Academic literature on the topic 'Éléments traces – Aspect environnemental'

Protection de l'environnement et relations internationales, les défis de l'écopolitique mondiale, Philippe Le Prestre, Paris : Armand Colin, 2005, 477 pages.L'ouvrage de Philippe Le Prestre se présente comme une tentative de clarification des débats internationaux sur la protection de l'environnement. Dès l'avant-propos, l'auteur nous dit : “ l'écopolitique internationale fait référence à l'ensemble des dimensions politiques de l'identification et de la résolution des questions environnementales et, plus particulièrement, aux tentatives des acteurs internationaux d'imposer leurs définitions de la sécurité face à la nature et à la qualité de vie des populations et d'utiliser les nouvelles pénuries à leur profit ”. En ce sens, l'auteur indique trois axes qui devront être développés pour saisir convenablement la position des enjeux environnementaux dans les relations internationales. D'abord, circonscrire le lieu du débat sur la protection de l'environnement dans le réseau plus large des problèmes internationaux et de l'élaboration des politiques publiques, ensuite tracer l'évolution historique de l'exigence environnementale dans les relations internationales, et ce par l'étude des positions nationales et multinationales pour chacune des principales étapes de ce développement, et finalement identifier les points d'arrimage entre les questions environnementales et les questions internationales de l'heure, notamment celles du libre-échange et de la sécurité. Ces trois axes correspondent aux trois parties du livre de Le Prestre, ce qui lui permet de synthétiser les différents aspects des questions environnementales internationales et de rendre compte des principaux éléments de cette problématique, tout en en montrant la complexité.

Le zinc et le cuivre sont des éléments-traces métalliques (ÉTM) qui peuvent présenter à plus ou moins long terme un risque environnemental pour les sols agricoles sur lesquels sont valorisées les déjections porcines. Ces ÉTM sont essentiels pour la croissance et la santé des porcs en élevage, ils sont donc ajoutés dans l’aliment sous forme de supplémentation. Cependant, du fait de leur faible taux de rétention chez le porc, ils se retrouvent très majoritairement excrétés dans les déjections. De plus, ce sont des ressources minérales naturelles limitées. Il est alors essentiel de caractériser leurs flux le long du continuum aliments-déjections-traitements-sols afin de maîtriser au mieux leur utilisation. Un état des lieux des connaissances sur ces flux montre que l’alimentation est le principal levier pour limiter les rejets de ces ETM vers l’environnement. La réglementation européenne fixe actuellement des teneurs limites des aliments en zinc et en cuivre (e.g. pour un porc en engraissement, 120 et 25 mg.kg- 1 MS respectivement). Le traitement des déjections est un second levier pour optimiser la valorisation de ces effluents d’élevage et mieux gérer la redistribution de ces ÉTM sur les sols, en les concentrant dans certains produits plus facilement exportables vers des zones en déficit. Une meilleure connaissance de leur forme chimique tout au long de la filière est aussi nécessaire pour mieux maîtriser leur devenir et préciser les risques pour l’environnement. Des recherches restent nécessaires pour affiner les stratégies d’apport dans les aliments, tout en conservant les performances et la santé des animaux et en prenant en compte les différentes modalités de gestion des effluents dans le cadre d’une bioéconomie circulaire.

D’après une étude menée par Institut Togolais de la Recherche Agronomiques en 2018, 300 mille tonnes de tiges de cotonniers sont produites au Togo mais ne sont pas valorisées. Ces résidus agricoles constituent un encombrement pour les espaces cultivables et voire un risque environnemental lorsqu’ils sont brûlés. L’objectif de ce travail était de valoriser les tiges de cotonniers en les transformant en biochar pour l’amendement des sols cultivables. Le biochar obtenu dans ce travail est élaboré en mettant les tiges de coton dans un réacteur artisanal pendant 3 heures. L’échantillon a été constitué en rendant en poudre le biochar élaboré. Les paramètres physicochimiques permettant d’apprécier la qualité du matériau élaboré ont été déterminés avec des méthodes normées. Les résultats révèlent la teneur en matière organique de 82% et 47,67% en carbone organique. Le pH obtenu était basique dans l’ordre de 10,14. Ce paramètre permettra de corrigé le pH des sols acides. L’analyse au spectrophotomètre d’absorption atomique a permis de trouver les teneurs suivantes : l’azote 1324,25 mg/kg ; le potassium 1054,05 mg/kg ; le magnésium 892,87 mg/kg ; le calcium 2647,64 mg/kg et l’azote 622,47 mg/kg. La présence de ces éléments dans le biochar servira d’apport minéraux au plantes. On note la présence de quelques éléments traces métalliques dans le biochar tels que Cu (1,54 ± 0,33 mg/kg) ; Ni (0,16 ± 0,28 mg/kg) ; Pb (0,34 ± 0,20 mg/kg) et Fe (128,79 ± 17,31 mg/kg). Les teneurs des éléments traces métalliques étaient inférieurs aux normes en vigueur. En se basant sur les paramètres analytiques, le biochar élaboré présente de bonnes caractéristiques pour un amendement dans les sols agricoles. English title: Artisanal production of biochar from Togo cotton stems : analysis of its quality for use in organic soil improvers According to a study conducted by the Togolese Institute of Agronomic Research in 2018, 300 thousand tons of cotton stems are produced in Togo but are not valorized. These agricultural residues constitute a congestion for cultivable areas and even an environmental risk when burned. The aim of this work is to valorize cotton stems by into biochar that could be used in agriculture for soils improvement. The biochar obtained in this work was made after carbonization in a homemade reactor for 3 hours. The sample was formed by powdering the biochar prepared. The physico-chemical parameters for assessing the quality of the material developed were determined using standardized methods. The results reveal the organic matter content of 82% and 47.67% organic carbon. The pH obtained was alkaline in the order of 10.14. Analysis with an atomic absorption spectrophotometer revealed the following contents: nitrogen 1324.25 mg/kg; potassium 1054.05 mg/kg; magnesium 892.87 mg/kg; calcium 2647.64 mg/kg and nitrogen 622.47 mg/kg. We noticed the presence of some metallic trace elements in biochar such as Cu (1.54 ± 0.33 mg / kg); Ni (0.16 ± 0.28 mg/kg); Pb (0.34 ± 0.20 mg/kg) and Fe (128.79 ± 17.31 mg/kg). The contents of metallic trace elements were lower than the standards in values. The prepared biochar has good characteristics for improvement of soils.

