Bioaccessibilité et spéciation des métaux/métalloides sur d’anciens sites industriels en vue d’une gestion intégrée et d’une refonctionnalisation

par Matthias Monneron-Gyurits

Thèse de doctorat en Sciences de la terre et de l'univers

Sous la direction de Emmanuel Joussein et de Marilyne Soubrand-Colin.

Soutenue le 30-09-2019

à Limoges , dans le cadre de École doctorale Chimie, Ecologie, Géosciences et AgroSciences Théodore Monod (Poitiers) , en partenariat avec PEIRENE (laboratoire) .

Le président du jury était Alexandra Courtin-Nomade.

Le jury était composé de Emmanuel Joussein, Marilyne Soubrand-Colin, Laurent Caner, Béatrice Marin, José Darrozes.

Les rapporteurs étaient Camille Dumat, Lydie Le Forestier.


  • Résumé

    Aujourd'hui, la gestion des sites et sols pollués apparaît comme un enjeu majeur des politiques environnementales et sanitaires. Pour ce faire, des outils d'aide à la décision doivent être développés et validés afin de faciliter l'identification et la compréhension des risques induits. Dans ce contexte, l'objectif de cette étude est d'améliorer les connaissances quant aux liens existants entre la nature des contaminants, leurs comportements géochimiques, la nature des phases porteuses et la bioaccessibilité. In fine, de cette compréhension fine en découlera une évaluation plus spécifique des risques environnementaux et sanitaires leur étant imputable, et une remédiation plus cohérente. Pour ce faire, deux sites contaminés à la typologie différente (minier vs industriel) ont été étudiés mais à contamination semblable (As, Pb, Zn et Cd). Après un échantillonnage représentatif en adéquation au type de site et à sa géomorphologie, une caractérisation physico-chimique fine a été effectuée sur chaque échantillon avant de déterminer leur stabilité environnementale et physiologique (bioaccessibilité). Le couplage avec de la minéralogie environnementale a permis d’expliquer le comportement des éléments dans les différents milieux. Dans un second temps, afin de s'affranchir des contraintes d'un milieu complexe comme le sol et de définir l'impact réel de chaque phase porteuse sur les risques, des phases pures ont été synthétisé et soumises aux mêmes tests que les échantillons naturels. Un retour sur le solide est alors systématiquement effectué mettant en évidence les modifications minéralogiques subies par l'échantillon. Des mélanges ont également été effectué afin d’appréhender et de mieux comprendre les effets cocktails d’éléments métalliques et metalloïdes. Cette approche intégrée, multi-analytique et multi-échelle est alors la première étape d'un long processus de compréhension et de prédiction des risques basé sur le couplage géochimie et minéralogie environnementale.

  • Titre traduit

    Bioaccessibility and speciation of metals/metalloids in former mining and industrials sites for integrated management and refunctionalization


  • Résumé

    Today, the management of polluted sites and soils appears to be a major challenge for environmental and health policies. To do this, decision support tools must be developed and validated to facilitate the identification and understanding of the risks involved. In this context, the objective of this study is to improve knowledge of the links between the nature of contaminants, their geochemical behavior, the nature of carrier phases and bioaccessibility. Ultimately, this understanding will lead to a more specific assessment of the environmental and health risks attributable to them, and to a more coherent remediation. To do this, two contaminated sites with different typologies (mining vs. industrial) were studied but with similar contamination (As, Pb, Zn and Cd). After a representative sampling in accordance with the type of site and its geomorphology, a fine physico-chemical characterization was carried out on each sample before determining their environmental and physiological stability (bioaccessibility). The coupling with environmental mineralogy made possible to explain the behavior of the elements in the various environments. In a second step, in order to overcome the constraints of a complex environment such as the soil and to define the real impact of each bearing phase on the risks, pure phases were synthesized and subjected to the same tests as the natural samples. A return to the solid is then systematically carried out, highlighting the mineralogical changes undergone by the sample. Mixtures have also been made to understand and better understand the cocktail effects of metallic and metalloid elements. This integrated, multi-analytical and multi-scale approach is then the first step in a long process of understanding and predicting risks based on geochemistry and environmental mineralogy coupling.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 30-09-2024

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