Compréhension de la dynamique particulaire d'un bassin versant périurbain par géochimie multi-élémentaire organique et minérale PDF Download
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Author: Lauriane Ledieu Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
Book Description
Déterminer et quantifier le rôle de la phase particulaire dans les grands cycles géochimiques et le transport des contaminants, est devenu indispensable pour établir des bilans de masse précis et discuter de l'incidence du facteur de forçage d'origine anthropique sur les écosystèmes. Durant ces travaux, le transport particulaire a été étudié à l'échelle du bassin versant périurbain de l'Egoutier selon une démarche sources-puits. Affluent de la Loire situé à l'est de la métropole d'Orléans, l'hydrosystème est défini par un gradient d'anthropisation amont/aval et des rejets anthropiques ponctuels. L'étude a pour objectif (1) de comprendre la dynamique hydrosédimentaire des cours d'eau en contexte peu morphogène et périurbain, (2) d'identifier des traceurs spécifiques des sources de matériel soumis à l'érosion mécanique dans le bassin versant, et (3) de discuter du rôle de la dynamique hydrosédimentaire et de l'occupation du sol dans le cycle géochimique des éléments et des contaminants. Les différents traceurs ont été explorés par géochimie multi-élémentaire et par quantification des ETM et des PPs, afin de discriminer la signature géochimique des sources et les chemins de transfert de la matière particulaire. Le comportement hydro-sédimentaire de l'Egoutier est également suivi en temps réel en trois endroits clés. Des modes d'érosion et une dynamique sédimentaire différente ont été mis en évidence entre la partie amont du bassin versant sous couvert forestier, et la partie aval en contexte périurbain. Dans cette dernière, l'imperméabilisation des surfaces entraîne des évènements de crues plus rapides et intenses, favorisant le transport sédimentaire et limitant l'accumulation des particules. En plus de modifier la géomorphologie et la dynamique sédimentaire des cours d'eau, l'urbanisation croissante modifie les cycles biogéochimiques des éléments et entraîne une propagation des contaminants sur des distances plus importantes.
Author: Lauriane Ledieu Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
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Déterminer et quantifier le rôle de la phase particulaire dans les grands cycles géochimiques et le transport des contaminants, est devenu indispensable pour établir des bilans de masse précis et discuter de l'incidence du facteur de forçage d'origine anthropique sur les écosystèmes. Durant ces travaux, le transport particulaire a été étudié à l'échelle du bassin versant périurbain de l'Egoutier selon une démarche sources-puits. Affluent de la Loire situé à l'est de la métropole d'Orléans, l'hydrosystème est défini par un gradient d'anthropisation amont/aval et des rejets anthropiques ponctuels. L'étude a pour objectif (1) de comprendre la dynamique hydrosédimentaire des cours d'eau en contexte peu morphogène et périurbain, (2) d'identifier des traceurs spécifiques des sources de matériel soumis à l'érosion mécanique dans le bassin versant, et (3) de discuter du rôle de la dynamique hydrosédimentaire et de l'occupation du sol dans le cycle géochimique des éléments et des contaminants. Les différents traceurs ont été explorés par géochimie multi-élémentaire et par quantification des ETM et des PPs, afin de discriminer la signature géochimique des sources et les chemins de transfert de la matière particulaire. Le comportement hydro-sédimentaire de l'Egoutier est également suivi en temps réel en trois endroits clés. Des modes d'érosion et une dynamique sédimentaire différente ont été mis en évidence entre la partie amont du bassin versant sous couvert forestier, et la partie aval en contexte périurbain. Dans cette dernière, l'imperméabilisation des surfaces entraîne des évènements de crues plus rapides et intenses, favorisant le transport sédimentaire et limitant l'accumulation des particules. En plus de modifier la géomorphologie et la dynamique sédimentaire des cours d'eau, l'urbanisation croissante modifie les cycles biogéochimiques des éléments et entraîne une propagation des contaminants sur des distances plus importantes.
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Lors de ce travail de thèse, la combinaison des méthodes de la géochimie analytique et isotopique avec les approches modélisatrices a permis d'apporter de nouvelles connaissances à la compréhension de la zone critique et du régolithe. Pour l'étude du régolithe, ce travail présente une méthodologie permettant de réaliser sur un même profil d'altération les analyses de la géochimie élémentaire, de la minéralogie, ainsi que des isotopes de la série de l'uranium (U-Th-Ra) et de l'isotope cosmogénique du 10Be in situ. Les résultats obtenus montrent l'importance de la bonne résolution spatiale de l'échantillonnage pour pouvoir pleinement exploiter les outils de la série U-Th-Ra et du 10Be in situ, notamment pour déterminer d'une manière indépendante les paramètres clés que sont les taux de production et de dénudation du régolithe à long terme. Les deux profils d'altération réalisés dans cette étude montrent de plus que (1) la structure du régolithe est relativement simple sur les positions sommitales et permet une interprétation continue des données géochimiques et minéralogiques et (2) les processus de pente tendent à augmenter l'hétérogénéité spatiale du régolithe et des processus d'altération. D'une façon complémentaire, le suivi et la modélisation hydrogéochimique des eaux de surface permettent d'étudier les processus d'altération actuels, et de comprendre les mécanismes impliqués dans leurs variabilités récentes. Ce travail a notamment montré le lien pouvant exister entre les modifications enregistrées en surface dans les solutions de sol et l'évolution temporelle des certaines propriétés chimiques des eaux de source (pH, concentration en calcium). Les simulations réalisées ont également permis de comprendre la faible variabilité des flux d'altération globaux exportés par les sources, en relation avec la relative stabilité des concentrations de sodium et de silice dissoute sur la période récente allant de 1990 à 2010. Cette étude a finalement montré l'importance du couplage des méthodes apportant des informations sur les processus d'altération et d'érosion à différentes échelles de temps et d'espace, en particulier pour évaluer correctement la dynamique du régolithe et pour replacer le fonctionnement actuel d'un bassin versant vis-à-vis de son évolution à long terme.