ABSTRACT: Interculturality describes a relation between cultures because it implies, by definition, interaction, obviously each culture can have ways of thinking, feeling and acting. We propose in this work a reflection on the fact that the west of Algeria has experienced a strong Spanish influence characterized by an important Spanish migratory contribution during the French colonization. As oranian, the traces of the Spanish language conserved in the variety of our Arabic dialect, interest me a lot. It is important then to begin the task of recovering our history and our linguistic heritage, a difficult but necessary task. Our communication aims to present the socio-historical elements that demonstrate the interaction in Algerian society. In it, coexist cultural diversity and intercultural dialogue, thus creating a coexistence based on the acceptance of the other, as a different entity, with a different identity. This acceptance of difference and coexistence arises from the consciousness of society and, therefore, of the individual, through the history of an entire society, a plural identity, or rather an identity with several aspects and several facets. This awareness makes it possible to give more prominence to the aspect of harmony and integration of social culture than differences. It is in this perspective that diversity and multiplicity are seen more as factors of wealth and enrichment than as a division. RÉSUMÉ: L'interculturalité décrit une relation entre les cultures parce qu'elle implique, par définition, l'interaction, chaque culture peut évidemment avoir des façons de penser, de sentir et d'agir. Nous proposons dans ce travail une réflexion sur le fait que l'ouest de l'Algérie a connu une forte influence espagnole caractérisée par une importante contribution migratoire espagnole lors de la colonisation française. En tant qu'oranaise, les traces de la langue espagnole conservées dans la variété de notre dialecte arabe, m'intéressent beaucoup. Il est donc important de commencer la tâche de récupérer notre histoire et notre héritage linguistique, une tâche difficile mais nécessaire. Notre communication vise à présenter les éléments socio-historiques qui démontrent l'interaction dans la société algérienne. En cela coexistent la diversité culturelle et le dialogue interculturel, créant ainsi une coexistence basée sur l'acceptation de l'autre, en tant qu'entité différente, avec une identité différente. Cette acceptation de la différence et la coexistence naît de la conscience de la société et, par conséquent l'individu, à travers l'histoire de toute une société, une identité plurielle, ou plutôt une identité avec différents aspects et diverses facettes. Cette prise de conscience permet de donner plus d'importance à l'aspect de l'harmonie et de l'intégration de la culture sociale qu'aux différences. C'est dans cette perspective que la diversité et la multiplicité sont perçues davantage comme des facteurs de richesse et d'enrichissement que comme une division.

L’alimentation de la volaille nécessite un apport essentiel en protéine. Ces protéines sont introduites aux animaux à travers des ingrédients alimentaires comme les légumes à graines et leurs tourteaux (arachide, soja, etc.), les farines de poisson, etc. Ces sources protéiques bien qu’étant indispensables en alimentation de la volaille, sont assujetties à une flambée de prix et sont peu ou pratiquement non durables. Les asticots des mouches constituent une solution durable en alimentation animale mais sont classées dans les sources méconnues de protéines animales en Afrique de manière générale et au Niger en particulier. La production de ces asticots n’est pas onéreuse et n'implique pas pour le moment une compétition alimentaire avec l’alimentation humaine. Les asticots des mouches domestiques (Musca domestica L. 1758) et des mouches soldats noires (Hermetia illucens L. 1758) sont privilégiés en raison de la facilité de leur production et de l’importance de leur biomasse. Les larves de ces deux types de mouches sont souvent produites avec des déchets de toute nature (substrats) disponibles gratuitement ou cédés dans le cas marchand à un prix dérisoire. Les compositions chimiques de ces asticots sont similaires voire meilleures que celles des ingrédients alimentaires conventionnels utilisés en alimentation avicole, et leur utilisation dans l’alimentation de ces volailles induit de bonnes performances zootechniques aux animaux. En plus de la protéine, le processus de production d’asticots permet d’un coté de recycler les déchets organiques qui constituent un véritable problème environnemental et de l’autre côté il permet de générer un résidu biofertilisant riche en nutriment qui peut être valorisé en agriculture. Plusieurs études ont montré qu’il n’a pas de dans danger sanitaire lié à l’utilisation des asticots en alimentation animale en général et celle de la volaille en particulier. En effet l’évaluation de plusieurs éléments-traces métalliques (ETM) au niveau des asticots avait révélé ces ETM sont à des seuils inferieur à ceux recommandés par les organismes internationaux (Union Européenne, organisation mondiale de la santé). Quelques rares études ont affirmé qu’une transmission de Salmonelles est possible aux consommateurs. Toutefois il est admis à l’unanimité que les asticots peuvent être introduits en alimentation animal sans induire des effets néfaste sur leur santé et que les contaminations éventuelles sur toute la chaine alimentaire peuvent être contrôlées.

