambre magmatique du sommet à la base concernant les granites, puis à la base du granite le plus jeune pour les gabbros et diorites. Le complexe magmatique du Torres del Paine s'est construit sur une période totale de 160'000±20'000 ans.

Partial melting of basic dykes in the contact aureoles of two shallow-level, gabbro-pyroxenite intrusions, Fuerteventura

THESIS ABSTRACT Low-pressure anatexis of basic dykes gave rise to unusual, zebra-like migmatites, in the contact metamorphic aureoles of two layered gabbro-pyroxenite intrusions, PXl and PX2, in the root zone of an ocean island, Fuerteventura Basal Complex (Canary Islands). This thesis focuses on the understanding of processes attributing to the partial melting and formation of these migmatites, characterised by a dense network of closely spaced, millimetre-wide leucocratic segregations with perfectly preserved igneous textures. The presence of fluids are required to decrease the solidus of basic igneous lithologies, to allow partial melting in such aloes-pressure (1-2 kb) environment. An oxygen isotope study was thus carried out on dykes inside and beyond the PX2 aureole, in order to decipher the nature and origin of such fluids. Low or negative δ18O values were obtained for whole rocks and mineral-separates, decreasing towards the contact, with the intrusion itself retaining fairly high values. This trend has been attributed to the advection of meteoric water during magma emplacement, with increasing fluid/rock ratios (higher dyke intensities towards the intrusion acting as fluid-pathways) and higher temperatures promoting increasing exchange during recrystallisation. A comparison of whole rock and mineral major- and trace- element data allowed the redistribution of elements .between different mineral phases and generations, during contact metamorphism and partial melting to be assessed. Certain trace-elements, e.g. Zr, Hf, Y, and REEs, were internally redistributed during contact metamorphic recrystallisation, causing- the enrichment of neocrystallised diopsides compared to relict phenocrysts. This has been assigned to the liberation of trace elements on the breakdown of primary minerals, kaersutite and sphene, on entering the thermal aureole. Major and trace element compositions of minerals in migmatite melanosomes and leucosomes are almost identical, pointing to a syn- or post- solidus reequilibration on cooling of the migmatite terrain. The mineralogical, textural and geochemical evolution of dykes in a contact metamorphic aureole, is recorded around an apophysis of the PX1 intrusion, where there is evidence of incipient partial melting. Hydrothermal mineral pseudomorphs in the outer parts of the aureole are progressively replaced by dry mineral assemblages, with increasingly recrystallised diopside and evidence of partial melting -the extent of which varies from one lithology to another. The appearance of more mafic lithologies towards the intrusion, with lower whole rock SiO2 and mobile element abundances, e.g. Rb, Cs, K, has been explained by the migration and accumulation of feldspathic material into leucosomes outside the samples. A micro-structural study of leucosomes and leucocratic pods, with the aid of high-resolution X-ray computed micro-tomography (HRXµCT), allowing the visualization and quantification of shapes and orientations, was carried out in order to better understand the processes of melt segregation in the PX1 aureole. Leucocratic pods, representing former amygdales, are considered as natural strain ellipsoids. Their short axes are oriented perpendicular to leucosome planes, which sub-parallel the intrusive contact. Leucosomes thus effectively represent foliation planes. This implies that the direction of maximum shortening, during migmatisation, was perpendicular to the orientation of leucosomes, contradicting earlier models that suggest leucosomes represent tension veins. RESUME DE LA THESE Un phénomène rare de fusion partielle de filons basiques à basse pression a été étudié dans les auréoles de contact de deux intrusions litées de gabbro-pyroxénite, PX1 et PX2, localisées dans le soubassement de l'île volcanique de