Chrome, Mine, Chromite, Sols, Terrils, Isotopie, Spéciation

L'étude du cycle des métaux dans l'environnement et de l'impact de l'activité anthropique constitue un enjeu environnemental et sanitaire important. Les sites ultramafiques sont caractérisés par leur faible teneur en nutriments (N, P et K), leur minéralogie dominée par les oxydes de Fe et leur enrichissement naturel en métaux tels que Cr, Fe et Ni. Ces systèmes ultramafiques sont des sites de choix pour les compagnies minières. Les activités minières génèrent plusieurs tonnes de déchets miniers tels que les résidus miniers, les minerais peu concentrés et les terrils. Ces déchets miniers peuvent être à l'origine de pollution des eaux et des sols. Parmi les métaux naturellement présents dans les sites ultramafiques, le chrome est exploité sous forme de minerai de chromite. Le chrome existe sous deux états d'oxydation dans l'environnement. Le chrome trivalent (Cr(III)) est un nutriment ayant un rôle important dans la régulation de la glycémie tandis que le chrome hexavalent (Cr(VI)) est toxique et carcinogène. L'utilisation de la signature isotopique du Cr a été proposée en tant que traceur du Cr(VI) dans les eaux souterraines et pour évaluer les sources de contamination. A ce jour, il n'existe pas d'étude à l'échelle d'une vallée en système ultramafique qui combine spéciation et signature isotopique afin de contraindre les sources de pollution au Cr en contexte minier. Mon travail de thèse a donc pour objectif de déterminer, avec un jeu de données très complet (70 eaux, 2 chromites, 2 terrils, 1 minerai concentré, 15 sols, 5 sédiments), les sources de Cr et les processus biogéochimiques à l'œuvre dans les systèmes environnementaux, tels que les sols impactés par l'activité minière d'extraction du chrome. Le site choisi pour cette étude est la vallée de Sukinda (Inde), classé comme étant le 4ème site le plus pollué au monde en 2007. Les conséquences environnementales, sanitaires et sociales liées à un tel classement confèrent un intérêt tout particulier à ce site pour l'étude des sources de pollution du Cr et des processus biogéochimiques. Ma thèse s'articule autour de deux questions scientifiques déclinées en question spécifiques : A. Dans quelle mesure l'activité minière modifie-t-elle la mobilité, la disponibilité, la spéciation et la signature isotopique du chrome ? Peut-on tracer les sources de Cr et déterminer les processus biogéochimiques influençant la biodisponibilité du chrome dans la vallée de Sukinda grâce à la signature isotopique du chrome ? B. Quel est le devenir du Cr lorsqu'il est relargué des déchets miniers ? Quels sont les impacts des terrils sur les sols de rizières environnants ?