La contamination en éléments traces métalliques (ETM) des sols constitue un problème environnemental majeur qui réside principalement dans le risque de leur transfert vers les eaux superficielles et souterraines et/ou vers la chaîne alimentaire. L’objectif principal de ce travail était de comprendre le comportement des ETM dans des sols impactés par une usine de recyclage de batteries au plomb localisée dans les Ardennes. Sur une zone de 17 ha environnant l’usine, la répartition spatiale des teneurs en ETM étudiée par fluorescence X portable a révélé que les sols étaient majoritairement impactés par Pb et dans une moindre mesure par Cd, Cu, Ni, Sb, Sn et Zn. Une méthode géostatistique a permis d’identifier l’origine industrielle ou lithogénique de la plupart des ETM précédemment cités. A partir de cette cartographie, de la nature des sols et du mode d’occupation, le comportement des ETM a été étudié le long de six profils pédologiques. Le calcul des coefficients de distribution a permis de mettre en évidence une mobilité importante des ETM liée au caractère acide des sols (pH 4-5). Quel que soit le profil étudié, Cd présentait la mobilité la plus élevée, suivi de Zn, Ni, Pb et Cu. Le couplage de méthode expérimentale (soil-column Donnan membrane technique) et de modélisation géochimique a permis de préciser que Cd, Ni et Zn étaient totalement sous forme libre, Pb majoritairement sous forme libre mais également associé aux acides fulviques et Cu principalement associé aux acides fulviques dans la solution du sol. La répartition de Pb dans la phase solide des horizons de surface a également été déterminée en combinant des méthodes chimiques (extractions séquentielles), des méthodes physiques (MEB-EDS, microspectrométrie Raman) et de la modélisation. Le plomb était majoritairement associé à la matière organique et, dans une moindre mesure, aux oxydes de manganèse. Aucune des phases cristallines riches en plomb potentiellement émises par ce type d’industrie n’a été identifiée, ce qui suggère que Pb a été redistribué dans les sols à partir de ces phases. Ce travail insiste sur l’importance de l’étude conjointe des sols et de leur solution pour mieux comprendre le comportement des ETM, évaluer les risques et proposer d’éventuelles solutions de remédiation
The soil contamination by trace elements (TE) is a major environmental issue which mainly lies in their potential transfers from soils to surface and ground waters and/or to food chain.The main objective of this study was to understand the behaviour of TE in impacted soils located in the vicinity of a lead-acid battery recycling plant (Ardennes, France). In a 17 ha surrounding area, the spatial distribution of TE was performed using portable X-ray fluorescence. It indicated that the soils were mainly contaminated by Pb and, to a lesser degree, by Cd, Cu, Ni, Sb, Sn and Zn. A geostatistical approach enabled to discriminate the natural or anthropogenic sources of most of these TE.Based on the TE mapping, the soil type and the land cover, the behaviour of the TE was studied along six soil profiles. The calculated partition coefficients highlighted a high mobility of the TE which is related to the acidic soil conditions (pH 4-5). Regardless of the studied soil profile, Cd exhibited the highest mobility, followed by Zn, Ni, Pb and Cu. A combined experimental (soil-column Donnan membrane technique) and modelling approach helped to specify that Cd, Ni and Zn occurred as free ions, Pb mainly occurred as free ion and associated to fulvic acids and Cu was mainly associated to fulvic acids in the soil solutions. The distribution of Pb among the soil components of upper soil horizons was also determined using chemical methods (sequential extraction), physical methods (SEM-EDS, Raman microspectroscopy) and modelling. Lead was mainly associated with soil organic matter and to a lesser extent with manganese oxides. None of the Pb-bearing phases potentially emitted by the recycling plant were identified, suggesting a remobilization of Pb in the studied soils after smelter particles deposition. This work emphasizes the importance of studying the soil and its solution to better understand the behaviour of TE, to assess the environmental risks and to suggest remediation strategies

En période hivernale, des fondants routiers sont épandus sur les chaussées afin de préserver la sécurité des usagers. Sous l'influence de divers paramètres, ces produits se retrouvent en partie dans l'environnement, le reste étant collecté par des systèmes de rétention des eaux de ruissellement routières. Or, les bassins de rétention ne sont pas conçus pour traiter ces fondants, et jouent uniquement un rôle de régulation des flux rejetés dans l’environnement. L’effet du NaCl sur l’environnement est néfaste, en raison de sa toxicité directe envers certains organismes et, indirectement parce qu’il contribue à augmenter la mobilité des ETM (Éléments Traces Métalliques), eux-mêmes toxiques. Ceci démontre un besoin d'assainissement particulier pour ces produits. L'objectif de cette thèse est d'étudier les transferts de NaCl par un bassin de rétention, mais également d'investiguer la possibilité d'utiliser la phytoremédiation comme base d'une solution d'assainissement des eaux de ruissellement routières. Le bassin de rétention choisi comme modèle est un bassin récent situé à Chenevières (Lorraine, France), en bordure d’une route nationale. La première partie du travail a porté sur la mesure et la caractérisation des transferts de NaCl dans ce bassin. L’eau a été collectée en entrée/sortie chaque semaine pendant 3 ans, et les concentrations en NaCl et ETM mesurées. Les conditions météorologiques et les données d’épandage de sel ont été suivies pour évaluer la proportion de sel effectivement transférée vers le réseau de collecte des eaux de ruissellement routières. Les résultats montrent que 25 à 50 % du sel épandu est effectivement collecté. De plus, les résultats sur la dynamique du NaCl prouvent que le bassin joue uniquement un rôle de rétention temporaire et de dilution avant rejet vers l’environnement. Ensuite, des mesures et analyses des sédiments du bassin et des sols de bord de route ont été conduites pour caractériser la spéciation et la mobilité des ETM dans ce contexte routier particulier. Dans ce cas précis, le NaCl n’a