Fuerteventura aux Canaries. Cette anatexie a engendré des migmatites finement zébrées d'aspect très inhabituel, dont les processus de formation ont été étudiés dans le présent travail. Ces roches sont caractérisées par un réseau dense de veinules leucocrates d'épaisseur millimétrique, dont les textures ignées sont parfaitement préservées. La fusion partielle de roches basiques à basse pression (1-2 kbar) requiert la présence d'eau afin d'abaisser le solidus du système à des températures géologiquement réalistes. Une étude comparative des isotopes de l'oxygène a ainsi été menée sur des filons respectivement affectés et non affectés par le métamorphisme de contact, afin de confirmer la présence de ces fluides, de déterminer l'importance de leur interaction avec les roches et leur origine. Des valeurs de δ180 basses ou négatives ont été mesurées sur roche totale et minéraux séparés, décroissantes en direction du contact, alors que l'intrusion elle-même a conservé des valeurs élevées. Ce gradient a été attribué à l'advection d'eau météorique durant la mise en place du magma, les températures les plus élevées favorisant d'autant plus la circulation des fluides et les échanges isotopiques durant la recristallisation des roches. Cette recristallisation engendré une redistribution chimique complète des éléments entre les différentes générations de minéraux résultant du métamorphisme de contact et de l'anatexie, mise en évidence par microanalyse. Certains éléments traces comme Zr, Hf, Y et les REE ont été concentrés dans le diopside néoformé consécutivement à la déstabilisation de minéraux primaires riches en ces éléments comme la kaersutite ou le sphène. Les compositions en éléments majeurs et traces des minéraux des mélanosomes et leucosomes des migmatites sont pratiquement identiques, indiquant une rééquilibration syn- à postsolidus lors du refroidissement de l'auréole de contact. La transformation progressive des filons basiques au niveau de leur minéralogie, textures et composition chimique a pu être observée en détail à l'approche du contact d'une apophyse de l'intrusion PX1. La paragenèse magmatique initiale n'est jamais préservée, les faciès les plus distants du contact étant constitués d'un assemblage pseudomorphique hydrothermal. Ce dernier est progressivement remplacé par des assemblages anhydres incluant du diopside néoformé, puis apparaissent les premiers signes de fusion partielle, dont l'importance varie fortement d'une lithologie à l'autre. L'apparition de faciès plus basiques en direction du contact, avec des teneurs réduites en SiO2 et en éléments incompatibles tels Rb, Cs, K, a été attribuée à l'échappement de leucosomes feldspathiques hors du système. Une étude microstructurale de la distribution spatiale du matériel leucocrate au sein des migmatites par microtomographie X de haute résolution (HRXµCT) a été menée pour mieux comprendre les processus de ségrégation des liquides dans l'auréole de PX1. De petites entités ovoïdes, représentant d'anciennes structures amygdalaires au sein des filons, ont été considérées comme des ellipsoïdes marqueurs de la déformation finie. Leur petit axe est orienté perpendiculairement aux plans définis par les leucosomes, eux-mêmes subparallèles au contact intrusif. Les leucosomes matérialisent donc des plans de clivage. Ainsi, la direction de raccourcissement maximum durant la fusion partielle était perpendiculaire à l'orientation des leucosomes, contrairement à ce qui a été dit dans de précédentes publications, qui suggéraient que les leucosomes représentaient des veines de tension. RESUME DE LA THESE (POUR LE GRAND PUBLIC) L'observation directe du soubassement d'une île volcanique est une occasion rare, accessible dans le «complexe de base » de l'île canarienne de Fuerteventura. Ce dernier a enregistré divers phénomènes magmatiques, métamorphiques et de fusion partielle induits par l'intrusion répétée de magmas alimentant des appareils volcaniques sus jacents, sous forme de petits plutons, essaims de filons et complexes annulaires de gabbros alcalins, pyroxénites, syénites et carbonatites. Dans ce contexte de flux de chaleur élevé, des filons basiques ont