Etude des processus pédogénétiques de technosols miniers : De l'analogue naturel à la stratégie de remédiation

Study of mine technosol pedogenic process : from natural analogous to the remediation strategy

• Auteur / Autrice : Gregoire Pascaud
• Direction : Magali Casellas-Français, Emmanuel Joussein, Marilyne Soubrand-Colin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'environnement
• Date : Soutenance le 12/10/2015
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupement de Recherche Eau, Sol, Environnement
• Jury : Président / Présidente : Mikaël Motelica-Heino
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Joussein, Marilyne Soubrand-Colin, Patrick Dudoignon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Camille Dumat, Laure Vidal-Beaudet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Technique

Sols -- Réhabilitation

Technosols

Pédologie

Mots clés libres

Pédogénèse

Technosol miniers

Métaux

Métalloïdes

Argiles

Matières organique naturelle des sols

Phytoremédiation

Géopolymère

Sédiments

Pedogenesis

Mine technosols

Metals

Metalloids

Clays

Soil organics matters

Phytoremediation

Geopolymer

Sediment

Résumé

Les Technosols comprennent les sols soumis à une forte pression anthropique et en particulier les sols influencés par les matériaux d'origine humaine. Dans ce contexte, les sites miniers abandonnés peuvent souvent contenir une grande quantité de déchets transformés enrichis en métaux et métalloïdes. En comparaison avec les sols naturels, la singularité des Technosols miniers correspond à leur matériel parental constitués de déchets minéraux de granulométrie fine. Contrairement à leurs homologues peu anthropisés, les Technosols sont encore assez mal connus. L'objectif global de cette étude est d'approfondir les connaissances des processus pédogénétiques des Technosols développés naturellement à partir de déchets miniers de façon à mieux anticiper la réhabilitation de ces sites. Ainsi, différents profils ont été échantillonnés correspondant respectivement à d’anciennes exploitations de W, Pb-Ag, Sn et Au. Leurs fonctionnements pédologiques ont dès lors été étudiés afin de déterminer les liens potentiels et les leviers guidant leur évolution. Cette étude préliminaire correspond à une image contemporaine de ce que peut donner une réhabilitation naturelle (par simple formation de solum après végétation spontanée) pour une durée d’environ 75 ans en moyenne. Dans un second temps plusieurs techniques de réhabilitation ont été étudiés respectivement: (i) la phytoremédiation par culture du Douglas ainsi que (ii) la revalorisation des déchets par synthèse de géopolymères enrichis en déchets miniers.

The Technosols include soils subject to strong anthropogenic pressure and particularly to the soil influenced by human-made materials. In this context, abandoned mine sites can contain a large amount of transformed waste materials often enriched with metals and metalloïds. Compared to natural soils, the singularity of mining Technosols naturally developed from mining waste corresponding to their parental material made by fine-grained mineral waste. Unlike their poorly anthropized homologous, Technosols are not enough well known. So, the overall objective of this study is to increase knowledge of soil processes of Technosols after spontaneous vegetation impact. Thus, different profiles were sampled respectively corresponding to different abandoned mine exploitation type: W, Pb-Ag, Sn and Au. Their pedogenic way have therefore been studied to determine potential linkages and levers guiding their evolution. This preliminary study is based on the contemporary picture of a natural rehabilitation (by simple solum formation) for a period of about 75 years on average. Secondly several rehabilitation techniques have been studied respectively: (i) the phytoremediation by growing Douglas plant and (ii) the reused of waste by mine sediment based geopolymer synthesis.