pas eu d’effet significatif sur la mobilisation des ETM, hormis le zinc (Zn). En revanche, il a provoqué la mobilisation d’autres ions majeurs. Concernant le traitement, les procédés conventionnels de dessalement d’eau sont trop coûteux et inadaptés. C’est pourquoi les potentialités d’une solution d’assainissement par phytoremédiation ont été explorées. Trois plantes halophytes ont été sélectionnées selon des critères permettant leur utilisation en contexte routier, Armeria maritima, Atriplex halimus et Atriplex hortensis L. Des expériences de germination/croissance ont été effectuées dans différentes conditions de salinité et de concentration en Zn pour évaluer leur tolérance à la salinité, à la présence de Zn et leurs capacités d’accumulation. Ces plantes ont montré une tolérance au NaCl dans des conditions de salinité représentatives de celles mesurées dans les réseaux d’assainissement routiers à Chenevières. De plus, les trois espèces accumulent dans leurs parties aériennes des quantités significatives de NaCl, ainsi que du zinc. L'utilisation des halophytes pour la phytodésalinisation en domaine routier s'avère être une technologie prometteuse pour répondre à la problématique de l'impact environnemental des fondants routiers
During winter, deicing salts are spread on roads in order to preserve road safety for users. Under the influence of different parameters, these compounds are partly transferred to the environment, the rest of it being collected by the road runoff retention systems. However, road runoff retention ponds have not been designed for deicing salt treatment; they only play a role in the regulation of fluxes before their rejection into the environment. Furthermore, NaCl has a harmful impact on the environment, because of its toxicity to certain aquatic organisms and because it contributes to the increase of trace metal (TM) mobility, which are toxic as well. This shows the need for a specific treatment for these compounds. The objective of this research is to bring better understanding of deicing salt dynamics in a retention pond, but also to investigate the potential use of phytoremediation as a treatment solution for road runoff. A model retention pond was selected; it is located along a highway in Chenevières (Lorraine region, France). The first part of the work focused on the monitoring and the characterization of NaCl transfers in this pond. Water was weekly sampled for 3 years at the pond input and output and NaCl and TM concentrations were measured. Meteorological conditions and salt spreading data were monitored to appraise the salt fraction actually collected by the pond. Results showed that only 25 to 50 % of the spread salt is effectively collected. Moreover, results on NaCl dynamics proved that the pond only plays a role on transient storage and salt dilution before rejection into the environment. Moreover, measurements and analyses of sampled basin sediments and roadside soils were performed to assess speciation and TM mobility in this particular context. In this case, no significant effect of NaCl was recorded except for zinc (Zn); but major ions were mobilized. When it comes to treatments, conventional desalination technologies are too expensive and inappropriate in this context. Then, potentialities of phytodesalination were explored. Three halophyte plants were selected on the basis of specific criteria, allowing their use in road runoff context: Armeria maritima, Atriplex halimus and Atriplex hortensis L. Germination and growth experiments were run in various salinity conditions and in the presence/absence of Zn, in order to assess their tolerance to salt and Zn, as well as their accumulation abilities. These plants showed a high tolerance for NaCl in salinities in the range of those encountered in road runoff existing treatment systems at Chenevières. The three species accumulated significant amounts of NaCl and zinc in their aerial parts. The use of halophytes for phytodesalination of road runoff is a promising technique to address the issue of environmental impact of deicing salts

La gestion et la valorisation des sédiments de dragage et de curage non-immergeables constituent des enjeux scientifiques et industriels majeurs auxquels la chaire industrielle de recherche " Économie Circulaire des Sédiments : EcoSed ", lancée en 2014 par l’IMT Lille Douai, vise à répondre à travers une approche pluridisciplinaire. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse de doctorat s’inscrivent dans un contexte de recherche partenariale associant des producteurs de sédiments et des industriels. Ces travaux visent plus particulièrement (i) la mise en place d’une méthodologie de caractérisation de l’écotoxicité intrinsèque des sédiments dans la perspective de leur intégration dans les filières de valorisation ; (ii) l’application de la méthodologie multi-échelle de la démarche nationale "SEDIMATERIAUX" pour la démonstration de l’innocuité environnementale d’un sédiment marin utilisé dans un scénario de valorisation en voirie légère ; et (iii) la comparaison de la méthodologie nationale sur l’acceptabilité environnementale des matériaux alternatifs en technique routière avec celle proposée dans le cadre réglementaire européen sur les produits de construction. Ces travaux ont permis de proposer un protocole de préparation des matrices sédimentaires et une batterie de bioessais sensibles.L’évaluation environnementale des sédiments marins utilisés dans les différents scénarios de valorisation en génie civil (bétons pour voiries légères, assises routières, bétons compactés routiers) a permis de valider l’innocuité de ces matériaux et de mettre en évidence la bonne stabilisation des éléments traces métalliques et métalloïdes au sein de leur microstructure