subi une fusion partielle au contact de deux intrusions de gabbro-pyroxénite, un phénomène extrêmement rare à une profondeur aussi réduite, estimée à quelque 3-6 km. Les produits de cette fusion partielle sont des liquides très riches en feldspath, concentrés en un réseau dense de veinules blanches (leucosomes) au sein du matériau résiduel sombre non fondu (mélanosome) pour former ce qu'on appelle des migmatites. Outre les aspects pétrologiques liés à la formation de ces migmatites, l'intérêt majeur du phénomène réside dans le fait qu'il puisse représenter la source des magmas évolués parfois observés sur les îles océaniques. A des pressions aussi faibles que dans le soubassement de Fuerteventura (1-2 Kbar), la présence de fluides abondants est nécessaire pour abaisser la température de début de fusion des roches (solidus) à des valeurs géologiquement réalistes. Des expériences ont montré que même en présence de plusieurs %-poids d'eau, une température de 1000°C était encore nécessaire pour obtenir une proportion de liquide équivalente à celle observée sur le terrain, soit 25%. Or les magmas alcalins des îles océaniques, bien qu'hydratés, n'en contiennent de loin pas autant, ce qui implique une source d'eau externe. Une étude isotopique de l'oxygène a été entreprise afin de tester cette hypothèse. Les valeurs obtenues en 5180 sont basses ou négatives et indiquent l'influence d'eau d'origine météorique. Cette eau de pluie se serait infiltrée le long des filons depuis la surface du volcan et les aurait complètement hydrothermalisés en profondeur (situation encore visible à l'extérieur de l'auréole de contact), leur permettant ainsi de stocker l'eau nécessaire à leur fusion partielle ultérieure. L'interaction entre eau de pluie et filons a été d'autant plus importante que ces derniers étaient proches du contact avec l'intrusion, ce qui suggère que la circulation de ces eaux et leur interaction avec les roches a été favorisée par la chaleur fournie par l'intrusion elle-même. Un autre aspect de ce travail s'est focalisé sur la redistribution des éléments traces au sein des minéraux des filons basiques durant le métamorphisme de contact et la fusion partielle. Ainsi, le pyroxène de seconde génération est-il sensiblement enrichi en traces telles Zr, Hf, Y et les terres rares, par rapport au pyroxène magmatique originel, en relation avec la déstabilisation de minéraux primaires riches en ces éléments tels le sphène et la kaersutite. Cependant, les compositions en éléments majeurs et traces des minéraux recristallisés des migmatites sont pratiquement les mêmes dans les leucosomes et les mélanosomes, suggérant une rééquilibration chimique complète durant le refroidissement de ces lithologies. Si certaines migmatites se sont comportées en système chimiquement fermé (hormis l'eau météorique), d'autres filons ont manifestement perdu une partie de leurs leucosomes, ainsi qu'en témoigne leur composition progressivement appauvrie en silice et autres éléments incompatibles mobiles, tels K et Rb à l'approche du contact de l'intrusion. Parallèlement à cette évolution chimique, les paragenèses hydrothermales distantes du contact sont progressivement remplacées par des paragenèses anhydres, puis par l'apparition des premiers leucosomes, tandis que les textures magmatiques initiales sont complètement effacées au profit d'une combinaison de textures magmatique dans les leucosomes et en mosaïque dans les mélanosomes. Enfin, la distribution spatiale des liquides de fusion partielle a été étudiée par microtomographie X de haute résolution, dans des filons contenant des entités ovoïdes leucocrates, sans doute d'anciennes amygdales à zéolites. Ces dernières ont été considérées comme des ellipsoïdes de la déformation finie. L'orientation de leur petit axe, perpendiculaire au plan défini par les veinules de leucosomes, indique que ces derniers représentent des plans de clivage perpendiculaires à la direction de raccourcissement maximum. Ainsi, la ségrégation des liquides de fusion partielle se serait faite dans les plans de compression et non dans des plans de dilatation, contrairement à ce que laisserait penser le sens commun.

