Mobilité des métaux trace dans les cours d'eau: échanges solide-liquide et diagénèse précoce

Titre du congrès :Congrès de l'Ecole Doctorale Science de l'Environnement Ville du congrès :Aix-en-Provence Date du congrès :18/03/2008

  Les micropolluants métalliques transférés dans les cours d’eau se présentent dans la suspension et le sédiment sous des formes dissoutes et fixées sur les particules. Ces dernières peuvent s’accumuler dans les zones sédimentaires et constituer des stocks importants de polluants. La mobilité de ces stocks dépend principalement des processus d’érosion, de bioturbation et de diffusion interstitielle des phases mobiles (dissoutes et colloïdales). Ces travaux concernent la mobilité des traces métalliques par diffusion interstitielle. Cela implique de prendre en compte :
1) le fractionnement solide-liquide des métaux trace,
2) la diffusion des phases mobiles.
Le premier point est régi par les phénomènes de sorption. Ce sont des réactions chimiques à la surface des particules qui dépendent, notamment, des conditions chimiques (pH, redox, O2,...). Au sein de la colonne sédimentaire, ces conditions sont fortement influencées par les mécanismes biogéochimiques de minéralisation de la matière organique par l’activité bactérienne.
Dans ce contexte, cette étude est basée sur une approche couplant expérimentation et modélisation. Un protocole a été mis en place pour analyser les distributions verticales des paramètres prépondérants (pH, redox, O2) et des formes solide-liquide de certains métaux (Fe, Mn, Ni, Zn, Co, Pb, Cu) dans des carottes de sédiments naturels. Afin de simuler et interpréter ces profils, un modèle 1D vertical  couplant un modèle biogéochimique (Wang et Van Cappellen, 1996), un modèle de diffusion interstitielle (Boudreau, 1997) et un modèle de sorption/désorption a été développé. En particulier le modèle de sorption/désorption tient compte de l’évolution verticale du pH. Ainsi, ce modèle a été complété par une modélisation du pH.
Pour des carottes de sédiments naturels prélevés en Durance et dans le Rhône, nous présentons la confrontation entre les résultats expérimentaux et modélisés pour les métaux trace Co, Cu, Ni, Pb et Zn.