The management and beneficial reuse of non-immersible dredged sediments are major scientific and industrial issues. The industrial research chair " Circular Economy of Sediments: EcoSed ", launched in 2014 by IMT Lille Douai, aims at answering these issues through a multidisciplinary approach. As part of this Doctoral Thesis, investigations were carried out under a partnership research context by combining sediment managers and industrial partners. More specifically, this work aims at (i) to set up a methodological approach to measuring the intrinsic eco-toxicity of sediments prior to their beneficial reuse; (ii) to implement the multi-scale national approach “SEDIMATERIAUX” to check the environmental safety of marine dredged sediment used as aggregates in road concretes; (iii) to compare the national approach on the reuse of alternative materials in road engineering with the European framework developed for environmental assessment of construction products. The results of this work allowed to propose a preparation protocol for the sediment matrix and a sensitive battery of bioassays. Environmental assessment of marine sediments reuse in the field of civil engineering (road concrete, roadbed, roller compacted concrete) allowed validating the environmental safety of these materials and to highlight the achievement of the good trace elements stabilization through their microstructure

En période hivernale, des fondants routiers sont épandus sur les chaussées afin de préserver la sécurité des usagers. Sous l'influence de divers paramètres, ces produits se retrouvent en partie dans l'environnement, le reste étant collecté par des systèmes de rétention des eaux de ruissellement routières. Or, les bassins de rétention ne sont pas conçus pour traiter ces fondants, et jouent uniquement un rôle de régulation des flux rejetés dans l’environnement. L’effet du NaCl sur l’environnement est néfaste, en raison de sa toxicité directe envers certains organismes et, indirectement parce qu’il contribue à augmenter la mobilité des ETM (Éléments Traces Métalliques), eux-mêmes toxiques. Ceci démontre un besoin d'assainissement particulier pour ces produits. L'objectif de cette thèse est d'étudier les transferts de NaCl par un bassin de rétention, mais également d'investiguer la possibilité d'utiliser la phytoremédiation comme base d'une solution d'assainissement des eaux de ruissellement routières. Le bassin de rétention choisi comme modèle est un bassin récent situé à Chenevières (Lorraine, France), en bordure d’une route nationale. La première partie du travail a porté sur la mesure et la caractérisation des transferts de NaCl dans ce bassin. L’eau a été collectée en entrée/sortie chaque semaine pendant 3 ans, et les concentrations en NaCl et ETM mesurées. Les conditions météorologiques et les données d’épandage de sel ont été suivies pour évaluer la proportion de sel effectivement transférée vers le réseau de collecte des eaux de ruissellement routières. Les résultats montrent que 25 à 50 % du sel épandu est effectivement collecté. De plus, les résultats sur la dynamique du NaCl prouvent que le bassin joue uniquement un rôle de rétention temporaire et de dilution avant rejet vers l’environnement. Ensuite, des mesures et analyses des sédiments du bassin et des sols de bord de route ont été conduites pour caractériser la spéciation et la mobilité des ETM dans ce contexte routier particulier. Dans ce cas précis, le NaCl n’a pas eu d’effet significatif sur la mobilisation des ETM, hormis le zinc (Zn). En revanche, il a provoqué la mobilisation d’autres ions majeurs. Concernant le traitement, les procédés conventionnels de dessalement d’eau sont trop coûteux et inadaptés. C’est pourquoi les potentialités d’une solution d’assainissement par phytoremédiation ont été explorées. Trois plantes halophytes ont été sélectionnées selon des critères permettant leur utilisation en contexte routier, Armeria maritima, Atriplex halimus et Atriplex hortensis L. Des expériences de germination/croissance ont été effectuées dans différentes conditions de salinité et de concentration en Zn pour évaluer leur tolérance à la salinité, à la présence de Zn et leurs capacités d’accumulation. Ces plantes ont montré une tolérance au NaCl dans des conditions de salinité représentatives de celles mesurées dans les réseaux d’assainissement routiers à Chenevières. De plus, les trois espèces accumulent dans leurs parties aériennes des quantités significatives de NaCl, ainsi que du zinc. L'utilisation des halophytes pour la phytodésalinisation en domaine routier s'avère être une technologie prometteuse pour répondre à la problématique de l'impact environnemental des fondants routiers
During winter, deicing salts are spread on roads in order to preserve road safety for users. Under the influence of different parameters, these compounds are partly transferred to the environment, the rest of it being collected by the road runoff retention systems. However, road runoff retention ponds have not been designed for deicing salt treatment; they only play a role in the regulation of fluxes before their rejection into the environment. Furthermore, NaCl has a harmful impact on the environment, because of its toxicity to certain aquatic organisms and because it contributes to the increase of trace metal (TM) mobility, which are toxic as well. This shows the need for a specific treatment for these compounds. The objective of this research is to bring better understanding of deicing salt dynamics in a retention pond, but also to investigate the potential use of phytoremediation as a treatment solution for road runoff. A model retention pond was selected; it is located along a highway in Chenevières (Lorraine region, France). The first part of the work focused on the monitoring and the characterization of NaCl transfers in this pond. Water was weekly sampled for 3 years at the pond input and output and NaCl and TM concentrations were measured. Meteorological conditions and salt spreading data were monitored to appraise the salt fraction actually collected by the pond. Results showed that only 25 to 50 % of the spread salt is effectively collected. Moreover, results on NaCl dynamics proved that the pond only plays a role on transient storage and salt dilution before rejection into the environment. Moreover, measurements and analyses of sampled basin sediments and roadside soils were performed to assess speciation and TM mobility in this particular context. In this case, no significant effect of NaCl was recorded except for zinc (Zn); but major ions were mobilized. When it comes to treatments, conventional desalination technologies are too expensive and inappropriate in this context. Then, potentialities of phytodesalination were explored. Three halophyte plants were selected on the basis of specific criteria, allowing their use in road runoff context: Armeria maritima, Atriplex halimus and Atriplex hortensis L. Germination and growth experiments were run in various salinity conditions and in the presence/absence of Zn, in order to assess their tolerance to salt and Zn, as well as their accumulation abilities. These plants showed a high tolerance for NaCl in salinities in the range of those encountered in road runoff existing treatment systems at Chenevières. The three species accumulated significant amounts of NaCl and zinc in their aerial parts. The use of halophytes for phytodesalination of road runoff is a promising technique to address the issue of environmental impact of deicing salts

