Transferts et mobilité des éléments traces métalliques dans la colonne sédimentaire des hydrosystèmes continentaux

Transfer and mobility of trace metallic elements in the sedimentary column of continental hydrosystems

• Auteur / Autrice : Valérie Devallois
• Direction : Jean-Luc Boudenne, Bruno Coulomb
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diagenèse

Éléments traces

Sédiments contaminés

Eaux continentales -- Pollution par les métaux lourds

Résumé

Dans les cours d’eau, les éléments traces métalliques (ETM) sont transférés sous formes dissoutes et/ou fixées aux particules. Sous cette dernière forme, ils peuvent s’accumuler dans les zones sédimentaires et constituer des stocks de polluants. A terme, ces stocks peuvent poser un risque pour la qualité des hydrosystèmes si des changements environnementaux conduisent à accroître leur mobilité. Dans ce contexte, ces travaux ont concerné la mobilité par diffusion interstitielle. Pour cela, il est important de connaitre comment les ETM se répartissent entre leurs formes mobiles. Ce fractionnement dissous – particulaire des ETM est régi par les réactions de sorption à la surface des particules. Ces réactions dépendent des conditions physico-chimiques du milieu et sont fortement influencées par les processus biogéochimiques de la diagénèse précoce. Afin d’appréhender ces processus, ce travail s’appuie sur une approche mixte qui associe terrain, analyse et modélisation. La partie terrain a impliqué 9 campagnes de prélèvements de carottes de sédiment (Durance et Rhône). Ces échantillons ont été analysés selon un protocole qui permet d’obtenir les distributions verticales des paramètres physico-chimiques, des nutriments et des formes solide - liquide des ETM ciblés. L’analyse et l’interprétation de ces résultats expérimentaux s’appuient sur un modèle qui a été développé au cours de cette étude et qui intègre : un modèle de diffusion interstitielle, un modèle biogéochimique, un modèle de calcul du pH et un modèle d’échanges solide – liquide. Les résultats mettent en évidence que la disponibilité des ETM considérés est fortement liée au comportement des phases porteuses biogéochimiques et que la mobilité par diffusion interstitielle dépend essentiellement des caractéristiques granulométriques qui conditionnent à la fois la diffusion et la distribution des phases porteuses biogéochimiques.