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Vasyukova, Ekaterina. Altération chimique des roches et migration des éléments dans la zone boréale (Nord-Ouest de la Russie)

Vasyukova, Ekaterina (2009). Altération chimique des roches et migration des éléments dans la zone boréale (Nord-Ouest de la Russie).

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Résumé en francais

Cette thèse a pour but d'améliorer notre compréhension des processus d'altération des roches mafiques silicatées, de la spéciation des éléments et de leur migration dans le milieu boréal (bassin versant de la mer Blanche, Nord-Ouest de la Russie). Les objectifs principales du travail sont i) de caractériser et décrire les mécanismes responsables de l'altération chimique et de la formation des minéraux dans la zone subarctique, ii) évaluer le rôle de la lithologie (environnement granitique versus basaltique) dans la spéciation des éléments traces (ET) et la formation des colloïdes organo-minéraux dans les eaux de surface des bassins versants boréaux des hautes latitudes, et iii) révéler la dépendance de la spéciation des ET en fonction du pH de la solution pour prédire des changements éventuels dans la bioaccumulation des éléments dans les eaux naturelles à cause de leur acidification. L'originalité de cette thèse est de combiner, pour la première fois sur les mêmes objets naturels, les techniques physico-chimique, minéralogique et isotopique afin de mieux comprendre les facteurs qui contrôlent les cycles biogéochimiques des éléments dans les régions subarctiques. La première partie de la thèse consiste en une introduction générale de la problématique. Le deuxième chapitre est consacré à l'étude de la migration géochimique et de la partition des éléments majeurs et traces entre la roche et le sol au cours du processus d'altération chimique. Notamment, nous étudions le processus de la formation des sols sur les roches mafiques soumis à une forte influence de la moraine glacière (dans la zone Nord-Ouest de la Russie), ainsi que la chimie des eaux associées. Nous présentons l'estimation de l'intensité d'altération des roches mafiques en lien avec la consommation du CO2 atmosphérique. La troisième partie de la thèse est consacrée à la caractérisation quantitative de la spéciation colloïdale des ET dans les rivières et les eaux de surface naturelles. Le rôle du statut colloïdal des éléments, ainsi que de leur transport dans les eaux de surface est considéré. Dans cette partie, nous réalisons une comparaison de deux techniques contrastantes, dialyse et ultrafiltration, utilisées pour l'estimation de la spéciation des éléments dans l'eau. Nous contrôlons le rôle de la lithologie des roches (bassins versants granitiques vs. basaltiques) dans la formation des colloïdes et leur nature chimique. Le quatrième chapitre comprend les résultats d'une modélisation expérimentale conduite sur les eaux naturelles de surface à différents pH en utilisant la technique de dialyse en équilibre. Nous évaluons la complexation des ET avec les colloïdes organo-minéraux naturels présents dans les eaux de surface boréales, et estimons les coefficients de distribution empiriques des ET entre les fractions colloïdale et dissoute en fonction du pH. L'étude menée dans cette partie vise à contribuer à la prévision du phénomène d'acidification supposé être prononcé dans les régions Arctiques suite au réchauffement climatique globale.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Dupré, Bernard
Pokrovsky, Oleg
Shishkin, Alexander
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire des Mécanismes et Transferts en Géologie (LMTG), UMR 5563
Mots-clés libres :Géochimie - Zone boréale - Subarctic - Elément trace - Colloïde - Spéciation - Eaux naturelles - Ultrafiltration - Dialyse - Podzol - Roche mafic - Altération chimique
Sujets :Sciences de la terre
Déposé le :10 Dec 2009 11:21