Le changement d’occupation des sols contaminés est susceptible de modifier la nature et la quantité des matières organiques du sol (MOS). Les matières organiques sont connues pour avoir un rôle de source trophique pour les organismes des sols et un rôle de ligand vis-à-vis des éléments traces métalliques (ETM) dans les sols contaminés. Des changements de matières organiques dus aux changements d’occupation des sols contaminés peuvent modifier la spéciation des ETM et leur disponibilité. Mais dans ce cas, le rôle de la matière organique dans le déterminisme de la disponibilité des ETM est peu documenté. L’objectif du travail présenté dans cette thèse était de mettre en évidence le rôle des matières organiques dans la disponibilité des ETM, dans le cas de sols agricoles contaminés après un changement de cultures annuelles vers des cultures pérennes à vocation non-alimentaire. Le travail a concerné l’étude de la disponibilité du Cu, Pb, Zn et Cd dans les sols de deux sites différents en texture et en origine de pollution i.e. le site de Metaleurop (Nord de la France) avec des sols limoneux contaminés par des retombées atmosphériques et le site de Pierrelaye (Région Parisienne) avec des sols sableux contaminés par les apports d’eaux usées brutes de la ville de Paris. Le rôle de la matière organique a été étudié en travaillant 1) sur des échantillons de sols sous deux cultures différentes i.e. sous culture annuelle et culture pérenne à vocation énergétique miscanthus depuis trois ans, 2) sur les échantillons de sol avant et après incubation in vitro afin d’accélérer la minéralisation de la matière organique, et 3) sur des échantillons de sol avec et sans matières organiques particulaires (MOP) i.e. les fractions libres des MOS afin de mettre en évidence leur rôle spécifique. Une approche combinée d’évaluation de la disponibilité par des extractions chimiques des ETM et d’étude de la localisation des ETM dans des fractions granulométriques a été utilisée. Les résultats obtenus montrent que l’impact de l’occupation des sols (sous culture annuelle ou pérenne miscanthus) sur la disponibilité des ETM était différent pour les deux sites étudiés. Pour les sols du site de Metaleurop les résultats ont montré que la disponibilité de Cu et Pb diminuait sous miscanthus tandis qu’une augmentation de leur localisation dans les fractions fines était observée. Par contre aucun changement n’a été observé pour Zn ni Cd dans ce site. Au contraire pour les sols sableux riches en matières organiques de Pierrelaye le changement d’occupation a impacté la disponibilité de Zn et Cd tandis que celle de Pb et Cu n’a pas évolué. Les résultats des sols avant et après incubation montrent que l’impact de la minéralisation des MOS sur la disponibilité des ETM était site dépendant pour Pb et Cd alors que l’effet sur Cu et Zn était similaire pour les sols des deux sites. En travaillant sur les sols avec et sans MOP, nous avons pu observer que les MOP en tant que fraction organique libre participaient à la disponibilité des ETM telle qu’étudiée, et que une partie du cuivre lié aux MOP était disponible pour un organisme dans nos conditions. Ces résultats de disponibilités des ETM dans des sols qui varient avec la nature et la quantité des matières organiques sont discutés
The changes in land use of contaminated agricultural soils are susceptible to modify their trace metal availabilities by changing the quality and quantity of soil organic matter. But the role of soil organic matter in the determinism of trace metal availabilities in contaminated soils is not well known. The objective of the present study was to assess the role of soil organic matter in determinism of trace metal availabilities and their dynamics in contaminated soils varying in their texture and nature of pollution. A strategy of studying Cu, Pb, Zn and Cd availabilities of two sites with different texture and origin of pollution was adopted and the role of organic matter was assessed through; 1) sampling the soils of two parcels at each site with two different land uses i.e. under annual crop and under perennial energy crop miscanthus, 2) changing the soil organic matter of these soils through in vitro soil incubations. A combined approach of chemical metal extractions and metal localization study in different soil size fractions was used. The results of the trace metal availabilities of the soil under miscanthus compared to annual crop soil showed that the influence of changes in organic matter through land use was different at both sites. In the silty clayed soil, the availability of Cu and Pb which are the metals known to be preferentially bound to organic matter was decreased with an increase in their localization in soil finer fractions. In the site with organic matter rich sandy soils the availability of metals which are known to be bound to soil mineral phases i.e. Zn and Cd was changed without a change in their localization. The results of laboratory incubation experiments revealed that the mineralization of soil organic matter affects the trace metal availability in two ways. Cu and Zn availabilities are changed in all soils whatever the texture while Pb and Cd availabilities changed only in sandy soils. This difference of the change of metal availabilities in both cases of organic matter variations i.e. between the soil samples under different land use and in the samples of laboratory incubations can be explained by the fact that the changes in organic matter were not similar in both cases. Our work on the metal enriched particulate organic matter (POM) fractions, the most labile organic matter fractions showed that POM act as source and sink of the metals in our conditions and POM associated copper is bioavailable in liquid medium but its bioavailability is less than the metal added as salt solution. These results, increasing the understanding of the role of soil organic matter in the determinism of trace metal availability in different textured soils, are discussed

