Décontamination métallique et capacités de récupération de deux composantes biologiques d'un hydrosystème naturel (biofilms diatomiques et bivalves filtreurs) après remédiation d'un site industriel

par Adeline Arini

Thèse de doctorat en Géochimie et écotoxicologie

Sous la direction de Agnès Feurtet-Mazel et de Michel Coste.


  • Résumé

    Situé en France dans l’Aveyron, le bassin minier de Viviez a été soumis pendant plus d’un siècle à des rejets métalliques (principalement Cd et Zn) et est à l’origine de la contamination de l’estuaire de la Gironde, mise en évidence dans les années 1970. C’est dans ce contexte de pollution avérée que d’importants travaux de remédiation des sols ont été entrepris dès 2007. Les principaux objectifs de cette thèse résidaient en la caractérisation des premiers impacts de la remédiation sur l’amélioration de l’état chimique et écologique de l’hydrosystème via l’étude des biofilms périphytiques et des bivalves filtreurs Corbicula fluminea. En prévision des effets à plus long terme de la remédiation, il s’agissait en second lieu d’évaluer les capacités de décontamination des deux modèles biologiques et de s’intéresser à la restructuration des communautés diatomiques en réponse à une levée du stress métallique par transplantations in situ ou en laboratoire. Le suivi des bioaccumulations métalliques in situ réalisé entre 2008 et 2010 a révélé la rémanence d’un très fort gradient de contamination, à l’origine d’importants clivages communautaires dans les biofilms diatomiques. De plus, une augmentation de la pression métallique a été mesurée in situ en aval du site industriel en 2010 certainement en relation avec les travaux d’excavation. Des études de décontamination ont été menées en laboratoire après l’exposition des organismes in situ au cours de deux saisons. Chez Corbicula fluminea le Zn a été très rapidement dépuré, tandis que 15 mois n’ont pas suffi à obtenir la décontamination totale du Cd, estimée complète par modélisation après 740 à 1360 jours en fonction des saisons d’exposition. Bien que le potentiel de récupération des biofilms soit apparu rapidement en conditions naturelles après transplantation, les études de laboratoire menées sur plusieurs semaines en canaux n’ont pas abouti à une décontamination complète du Cd après 100 jours, qui a été estimée totale après 150 à 450 jours en fonction des saisons d’exposition. Malgré des prémices de restructuration, aucun retour vers des communautés de type témoin n’a pu être mis en évidence. Ces études ont souligné l’importance des phénomènes de migration d’espèces dans le potentiel de récupération des biofilms. Enfin, une étude portant sur les tératologies de diatomées a révélé leur maintien prolongé dans la population malgré l’arrêt de la contamination. L’ensemble de ces études a mis en évidence la complémentarité de l’utilisation des deux modèles biologiques, capables d’intégrer et de réguler différemment les contaminants, pour évaluer leur potentiel de récupération dans un contexte de gestion corrective de l’hydrosystème.

  • Titre traduit

    Metal decontamination and recovery capabilities of two natural hydrosystem components - diatom biofilms and filter-feeding bivalves - after remediation of an industrial site.


  • Résumé

    Located in France, in Aveyron, the mining basin of Viviez was submitted for over a century to metal discharges (mainly Cd and Zn) and was proven in the 1970s to be the source of the contamination of the Gironde estuary. In this context, significant soil remediation works were initiated in 2007. The main objectives of this thesis focused on the characterization of the first impacts of remediation on the chemical and ecological improvement status of the hydrosystem via the study of periphytic biofilms and filter-feeding bivalves Corbicula fluminea. In anticipation of the long-term effects of the remediation, a second part was devoted to evaluate the decontamination capabilities of the two biological models and to focus on the restructuring capacities of diatomcommunities in response to metal stress by translocations in situ or to laboratory. Monitoring of metal bioaccumulation carried out in situ between 2008 and 2010 revealed the persistence of a strong gradient of contamination, causing major shifts in the diatom communities of biofilms. In addition, an increase in metal contamination pressure was measured down streams the industrial site in 2010, certainly in relation with the excavation works. Decontamination studies were conducted in the laboratory after in situ exposure of organisms during two seasons. Corbicula fluminea showed fast depuration of Zn, while 15 months were not long enough to get the total decontamination of Cd, estimated complete after 740 to 1360 days according to the exposure season. Although the potential for metal decontamination of biofilms appeared to be rapid under natural conditions after transplantation, laboratory studies conducted over several weeks in artificial streams did not result in complete decontamination of Cd after 100 days, and was estimated complete after 150 to 450 days according to the exposure season. Despite the beginnings of restructuration, no return to communities similar to controls could be observed. These studies have emphasized the importance of the phenomena of species migration in the recoverypotential of biofilms. Finally, a study focussing on diatom teratologies revealed their long persistence in the population despite the stop of the contamination. All these studies demonstrated the complementary usefulness of both biological models, which differently integrate and regulate contaminants, to assess their recovery potential in a remediation context of the hydrosystem.


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