Evaluation de la lixiviation et la biodisponibilité de métaux lourds dans des sols et sédiments d’une zone minière des Alpes : La mine de Pesey-Nancroix

Contexte :
La France a un long passé minier, qui est mis en évidence aussi bien par les traces archéologiques, que dans les archives historiques et naturelles. Si les mines de plomb ont été exploitées dès l’Antiquité, leur exploitation fut maximale au cours du Moyen-Âge et du XIXe siècle (Arnaud et al., 2005 ; Schettler & Romer, 2006 ; Elbaz-Poulichet et al., 2011 ; Garçon et al., 2012). Dès la fin du XIXe siècle, les activités minières ont décliné en France, et les dernières mines de plomb ont fermé dans les années 1970-1980. Un écosystème actuel est donc hérité et possède la mémoire de son évolution et de toutes les activités anthropiques – dont les activités minières – qui l’ont influencé au cours du temps. En particulier, la question de la mobilisation de ces contaminants métalliques dans l’environnement, de leur biodisponibilité, et de leur impact sur le fonctionnement biologique des écosystèmes impactés se pose donc, même plusieurs siècles après l’arrêt de l’exploitation.
Ce sujet de Master se propose d’évaluer la modification des écosystèmes liée à l’histoire ancienne des sites miniers et en particulier l’état de contamination actuel aux métaux lourds des sols environnants et leur biodisponibilité, afin d’évaluer le risque sanitaire potentiel associé.

Contenu du stage
Le stage proposé ici est plus particulièrement orienté vers le sol et les végétaux. Il comprendra 2 volets principaux :

(i) Étude physico-chimique des sols environnant la mine : une quinzaine de carottes de sols seront prélevées sur le site minier et décrites et analysées : pH, conductivité, teneur en C, teneurs en métaux et métalloïdes totales et biodisponibles, phases cristallines par DRX…).

(ii) Étude biogéochimique : tests de lixiviation en colonnes de sols avec de l’eau pure simulant la pluie ou une solution aqueuse de complexants organiques simulant la solution du sol, en suivant les concentrations totales, échangeables et biodisponibles en métaux et métalloïdes, …)

(iii) Modélisation biogéochimique avec le code PhreeqC pour caractériser et modéliser le comportement des phases et espèces présentes afin de prédire les quantités de polluants mobilisables dans les conditions de terrain.

Objectif
Ce travail a pour objectif, d’une part, de caractériser la mobilité potentielle des métaux lourds présents sur les sols environnant la mine et d’autre part de modéliser leur spéciation et leur biodisponibilité, qui sera comparée à des tests d’écotoxicité de type Microtox®.

Techniques mises en œuvre :
Prélèvement d’échantillons en montagne, préparation des sols, essais de lixiviation en colonnes, analyses biogéochimiques par ICP optique, électrodes sélectives et biocapteurs, tests écotoxicologiques, modélisation géochimique

Pour candidater : CV + résumé succinct des travaux de recherche / expériences en labo (thématiques, méthodes employées, principaux résultats).
par email à l’adresse Jean MARTINS (IGE Grenoble)
Jean.martins univ-grenoble-alpes.fr
Tél. : 04 76 63 56 04