Etude de la répartition géochimique du cuivre dans les sols du vignoble champenois : approche par modèles synthétiques de complexité croissante

par Sylvain Proffit

Thèse de doctorat en Chimie de l'environnement

Sous la direction de Emmanuel Guillon.

Soutenue le 09-12-2011

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) .


  • Résumé

    Ces travaux s’inscrivent dans le cadre du contrat d’objectifs AQUAL dont le but est la lutte contre les pollutions diffuses en milieu rural. Ils portent sur la compréhension des mécanismes de rétention du cuivre dans les sols viticoles. Afin de s’affranchir de la complexité des sols, sept constituants ont été sélectionnés (quartz,calcite, kaolinite, matière organique, goethite, ferrihydrite et birnessite). Le comportement du cuivre a été étudié sur les constituants seuls puis dans des mélanges de complexité croissante, afin d’évaluer l’implication de chacun d’entre eux, en fonction du pH et de la concentration en cuivre. L’influence du vieillissement et de la concentration sur la répartition géochimique du cuivre a ensuite été évaluée dans des sols synthétiques et naturels contaminés. L’ensemble des résultats a été obtenu grâce à la combinaison de plusieurs techniques permettant d’obtenir des informations complémentaires aux échelles macroscopique, microscopique (STEM-EDX et μ-XRF) et moléculaire (XANES).Les résultats montrent d’une part, que les principaux constituants responsables de la rétention du cuivre sont la matière organique et les oxydes de fer et de manganèse et d’autre part, que l’existence d’interactions organo-minérales influe significativement sur la rétention du cuivre. Lacombinaison d’expériences de sorption et d’extractions séquentielles a permis de mettre en évidence que les processus de rétention du cuivre se produisant dans le sol naturel peuvent être mimés dans un sol synthétique, ce dernier pouvant ainsi être utilisé comme modèle.


  • Résumé

    This work is a part of the AQUAL research program which aims to strive against diffuse pollution in rural environment. It deals with the understanding of copper retention mechanisms in vineyard soils.To overcome the soil complexity, seven constituents were selected (quartz, calcite, kaolinite,organic matter, goethite, ferrihydrite and birnessite). The copper behavior was firstly studied on the single constituents, then on increasing complexity constituents mixtures in order to assess their implication as a function of pH and copper concentration. The influence of aging time and copper concentration was evaluated on the copper geochemical partitioning in synthetic and natural soils.Conclusion could be drawn by combination of several techniques providing complementary information at macroscopic, microscopic (STEM-EDX, μ-XRF) and molecular (XANES) scales.The results showed on the one hand, that organic matter and iron and manganese oxides are the main constituents involved in copper retention and on the other hand, that the presence of organo-mineral interactions also significantly influences the copper retention. Sorption experiments combined with sequential extractions emphasized that copper retention processes occurring in a natural soil can be mimicked in a synthetic soil which could then be used as a model.


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