Alteration chimique et transport des elements (majeurs et en trace) en milieu tropical humide (cameroun) ; etude du fonctionnement geochimique d'une couverture lateritique a partir de profils de sol et de solutions (nappes, rivieres)

par Jérôme Viers

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de MIREILLE POLVE.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    Cette these fut realisee dans le cadre des programmes pegi (programme etude geosphere intertropicale) et prose (programme sol erosion) cofinances par l'orstom et l'insu/cnrs. Elle vise a mieux comprendre les cycles biogeochimiques au sein des ecosystemes tropicaux humides. Le cadre naturel de cette etude se situe dans le sud cameroun (afrique), et plus precisement au sein des bassins versants du nyong, de nsimi-zoetele et de goyoum. Cette zone, recouverte par la foret tropicale, est soumise a un climat de type equatorial caracterise par deux saisons seches et deux saisons humides. La geomorphologie du bassin est constituee d'une multitude de collines separant des etendues marecageuses. Une epaisse couverture pedologique (sol lateritique) s'est developpee a partir des roches granitiques constituant le substratum. Diverses rivieres ont ete prelevees dans l'ensemble du bassin du nyong (27800 km#2) afin de caracteriser leurs charges dissoutes (< 0. 20 m). Les concentrations en cations majeurs (na, k, ca, mg) mesurees dans la phase dissoute de ces rivieres sont parmies les plus faibles au monde. En revanche, elles presentent de fortes teneurs en elements consideres peu mobiles (al, fe, y, terres rares, th, zr) et en carbone organique (cod). A partir d'experiences d'ultrafiltration, il apparait que al, fe, y, terres rares, th, et zr sont en presque totalite associes a la matiere organique colloidale. Les cations majeurs et la silice ne le sont que tres peu. Apres avoir caracteriser la chimie de ces rivieres, une etude couplee du solide (sol, roche mere) et des eaux (nappes, rivieres) menee sur un bassin de dimension plus reduite (nsimi-zoetele, 0. 6 km#2) nous a permis de proposer un modele geochimique de l'alteration. Ce bassin, constitue de collines semi-circulaires entourant une zone marecageuse, a ete choisi pour sa representativite du bassin du nyong. Les eaux de cette zone marecageuse presentent des concentrations en elements (majeurs et en trace) et en matiere organique beaucoup plus fortes que celles des eaux au contact des sols collinaires. Les eaux collinaires sont en equilibre avec les mineraux du sol, secondaires (kaolinite, oxyde et hydroxyde de fer) et residuels (quartz), ce qui maintient les concentrations a un faible niveau. Dans la zone marecageuse, la presence de matiere organique en quantite importante augmente la solubilite des mineraux secondaires (kaolinite, oxyde et hydroxyde de fer) ou residuels (zircon) et, donc, la concentration des elements qu'ils contiennent. En revanche, la plus forte concentration en silice des eaux de la zone marecageuse ne peut pas s'expliquer par une augmentation de la solubilite du quartz ou par une dissolution de kaolinite. La concentration en silice est due a la presence de phytolithes, une forme de silice d'origine biogenique. L'observation mineralogique (meb) de mineraux corrodes (kaolinite, zircon) et de figures de dissolution sur les phytolithes confirment notre modele. Lors de la dissolution des mineraux secondaires, des cations majeurs associes sont egalement liberes ; c'est par exemple le cas du mg associe aux kaolinites. Cette etude montre un role preponderant de la matiere organique dans la dissolution de certains mineraux du sol. Cependant, les concentrations en cations majeurs des rivieres drainant cette zone sont les plus faibles au monde. La presence d'un sol epais isole la roche mere des agents d'alteration (eaux, matiere organique) et donc la protege de l'alteration chimique. La couverture lateritique est le siege de l'alteration, mais elle est constitue de materiaux fortement alteres et pauvres en cations majeurs.


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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 252 p.)
  • Annexes : 120 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1998TOU30159
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