Author: Abderrahmene El Gh'Mari (géologue) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 202
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L'étude des processus d'altération et d'échange cationique impliqués dans la neutralisation des dépôts atmosphériques acides a été réalisée dans le bassin versant du Strengbach (Vosges). Elle consiste en une combinaison d'études hydrochimiques et d'études physique et chimique du solide sur le terrain et au laboratoire complétée par une modélisation géochimique. Les caractéristiques pétrographiques et pétrophysiques de la roche et les caractéristiques minéralogiques et géochimiques de l'arène granitique ont permis de caractériser le matériel solide et les réactions d'altération et d'échanges associées. Les principales réactions d'altération mises en évidence sont la dissolution des plagioclases et la transformation des biotites chloritisées et des séricites en interstratifiés smectites-micas. Ces réactions ont été identifiées aussi bien dans l'arène que dans les blocs de granite très poreux (porosité de 10%). les argiles gonflantes, présentes en intergrades alumineux, contrôlent la mobilité de l'aluminium des eaux de surface de ce bassin. Ces réactions d'altération expliquent la teneur en silice et en partie celle du sodium des eaux de surface. L'étude géochimique expérimentale et la modélisation géochimique utilisant le modèle Kindis, de ces réactions d'altération, montrent que la réserve en calcium et en strontium dans la roche mère ou dans l'arène sont très limitées. L'étude du cycle du strontium a confirmé que les réactions d'échange contrôlent essentiellement le calcium et le strontium des eaux de surface. Dans le sol, le complexe d'échange très désaturé et acide, présente un taux de calcium et de strontium principalement d'origine atmosphérique. En revanche, ce sont les réactions d'altération qui alimentent en cations basiques le complexe d'échange des arènes profondes. La reconstitution des processus d'altération et d'échange par le modèle profile a permis de montrer que le fonctionnement biogéochimique du bassin versant du Strengbach évolué dans un état non stationnaire. En particulier, les trois-quarts du calcium exporte hors du bassin proviennent de la désaturation du complexe d'échange
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UNE IMPORTANCE PARTICULIERE A ETE APPORTEE A LA COMBINAISON ENTRE LES INFORMATIONS HYDROLOGIQUES ET CHIMIQUES. EN EFFET, LE CONTROLE DE LA DYNAMIQUE ACTUELLE DE TRANSFERTS DES ELEMENTS VERS LES FLEUVES EST FONCTION DE VARIATIONS HYDROCLIMATIQUES QUI REGLENT LE CYCLE DE L'EAU. RAPPELONS LES PRINCIPAUX RESULTATS ACQUIS. LA PARTICULARITE DES BASSINS DE LA MOSELLE ET DE LA MOSSIG VIENT DE LEUR POSITION GEOGRAPHIQUE APPARTENANT A LA REGION DITE TEMPEREE INDUSTRIELLE. L'ETUDE DES FACTEURS HYDROLOGIQUES D'UN BASSIN VERSANT NECESSITE UNE BONNE CONNAISSANCE DE DIVERS ELEMENTS CONTROLANT LE CYCLE DE L'EAU. L'ETUDE DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DES EAUX DE SURFACE A PERMIS DE DECELER L'INFLUENCE DES REJETS DE POLLUTION DES SOUDIERES. CES POLLUTIONS DETERIORENT COMPLETEMENT LE SIGNAL CHIMIQUE NATUREL PORTE PAR LES EAUX. LA NATURE MINERALOGIQUE DES MATIERES EN SUSPENSION EST CARACTERISEE PAR UNE FORTE CONTRIBUTION DES MINERAUX ARGILEUX INTERSTRATIFIES DE TYPES 14V-14M, 14C-14M ET 14C-14V (40 %) ET D'ILLITE (30 %). LE MECACNISME QUI REGLE LE PIEGEAGE GEOCHIMIQUE DU PHOSPHORE DANS LES EAUX FLUVIALES EST L'ADSOPRTION SUR LES MINERAUX ARGILEUX. BIEN QUE LA SURSATURATION DES EAUX VIS-A-VIS DE L'HYDROXYAPATITE EST TRES ELEVEE, LA PRESENCE DE CE MINERAL N'A PU ETRE DECELEE DANS LES SEDIMENTS DE LA MOSELLE ET DE LA MOSSIG. L'ETUDE DES RELATIONS DEBIT-CONCENTRATION A PERMIS DE CARACTERISER L'ORIGINE DES ELEMENTS, DE CALCULER LES FLUX DE MATIERES EXPORTEES A L'ECHELLE DES CRUES COMME A L'ECHELLE D'UN CYCLE HYDROLOGIQUE. LE TRANSPORT EN SOLUTION PAR LA MOSELLE ET LA MOSSIG DOMINE FORTEMENT L'EXPORTATION SOLIDE. LES CYCLES BIOGEOCHIMIQUES DES ELEMENTS MAJEURS SUR LE BASSIN DE LA MOSELLE SONT EN GRANDE PARTIE CONTROLEE PAR LES POLLUTIONS DE TOUTES SORTES. LA MOSELLE, COMME TOUTES LES RIVIERES DES REGIONS SOUMISES A DE FORTES POLLUTIONS, CONFIRME L'ACTION DE L'HOMME COMME PERTUBATEUR DES PHENOMENES NATURELS
Author: Lauriane Ledieu
Author: Lauriane Ledieu
Author: Julien Ackerer
Author: Abderrahmene El Gh'Mari (géologue)
Author: KATTAN-ZUHAIR.