Academic literature on the topic 'Profils d’altération'

RésuméNous avons calculé les flux élémentaires holocènes et le taux d’altération historique dans trois sols forestiers par la méthode du bilan de masse de Brimhallet al. (1991 a, b). Les sols (Hermine : HER ; Rouyn-1 : RN1 ; Rouyn-4 : RN4) se distinguent par leur matériel d’origine et leur niveau d’exposition aux dépôts atmosphériques de métaux traces. L’indice de changement volumétrique (ICV) calculé avec Zr est positif (expansion) dans RN1 et dans les horizons B de HER et est positivement corrélé à la concentration en C organique et en oxydes de Al et Fe. L’analyse des profils permet de dégager trois groupes d’éléments. Un premier groupe (Ca, K, Mg, Mn, Na, Si) montre des concentrations qui diminuent de l’horizon C vers la surface du profil en réponse à l’intensification de l’altération des minéraux. Le second groupe (Al, Fe, P, Ti, Cr, Ni) présente des zones d’enrichissement dans les horizons B et des pertes dans le Ae. Ce patron mixte reflète l’effet combiné de la formation d’oxydes (Al, Fe, Ti) et de la rétention des éléments par ces oxydes (P, Cr, Ni). Le troisième groupe (Cd, Cu, Pb, Zn) affiche des flux fortement positifs dans les horizons de surface en réponse à la contamination atmosphérique des sols et à la bioconcentration des métaux traces. Les taux d’altération holocènes moyens des éléments majeurs correspondent très bien aux taux publiés pour une variété de sols forestiers de milieux comparables. Le classement des éléments en ordre de mobilité relative décroissante est : Mn > Mg > Ca > Na > K > P > Si > Al > Fe > Ti.

Les eaux souterraines du socle altéré et fissurédu bassin de l’Olézoa, dans le centre-sud du Cameroun,assurent l'alimentation en eau d’une partie importante despopulations environnantes. Cependant, les caractéristiqueshydrogéologiques de ces aquifères de socle restent malconnues. La présente étude constitue une premièreapproche pour caractériser et mieux appréhender lastructure et le fonctionnement de ces aquifères de socle. Elleest fondée sur la description des profils pédologiques,des investigations structurales, le suivi de l’hydrométrieet de la piézométrie. Les résultatspréliminaires montrent que le profil d’altérationest de type polyphasé similaire à ceux des autresformations granito-gneissiques du monde soumises aux cyclesd’altération et d’érosion. On est enprésence d’une altération ancienne (10 à 20m d’épaisseur) issue du démantèlement dessystèmes latéritiques et d’une altérationrécente (2 à 3 m d’épaisseur)développée sur substratum sain. Le profil présenteen outre des microreliefs d’altération dont ladistribution spatiale peut influencer très localement ladynamique des écoulements. Cette dynamique est similaireà ce qui est généralement observé au seindes formations de socle, sous-climat tropical humide. Lescaractéristiques hydrométriques etpiézométriques indiquent que l’aquifèreprésente, par endroits, des zones fortementhétérogènes. La structuration tectonique anciennecontrôle l’orientation du réseau hydrographique.Ainsi, le modelé du paysage, qui est façonné parle réseau hydrographique, est à l’origine desécoulements souterrains d’amont en aval conforme auxgrandes lignes de la topographie. La distribution de cesécoulements montre l’influence possible despropriétés physiques et hydrauliques des terrains enamont du puits sur les systèmes d’écoulementssouterrains. Cette étude contribue à la connaissance dela structure et du fonctionnement hydrodynamique des aquifèresdu socle. Elle montre des liens structurels avec les autresaquifères décrits dans le monde et desspécificités régionales qui influencentl’hydrodynamisme du socle altéré et fissuré.