La contamination en éléments traces métalliques (ETM) des sols constitue un problème environnemental majeur qui réside principalement dans le risque de leur transfert vers les eaux superficielles et souterraines et/ou vers la chaîne alimentaire. L’objectif principal de ce travail était de comprendre le comportement des ETM dans des sols impactés par une usine de recyclage de batteries au plomb localisée dans les Ardennes. Sur une zone de 17 ha environnant l’usine, la répartition spatiale des teneurs en ETM étudiée par fluorescence X portable a révélé que les sols étaient majoritairement impactés par Pb et dans une moindre mesure par Cd, Cu, Ni, Sb, Sn et Zn. Une méthode géostatistique a permis d’identifier l’origine industrielle ou lithogénique de la plupart des ETM précédemment cités. A partir de cette cartographie, de la nature des sols et du mode d’occupation, le comportement des ETM a été étudié le long de six profils pédologiques. Le calcul des coefficients de distribution a permis de mettre en évidence une mobilité importante des ETM liée au caractère acide des sols (pH 4-5). Quel que soit le profil étudié, Cd présentait la mobilité la plus élevée, suivi de Zn, Ni, Pb et Cu. Le couplage de méthode expérimentale (soil-column Donnan membrane technique) et de modélisation géochimique a permis de préciser que Cd, Ni et Zn étaient totalement sous forme libre, Pb majoritairement sous forme libre mais également associé aux acides fulviques et Cu principalement associé aux acides fulviques dans la solution du sol. La répartition de Pb dans la phase solide des horizons de surface a également été déterminée en combinant des méthodes chimiques (extractions séquentielles), des méthodes physiques (MEB-EDS, microspectrométrie Raman) et de la modélisation. Le plomb était majoritairement associé à la matière organique et, dans une moindre mesure, aux oxydes de manganèse. Aucune des phases cristallines riches en plomb potentiellement émises par ce type d’industrie n’a été identifiée, ce qui suggère que Pb a été redistribué dans les sols à partir de ces phases. Ce travail insiste sur l’importance de l’étude conjointe des sols et de leur solution pour mieux comprendre le comportement des ETM, évaluer les risques et proposer d’éventuelles solutions de remédiation
The soil contamination by trace elements (TE) is a major environmental issue which mainly lies in their potential transfers from soils to surface and ground waters and/or to food chain.The main objective of this study was to understand the behaviour of TE in impacted soils located in the vicinity of a lead-acid battery recycling plant (Ardennes, France). In a 17 ha surrounding area, the spatial distribution of TE was performed using portable X-ray fluorescence. It indicated that the soils were mainly contaminated by Pb and, to a lesser degree, by Cd, Cu, Ni, Sb, Sn and Zn. A geostatistical approach enabled to discriminate the natural or anthropogenic sources of most of these TE.Based on the TE mapping, the soil type and the land cover, the behaviour of the TE was studied along six soil profiles. The calculated partition coefficients highlighted a high mobility of the TE which is related to the acidic soil conditions (pH 4-5). Regardless of the studied soil profile, Cd exhibited the highest mobility, followed by Zn, Ni, Pb and Cu. A combined experimental (soil-column Donnan membrane technique) and modelling approach helped to specify that Cd, Ni and Zn occurred as free ions, Pb mainly occurred as free ion and associated to fulvic acids and Cu was mainly associated to fulvic acids in the soil solutions. The distribution of Pb among the soil components of upper soil horizons was also determined using chemical methods (sequential extraction), physical methods (SEM-EDS, Raman microspectroscopy) and modelling. Lead was mainly associated with soil organic matter and to a lesser extent with manganese oxides. None of the Pb-bearing phases potentially emitted by the recycling plant were identified, suggesting a remobilization of Pb in the studied soils after smelter particles deposition. This work emphasizes the importance of studying the soil and its solution to better understand the behaviour of TE, to assess the environmental risks and to suggest remediation strategies

Sur le site minier orphelin de Sentein (Pyrénées), la dynamique de Zn, Pb et Cd est étudiée à l'échelle du bassin versant amont du Lez, en couplant des approches géochimiques et minéralogiques. A partir de la minéralisation, primaire et naturelle, l'exploitation minière a redistribué les métaux en plusieurs sources secondaires (sols contaminés, résidus d'extraction et de traitement). Les résidus de traitement constituent le principal réservoir de métaux. Dans ce contexte carbonaté, l'exportation des métaux sous forme dissoute est limitée par la formation de phases minérales secondaires. L'érosion mécanique est le mécanisme majeur de mobilisation des métaux. A l'exutoire du bassin, la dispersion particulaire des métaux est dominante, notamment lors des crues. La contribution de ce site minier au flux de métaux transportés par la Garonne est estimée
On the orphan Sentein mining district (Pyrénées), the Zn, Cd and Pb dynamics is studied at the scale of the Lez upstream catchment, with geochemical and mineralogical approaches. From the primary and natural mineralization, mining exploitation has lead to the redistribution of metal into several secondary sources (contaminated soils, extraction wastes and tailings). Tailings are the main storage compartment of metals. Submitted to erosion, they constitute the principal source. In this carbonated context, the metal exportation under dissolved form is limited by the formation of secondary minerals. Runoff and erosion are dominant processes for metal mobilization. At the catchment outlet, particulate dispersion is dominant specially, during storm events. The contribution of this mining site to Garonne metal fluxes is assessed