Biosphere/lithosphere interface : microbially-mediated CaCO3 precipitation in hypersaline and freshwater environments

Abstract: Microbial mats very efficiently cycle elements, such as C, 0, N, S and H, which makes them key players of redox processes at the biosphere-lithosphere interface. They are characterized by high metabolic activities and high turnover rates (production and consumption) of biomass, which mainly consists of cell material and of extracellular organic matter (EOM). The EOM forms a matrix, embedding the microbial cells and fulfilling various functions within the microbial mat, including: mat attachment to surfaces; creation of micro-domains within the mat; physical stabilization under hy- drodynamic stress and the protection of the cells in multiple other stress conditions. EOM mainly consists of polysaccharides, amino acids, and a variety of chemical func-tional groups {e.g., -C00H, - SH -OH). These groups strongly bind cations such as Ca2+ and Mg2+ and thus exert a strong control on carbonate mineral formation within the microbial mat. A feedback mechanism between community metabolisms, their prod¬ucts, and the surrounding physicochemical microenvironment thus influences the de¬gree of carbonate saturation favoring either carbonate precipitation or dissolution. We investigated the driving forces and mechanisms of microbialite formation in the Sari ne River, FR, Switzerland, the hypersaline lake, Big Pond, Bahamas and in labo¬ratory experiments. The two fundamentally different natural systems allowed us to compare the geochemical conditions and microbial metabolisms, necessary for car¬bonate formation in microbial mats. Although carbonates are oversaturated in both environments, precipitation does not occur on physicochemical substrates (i.e. out¬side the microbial mats). In the Sarine a high crystal nucleation threshold exceeds the carbonate saturation, despite the high carbonate alkalinity in the water column. Cyanobacterial photosynthesis strongly locally enhances the carbonate alkalinity, whereas the EOM attract and immobilize calcium, which increases the saturation state and finally leads to carbonate precipitation within the EOM (in this case the cyanobacterial sheath) as nucleation template. In Big Pond, the presence of calcium- chelating anions (i.e. sulfate) and EOM, as well as the presence of magnesium, lowers the calcium activity in the water column and mat, and thus inhibits carbonate pre¬cipitation. Coupled with other heterotrophic metabolisms, sulfate reduction uses the EOM as carbon source, degrading it. The resulting EOM consumption creates alkalin¬ity, releases calcium and consumes sulfate in mat-micro domains, which leads to the formation of carbonate layers at the top of the microbial mat. Résumé: Interface biosphère/lithosphère: médiation microbienne de la précipitation de CaC03 dans des environnements en eaux douces et hypersalines Les tapis microbiens engendrent une circulation très efficace des éléments, tels que C, 0, N, S et H, ce qui en fait des acteurs clé pour les processus d'oxydoréduction à l'inter¬face biosphère-lithosphère. Ils sont caractérisés par des taux élevés d'activité méta¬bolique, ainsi que par la production et la consommation de biomasse, principalement constituée de cellules microbiennes et de matière organique extracellulaire (MOE). Dans un tapis microbien, les cellules microbiennes sont enveloppées par une matrice de MOE qui a différentes fonctions dont l'attachement du tapis aux surfaces, la créa¬tion de micro-domaines dans le tapis, la stabilisation physique en situation de stress hydrodynamique, et la protection des cellules dans de multiples autres conditions de stress. La MOE se compose principalement de polysaccharides, d'acides aminés, et d'une variété de groupes fonctionnels chimiques (par exemple, COOH, -SH et -OH). Ces groupes se lient fortement aux cations, tels que Ca2+ et Mg2+, et exercent ainsi un contrôle fort sur la formation de CaC03 dans le tapis microbien. Un mécanisme de rétroaction, entre les métabolismes de la communauté microbienne, leurs produits, et le microenvironnement physico-chimique, influence le degré de saturation de car¬bonate, favorisant soit leur précipitation, soit leur dissolution. Nous avons étudié le moteur et les mécanismes de minéralisation dans des tapis de la Sarine, FR, Suisse et du lac hypersalin, Big Pond, aux Bahamas, ainsi que durant des expériences en laboratoire. Les deux systèmes naturels, fondamentalement dif¬férents, nous ont permis de comparer les conditions géochimiques et les métabolis¬mes nécessaires à la formation des carbonates dans des tapis microbiens. Bien que les carbonates soient sursaturés dans les deux environnements, la précipitation ne se produit pas sur des substrats physico-chimiques (en dehors du tapis microbien). Dans la Sarine, malgré un taux d'alcalinité élevé, les valeurs de seuil pour la nucléa- tion de carbonates sont plus hautes que la saturation du carbonate. La photosynthèse cyanobactérienne augmente localement l'alcalinité, alors que la MOE attire et immo¬bilise le calcium, ce qui augmente l'état de saturation et conduit finalement à la pré¬cipitation des carbonates, en utilisant la MOE comme substrat de nucléation. À Big Pond, la présence de chélateurs de calcium, notamment les anions (p.ex. le sulfate) et la MOE, ainsi que la présence de magnésium, réduit l'activité du calcium et inhibe en conséquence la précipitation des carbonates. Couplée avec d'autres métabolismes hétérotrophes, la réduction des sulfates utilise la MOE comme source de carbone, en la dégradant. Cette consommation de MOE crée l'alcalinité, consomme des sulfates et libère du calcium dans des micro-domaines, conduisant à la formation de couches de carbonates dans le haut du tapis microbien.