RÉSUMÉ Dans la Blue Ridge et les collines du Piedmont appalachien de Virginie centrale, le régolite est en grande partie constitué par un manteau d'altération. Son épaisseur diminue vers les sommets, mais il peut atteindre plus de 7 m au bas des versants. Le front d'altération est irrégulier et l'altérite forme des poches où l'on distingue une isaltérite sableuse et une alterite sablo-limoneuse à texture modifiée. La fraction argileuse est dominée par la kaolinite et l'halloysite. L'analyse thermogravimétrique d'échantillons totaux indique que la proportion de phyllosilicates 1/1 augmente de l'isaltérite à l'altérite à texture modifiée et aux horizons pédologiques. Elle atteint 37 % dans les horizons Bt de certains Ultisols. La gibbsite est un minéral important de plusieurs des profils étudiés. Dans les sols, les interstratifiés mica/vermiculite et la vermiculite, à caractère hydroxy-alumineux, constituent une part importante de la fraction argileuse, résultant d'une brunification acide. L'évolution géochimique globale est caractérisée par une perte précoce des bases, un appauvrissement modéré en Si et un enrichissement corrélatif en Al et en Fe. La partie supérieure du manteau d'altération est tronquée par endroits et des colluvions superficielles le recouvrent parfois en bas de pente. Des Inceptisols et des Ultisols se sont développés sur ces matériaux. Leur distribution actuelle relève d'une déstabilisation des pentes qui pourrait être contemporaine du dernier maximum glaciaire. La formation des altérites les plus évoluées remonterait au moins au Sangamonien, mais il manque de repères chronologiques et de datations absolues pour ces formations et la déstabilisation des versants dans cette région.

RésuméUn profil d’altération développé sur chloritoschistes de la zone de Bengbis (Sud Cameroun) a été choisi pour quantifier l’intensité de l’altération et comprendre le comportement des terres rares. Les valeurs de l’indice d’altération mafique combinées aux diagrammes ternaires du système Al – Fe – Mg – Ca – Na – K montrent que l’hydrolyse des feldspaths est proportionnelle à celle des minéraux mafiques (pertes en Mg), bien que l’hydrolyse des plagioclases (Ca, Na) soit plus intense que celle des minéraux ferromagnésiens. Les matériaux d’altération étudiés sont localisés dans le domaine de la kaolinitisation, à l’exception des matériaux nodulaires qui sont légèrement latritiss. La modification du comportement du Mg dans le milieu d’altération s’exprime par les faibles valeurs du rapport Ca/Mg. Le potassium et Be sont lessivés dans le sol en association avec Mg. L’ordre de mobilité des éléments dans l’environnement d’altération étudié est : Ca ≈ Na > Fe2+ ≈ Sr > Mg ≈ Co > Mn > Li > Ba > Rb > P > Cd > Ni > Si > Be > K > Sn. Les enrichissements en K, Cs et Be dans les saprolites sont liés à la présence d’illite. L’accumulation en Cs dans le sol est due à la présence de kaolinite. Le système le plus stable dans le milieu d’altération étudié est : Hf – Nb – W – U. Les saprolites, les matériaux nodulaires et les matériaux argileux meubles superficiels sont appauvris en terres rares par rapport à la roche mère. Les terres rares présentent trois types de comportement le long du profil d’altération, comme l’indiquent les valeurs du rapport (La/Yb)N ((La/Yb)N < 1, (La/Yb)N ~ 1 et (La/Yb)N > 1). Les terres rares légères et les terres rares moyennes s’accumulent dans les matériaux d’altération pour des valeurs de pH comprises entre 5,5 et 5,6 et pour celles de Eh variant entre +60 et +70mV. L’ordre de mobilité de ces éléments dans ces matériaux est le suivant : terres rares moyennes > terres rares lourdes terres rares légères. Ce fait est contre-intuitif, car les terres lourdes sont plus mobiles dans les environnemenst supergènes que les terres rares légères. L’adsorption ou la co-précipitation de ces terres rares sur les oxydes de fer peut principalement contrôler la concentration de ces éléments dans le profil d’altération. Les faibles anomalies en Ce dans les matériaux d’altération de la zone de Bengbis, dues au changement de Ce3+ en Ce4+, sont probablement dues à la présence de faibles quantités de rhabdophane. Les matériaux d’altération étudiés présentent un fractionnement en Gd (Gd/Gd* ~0.70 – 0.84) dues à une intense lixiviation. Ce fait a rarement été signalé dans un environnement d’altération latéritique. Il semble qu’une partie de la distribution et de la remobilisation du gadolinium soit contrôlée par des minéraux mafiques dans les matériaux d’altération étudiés. La distribution et la mobilisation des terres rares sont donc contrôlées par (1) l’adsorption ou la coprécipitation dans les minéraux mafiques et Fe, (2) et légèrement par les minéraux contenant des terres rares tels que le rhabdophane, rencontrés dans les matériaux d’altération étudiés.
 Abstract
 An in situ weathering profile overlying chlorite schists in southern Cameroon was chosen to quantify chemical weathering intensity and to study the behaviour of rare earth elements (REE). Mafic index alteration values combined with the ternary diagrams of the Al – Fe – Mg – Ca – Na – K system show that the hydrolysis of feldspars is proportional to that of mafic minerals (losses in Mg), although the hydrolysis of the plagioclases (Ca, Na) is more intense than that of ferromagnesian minerals. The studied materials are localised in the domain of kaolinitisation, except for nodular materials which are slightly lateritised. The change in the behaviour of Mg in the weathering environment is expressed by the low values in Ca/Mg ratio. Potassium and Be are leached in the soil in association with Mg. The order of mobility of the elements in the weathering environment is: Ca ≈ Na > Fe2+ ≈ Sr > Mg ≈ Co > Mn > Li > Ba > Rb > P > Cd > Ni > Si > Be > K > Sn. The enrichments in K, Cs and Be in saprolites are linked to the presence of illite. Cesium accumulation in the soil is due to the presence of kaolinite. The most stable system is: Hf – Nb – W – U. Saprolites, nodular and loose clayey materials are depleted in REE relative to the parent rock. REE exhibit three types of behaviour along the Bengbis profile like indicated by (La/Yb)N ratio values ((La/Yb)N < 1, (La/Yb)N ~ 1 and (La/Yb)N > 1). Light REE and Middle REE accumulate in the weathering materials for pH values ranging between 5.5 and 5.6 and for those of Eh varying between +60 and +70mV. The order of mobility of REE in these horizons is: Middle REE > Heavy REE ≈ Light REE. This fact is counter-intuitive, because Heavy REE are more mobile in supergene environment than Light REE. Adsorption or co-precipitation of LREE onto Fe oxides mainly may control the concentration of these elements in the profile. Weak Ce anomalies in the weathering materials of Bengbis area, due to the change in Ce3+ to Ce4+, are probably due to the presence of low amounts in rhabdophane. The studied weathering materials show a fractionation in Gd (Gd/Gd* ~0.70 – 0.84) due to intense chemical leaching. This fact has been rarely reported in lateritic weathering environment. It appears that, a part of Gd distribution and remobilization is controlled by mafic minerals in the studied weathered materials. REE distribution and mobilization are thus controlled by (1) adsorption or co-precipitation in mafic and Fe minerals, (2) and slightly by REE-bearing minerals such as rhabdophane found in the studied weathering profile.

