Mobilité du thallium et du radium dans l’environnement

​Loïc Martin a soutenu sa thèse le 20 novembre 2017 à l'IPGP, Paris.

​Le thallium et le radium sont deux polluants dont le cycle naturel peut être perturbé par les activités anthropiques et dont les conséquences sur leur dispersion ne sont pas encore totalement prédictibles. Tandis que la spéciation du radium est bien connue, celle du thallium reste relativement méconnue, principalement en ce qui concerne les interactions entre le thallium et le radium et la matière organique naturelle. De plus, dans le cas du thallium, ces mêmes constats sont apparus vis-à-vis des minéraux argileux. Le but de cette thèse est donc de comprendre les processus intervenant dans l’adsorption/complexation avec ces phases et la place qu’occupent ces interactions dans le cycle de ces éléments.

La complexation du radium et du thallium avec un acide humique purifié a ainsi été étudiée en utilisant un dispositif expérimental appelé Donnan Membrane Technique. Cette complexation a ensuite été décrite à l’aide du modèle NICA-Donnan. La sorption du thallium sur deux argiles de références (illite du Puy et Smectite du Wyoming) a également été étudiée en couplant des expériences en « batch » avec une modélisation de ces interactions par la théorie des échanges d’ions. L’ensemble de ces résultats ont permis d’extraire des constantes pour Tl et Ra et ainsi de permettre de nouvelles interprétations dans la spéciation de ces deux éléments, dans les solutions de sols et les eaux naturelles.

Enfin, dans un souci d’étudier le devenir du radium aux interfaces naturelles, un capteur in-situ adapté à la mesure du radium à ces interfaces a été testé. Les limites de fonctionnement du capteur dans conditions changeantes de concentrations, de redox ou encore vis-à-vis des effets de compétitions par rapport aux cations majeurs ont été étudiées.