Manganèse, Eau de mine, Traitement passif, Microorganismes, Qualité de l'eau, Fer, Nutriments, Lagunes, Bioréacteurs

Le manganèse (Mn) est un des éléments couramment rencontrés dans les eaux de mines à des concentrations dépassant les normes de rejet dans le milieu naturel. L'élimination du Mn est possible à l'aide de dispositifs de traitement passifs, mais est difficile à maîtriser en raison d'une cinétique d'élimination lente dans les conditions physico-chimiques spécifiques des drainages miniers. Les objectifs de ces travaux de thèse ont été de déterminer le cycle biogéochimique du Mn et les facteurs contrôlant la vitesse d'élimination du Mn dans les systèmes de traitement passif, afin d'améliorer la gestion des exhaures de mine d'anciens sites. L'acquisition de données minéralogiques, biologiques et géochimiques sur des stations de traitement des eaux de mine existantes et des bioréacteurs en laboratoire ont permis d'élucider les mécanismes microbiologiques (bio-catalyse directe et /ou indirecte) et géochimiques (réactions hétérogènes) qui contrôlent la cinétique d'immobilisation du Mn. Les analyses par spectroscopie d'absorption X ont révélés que le Mn est immobilisé sous deux formes, carbonate de Mn et oxyde de Mn, soulignant l'existence d'au moins deux processus distincts d'élimination. Les analyses par séquençages 16S ont permis d'identifier des microorganismes potentiellement impliqués dans l'élimination du Mn, appartenant aux familles des Comamonadaceae, Pseudomonadaceae, Sphingomonadaceae et Alteromonadaceae. Plusieurs facteurs, tels que la présence de nutriments, de carbone organique ou de fer sous forme particulaires, ont été étudiés et ont montré leur importance sur la structure des communautés microbiennes se développant et sur les processus géochimiques se déroulant, influençant ainsi la vitesse d'élimination du Mn. Les facteurs étudiés ont montré que l'élimination du Mn au cours du traitement passif des eaux de mine est contrôlée à la fois par des processus biologiques et géochimiques.