Comparer de manière approfondie la réponse des différents outils isotopiques choisis (Li, B et U) durant l’altération chimique dans un profil déjà connu (e.g. le profil du Sommet sur le Bassin versant du Strengbach ; Ackerer, 2017) afin de dégager les mécanismes moteurs des fractionnements isotopiques de chacun de ces éléments pour faire le lien entre la réponse de ces outils lors de l’altération chimique et remonter ainsi au régime d’altération des roches. Développer les observations réalisées sur le profil du Sommet et les appliquer sur cinq autres profils d’altération répartis sur l’ensemble du bassin versant en se concentrant sur la fraction &lt;2µm. Cela permettra de voir si les observations faites dans le premier profil se retrouvent dans les autres profils et si nous sommes capables de remonter au régime d’altération. Étudier de manière préliminaire comment évolue le signal isotopique de l’altération chimique acquis dans les profils d’altération au cours du transport sédimentaire et s’il est possible de déterminer le régime d’altération d’un bassin versant à partir des sédiments de ce même bassin<br>In-depth comparison of the response of various selected isotopic tools (Li, B and U) during chemical weathering in an already known profile (eg the Summit profile in the Strengbach watershed, Ackerer, 2017) to identify the driving mechanisms of isotopic fractionations of these elements to link the response of these tools compared to the chemical alteration to go back to the alteration regime. Develop the observations made on the Summit profile and apply them to five other weathering profiles distributed over the entire watershed focusing on the &lt;2μm fraction. This will make it possible to see if the observations made in the first profile are found in the other profiles and if we are able to go back to the alteration regime. Preliminarily investigate how the isotopic signal of chemical alteration acquired in alteration profiles evolves during the sediment transportation and if it is possible to determine the alteration regime of a watershed from it sediments

