universite de limoges

UNIVERSITE DE LIMOGES
IFR 145 GEIST - EA 4330 GRESE « Groupe de
Recherche Eau Sol Environnement »
FST - 123, Avenue Albert Thomas
87060 - LIMOGES CEDEX - FRANCE
Titre du projet : Evolution de la qualité des sédiments de barrages hydroélectriques au cours de leur
remobilisation : stabilité des phases porteuses et mobilité des éléments métalliques associés.
Disciplines concernées / profil recherché : sciences de l’environnement, équilibre aux interfaces,
minéralogie, chimie des solutions / MASTER Sciences de la Terre ou MASTER chimie de
l'environnement
Université d’inscription : Université de Limoges, Faculté des Sciences et Techniques, 123 avenue
A. Thomas 87060 Limoges cedex
Ecole doctorale : Sciences pour l’Environnement « Gay-Lussac » ED 523
Laboratoire d’accueil principal : Laboratoire GRESE (Groupe de Recherche Eau, Sol,
Environnement) EA 4330, FST de Limoges
Encadrement : François Bordas (MCF, Univ. Limoges) [email protected]
Alexandra Courtin-Nomade (MCF-HDR, Univ. Limoges) [email protected]
Résumé du projet : Le travail de cette thèse s’inscrit dans le cadre de la Chaire «Grandes retenues
et qualité des eaux » de la Fondation Partenariale de l’Université de Limoges avec EDF. La
chaire vise à aborder les problématiques liées au bon état chimique et écologique des eaux de retenue
qui peut être affecté du fait de la non continuité des cours d’eau. En effet la présence de barrages
influence la qualité des eaux et des sédiments via des modifications de régimes hydrographiques et de
sédimentation, de rétentions particulaires, des phénomènes d’eutrophisation de la masse d’eau,
l’accumulation de substances indésirables…
Ce travail de thèse portera sur la qualité des sédiments et leur stabilité au cours de leur
accumulation et de leur remobilisation suite à des crues ou des opérations d’entretien
(chasse, curage) dans une retenue appartenant au bassin versant de la Dordogne.
La qualité spatio-temporelle des sédiments sera étudiée en tenant compte des différentes sources
possibles de contaminations métalliques, en discriminant et en quantifiant l’origine - géogénique
ou anthropique - de ces apports.
La stabilité des éléments métalliques (EM) d’intérêt sera estimée au sein de la colonne
sédimentaire après qu’une connaissance approfondie des phases solides piégeant ces éléments ait été
acquise via une méthodologie pluridisciplinaire et complémentaire (détermination de la spéciation
chimique – extractions sélectives - et solide – notamment diffraction de RX, microscopie
électronique et méthodes spectroscopiques).
Les phénomènes réactionnels à l’interface solide / liquide seront étudiés notamment dans la
perspective d’une éventuelle modification des facteurs de stockage impliquant une remise en
suspension des sédiments : modification du rapport solide/solution, du potentiel rédox, dessiccation
à l’air et réhydratation,…. grâce à des expérimentations en laboratoire et des outils géochimiques
de modélisation. Ces modifications intéressent non seulement les phénomènes réactionnels à
l’interface pouvant induire un relargage des EM mais aussi la capacité de rétention de ces éléments
par les phases porteuses directement liée à leur spéciation solide.
Il s’agira donc d’évaluer les flux en EM potentiellement remobilisables depuis les matières en
suspension (MES) jusqu’aux sédiments, des sédiments vers la phase aqueuse (et inversement) en
tenant compte du transport solide, liquide et colloïdal. Cela nécessitera notamment le dosage des EM
via des techniques d’analyses telles que l’ICP optique ou de masse, la spectroscopie d’absorption
atomique, les procédés de minéralisation totale ou partielle par ex. par microondes, ….
Enfin un travail devra être mené afin d’évaluer la toxicité potentielle des sédiments dans ce
contexte de lac de retenue, dans le cadre d’une perturbation de leur stockage et d’une remobilisation
des EM vers le dissous ou le particulaire. Parmi les possibilités, il pourra être mis en œuvre des bioessais normés sur organismes et végétaux, à plus ou moins long terme (tests aigus et chroniques).
Au cours de la thèse de nombreuses campagnes de terrain devront être menées visant à
choisir et cartographier le site d’étude (topographie, géologie, historique de la zone…), collecter les
échantillons, mais aussi afin de maîtriser au mieux les divers paramètres influant sur la zone d’étude
dans la perspective d’établir in fine un modèle de fonctionnement le plus proche possible du système.