La gestion et la valorisation des sédiments de dragage et de curage non-immergeables constituent des enjeux scientifiques et industriels majeurs auxquels la chaire industrielle de recherche " Économie Circulaire des Sédiments : EcoSed ", lancée en 2014 par l’IMT Lille Douai, vise à répondre à travers une approche pluridisciplinaire. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse de doctorat s’inscrivent dans un contexte de recherche partenariale associant des producteurs de sédiments et des industriels. Ces travaux visent plus particulièrement (i) la mise en place d’une méthodologie de caractérisation de l’écotoxicité intrinsèque des sédiments dans la perspective de leur intégration dans les filières de valorisation ; (ii) l’application de la méthodologie multi-échelle de la démarche nationale "SEDIMATERIAUX" pour la démonstration de l’innocuité environnementale d’un sédiment marin utilisé dans un scénario de valorisation en voirie légère ; et (iii) la comparaison de la méthodologie nationale sur l’acceptabilité environnementale des matériaux alternatifs en technique routière avec celle proposée dans le cadre réglementaire européen sur les produits de construction. Ces travaux ont permis de proposer un protocole de préparation des matrices sédimentaires et une batterie de bioessais sensibles.L’évaluation environnementale des sédiments marins utilisés dans les différents scénarios de valorisation en génie civil (bétons pour voiries légères, assises routières, bétons compactés routiers) a permis de valider l’innocuité de ces matériaux et de mettre en évidence la bonne stabilisation des éléments traces métalliques et métalloïdes au sein de leur microstructure
The management and beneficial reuse of non-immersible dredged sediments are major scientific and industrial issues. The industrial research chair " Circular Economy of Sediments: EcoSed ", launched in 2014 by IMT Lille Douai, aims at answering these issues through a multidisciplinary approach. As part of this Doctoral Thesis, investigations were carried out under a partnership research context by combining sediment managers and industrial partners. More specifically, this work aims at (i) to set up a methodological approach to measuring the intrinsic eco-toxicity of sediments prior to their beneficial reuse; (ii) to implement the multi-scale national approach “SEDIMATERIAUX” to check the environmental safety of marine dredged sediment used as aggregates in road concretes; (iii) to compare the national approach on the reuse of alternative materials in road engineering with the European framework developed for environmental assessment of construction products. The results of this work allowed to propose a preparation protocol for the sediment matrix and a sensitive battery of bioassays. Environmental assessment of marine sediments reuse in the field of civil engineering (road concrete, roadbed, roller compacted concrete) allowed validating the environmental safety of these materials and to highlight the achievement of the good trace elements stabilization through their microstructure

Le changement d'occupation des sols contaminés est susceptible de modifier la nature et la quantité des matières organiques du sol (MOS). Les matières organiques sont connues pour avoir un rôle de source trophique pour les organismes des sols et un rôle de ligand vis-à-vis des éléments traces métalliques (ETM) dans les sols contaminés. Des changements de matières organiques dus aux changements d'occupation des sols contaminés peuvent modifier la spéciation des ETM et leur disponibilité. Mais dans ce cas, le rôle de la matière organique dans le déterminisme de la disponibilité des ETM est peu documenté. L'objectif du travail présenté dans cette thèse était de mettre en évidence le rôle des matières organiques dans la disponibilité des ETM, dans le cas de sols agricoles contaminés après un changement de cultures annuelles vers des cultures pérennes à vocation non-alimentaire. Le travail a concerné l'étude de la disponibilité du Cu, Pb, Zn et Cd dans les sols de deux sites différents en texture et en origine de pollution i.e. le site de Metaleurop (Nord de la France) avec des sols limoneux contaminés par des retombées atmosphériques et le site de Pierrelaye (Région Parisienne) avec des sols sableux contaminés par les apports d'eaux usées brutes de la ville de Paris. Le rôle de la matière organique a été étudié en travaillant 1) sur des échantillons de sols sous deux cultures différentes i.e. sous culture annuelle et culture pérenne à vocation énergétique miscanthus depuis trois ans, 2) sur les échantillons de sol avant et après incubation in vitro afin d'accélérer la minéralisation de la matière organique, et 3) sur des échantillons de sol avec et sans matières organiques particulaires (MOP) i.e. les fractions libres des MOS afin de mettre en évidence leur rôle spécifique. Une approche combinée d'évaluation de la disponibilité par des extractions chimiques des ETM et d'étude de la localisation des ETM dans des fractions granulométriques a été utilisée. Les résultats obtenus montrent que l'impact de l'occupation des sols (sous culture annuelle ou pérenne miscanthus) sur la disponibilité des ETM était différent pour les deux sites étudiés. Pour les sols du site de Metaleurop les résultats ont montré que la disponibilité de Cu et Pb diminuait sous miscanthus tandis qu'une augmentation de leur localisation dans les fractions fines était observée. Par contre aucun changement n'a été observé pour Zn ni Cd dans ce site. Au contraire pour les sols sableux riches en matières organiques de Pierrelaye le changement d'occupation a impacté la disponibilité de Zn et Cd tandis que celle de Pb et Cu n'a pas évolué. Les résultats des sols avant et après incubation montrent que l'impact de la minéralisation des MOS sur la disponibilité des ETM était site dépendant pour Pb et Cd alors que l'effet sur Cu et Zn était similaire pour les sols des deux sites. En travaillant sur les sols avec et sans MOP, nous avons pu observer que les MOP en tant que fraction organique libre participaient à la disponibilité des ETM telle qu'étudiée, et que une partie du cuivre lié aux MOP était disponible pour un organisme dans nos conditions. Ces résultats de disponibilités des ETM dans des sols qui varient avec la nature et la quantité des matières organiques sont discutés.