L'application de la spectroscopie Raman en criminalistique pour l'analyse du colorant des fibres textiles en acrylique, coton et laine

RESUME La méthode de la spectroscopie Raman est une technique d'analyse chimique basée sur l'exploitation du phénomène de diffusion de la lumière (light scattering). Ce phénomène fut observé pour la première fois en 1928 par Raman et Krishnan. Ces observations permirent à Raman d'obtenir le Prix Nobel en physique en 1930. L'application de la spectroscopie Raman a été entreprise pour l'analyse du colorant de fibres textiles en acrylique, en coton et en laine de couleurs bleue, rouge et noire. Nous avons ainsi pu confirmer que la technique est adaptée pour l'analyse in situ de traces de taille microscopique. De plus, elle peut être qualifiée de rapide, non destructive et ne nécessite aucune préparation particulière des échantillons. Cependant, le phénomène de la fluorescence s'est révélé être l'inconvénient le plus important. Lors de l'analyse des fibres, différentes conditions analytiques ont été testées et il est apparu qu'elles dépendaient surtout du laser choisi. Son potentiel pour la détection et l'identification des colorants imprégnés dans les fibres a été confirmé dans cette étude. Une banque de données spectrale comprenant soixante colorants de référence a été réalisée dans le but d'identifier le colorant principal imprégné dans les fibres collectées. De plus, l'analyse de différents blocs de couleur, caractérisés par des échantillons d'origine inconnue demandés à diverses personnes, a permis de diviser ces derniers en plusieurs groupes et d'évaluer la rareté des configurations des spectres Raman obtenus. La capacité de la technique Raman à différencier ces échantillons a été évaluée et comparée à celle des méthodes conventionnelles pour l'analyse des fibres textiles, à savoir la micro spectrophotométrie UV-Vis (MSP) et la chromatographie sur couche mince (CCM). La technique Raman s'est révélée être moins discriminatoire que la MSP pour tous les blocs de couleurs considérés. C'est pourquoi dans le cadre d'une séquence analytique nous recommandons l'utilisation du Raman après celle de la méthode d'analyse de la couleur, à partir d'un nombre de sources lasers le plus élevé possible. Finalement, la possibilité de disposer d'instruments équipés avec plusieurs longueurs d'onde d'excitation, outre leur pouvoir de réduire la fluorescence, permet l'exploitation d'un plus grand nombre d'échantillons. ABSTRACT Raman spectroscopy allows for the measurement of the inelastic scattering of light due to the vibrational modes of a molecule when irradiated by an intense monochromatic source such as a laser. Such a phenomenon was observed for the first time by Raman and Krishnan in 1928. For this observation, Raman was awarded with the Nobel Prize in Physics in 1930. The application of Raman spectroscopy has been undertaken for the dye analysis of textile fibers. Blue, black and red acrylics, cottons and wools were examined. The Raman technique presents advantages such as non-destructive nature, fast analysis time, and the possibility of performing microscopic in situ analyses. However, the problem of fluorescence was often encountered. Several aspects were investigated according to the best analytical conditions for every type/color fiber combination. The potential of the technique for the detection and identification of dyes was confirmed. A spectral database of 60 reference dyes was built to detect the main dyes used for the coloration of fiber samples. Particular attention was placed on the discriminating power of the technique. Based on the results from the Raman analysis for the different blocs of color submitted to analyses, it was possible to obtain different classes of fibers according to the general shape of spectra. The ability of Raman spectroscopy to differentiate samples was compared to the one of the conventional techniques used for the analysis of textile fibers, like UV-Vis Microspectrophotometry (UV-Vis MSP) and thin layer chromatography (TLC). The Raman technique resulted to be less discriminative than MSP for every bloc of color considered in this study. Thus, it is recommended to use Raman spectroscopy after MSP and light microscopy to be considered for an analytical sequence. It was shown that using several laser wavelengths allowed for the reduction of fluorescence and for the exploitation of a higher number of samples.