Dans cette étude, nous cherchons à dresser le bilan de l’altération à l’échelle de l’île de Mayotte (en surface et en souterrain), à contraindre l’impact des facteurs de contrôle dominant l’altération, puis à caractériser les processus impliqués dans les fractionnements des isotopes du silicium à l’échelle du profil d’altération.Deux campagnes d’échantillonnage incluant des eaux de rivières et des eaux souterraines ont été réalisées en saison humide et sèche, complétées par le prélèvement mensuel de 5 rivières. La prise en compte des crues (3 % de l’année) dans le calcul des taux d’altération moyens annuels en rivière a entraîné une augmentation de ≈32 % du bilan annuel. Le taux d’altération chimique global de l’île de Mayotte s’élève à 94 t/km²/an (81 t/km²/an en surface &amp; 131 t/km²/an en souterrain). Nos résultats mettent en avant le rôle prépondérant des écoulements souterrains dans le transport de matériel dissous directement à l’océan. La contribution du domaine souterrain au bilan de l’altération diminue avec l’âge des formations, soulignant l’implication de l’âge des roches du bassin versant comme paramètre clé dans le contrôle des taux d’altération.Les isotopes du Si ont été analysés sur des roches totales le long de profils d’altération associés à différentes conditions d'altération du régolite : météorique (basse température) ou hydrothermale (haute température). À l’échelle du profil, les deux types de régimes ont montré un appauvrissement en 30Si en fonction du degré d’altération. À l’échelle du minéral, le fractionnement des isotopes du Si s’est révélé plus négatif pendant la précipitation de kaolinite secondaire à haute température qu’à basse température<br>In this study, we seek to establish the weathering budget at the scale of the island of Mayotte (rivers and groundwater), to constrain the impact of dominant control factors to the weathering both locally and at a global scale, and then to characterize the processes involved in the fractionation of silicon isotopes across the weathering profile.Two field campaigns, in order to sample river water and groundwater, were carried out during wet and dry season, supplemented by the monthly monitoring of 5 rivers. By taking account of river floods (3% of the year) in the calculation of average annual weathering rates in the river has increased the annual weathering budget by ≈32%. The overall rate of Mayotte Island chemical weathering is 94 t/km²/yr (81 t/km²/yr from surface &amp; 131 t/km²/yr from underground). Our results highlight the important role of groundwater flow to the dissolved material export directly to the ocean. The contribution of groundwater to the weathering budget decreases with the age of the geological formations, highlighting the involvement of the age of the rocks of the watershed as a key parameter in the weathering rates control.Si isotopes were analyzed for whole rock along two weathering profiles associated with different alteration conditions of the regolith: meteoric (low temperature) or hydrothermal (high temperature). At the weathering profile scale, the two types of alteration regimes showed 30Si depletion as a function of the degree of weathering. At the mineral scale, Si isotope fractionation was more negative during the secondary kaolinite precipitation at high temperatures than at low temperatures

Dans la région de Dimbokro-Bongouanou (Centre Est de la Côte d'Ivoire), l'alimentation en eau des populations se fait essentiellement au moyen de puits et forages. Ceux-ci ont été implantés dans les aquifères du socle au cours des différentes campagnes d'hydraulique villageoise mises en place dans ce secteur. L'analyse du taux de réussite et de la productivité de ces forages montre que leur implantation n'a pas toujours été optimale. Afin d'optimiser l'implantation de nouveaux forages, il semble donc nécessaire et primordial de caractériser l'hydrodynamique du socle fracturé. A cette fin, la présente étude procède d'abord à une caractérisation géologique puis hydrogéologique de la région de Dimbokro-Bongouanou. Ensuite, sont élaborés des modèles conceptuels géologiques et hydrogéologiques, qui décrivent la structure de l'aquifère et précisent les propriétés hydrodynamiques de ses différentes couches composites. Ces modèles géologiques et hydrogéologiques permettent de simuler numériquement l'écoulement régional. La caractérisation géologique de la région de Dimbokro-Bongouanou est basée sur une description des différentes formations géologiques de la région ; des hypothèses sur leur mise en place et les cycles d'érosion et d'altération qu'elles ont subis ; et une cartographie des discontinuités régionales par photo-interprétation d'image Radar rehaussée par la technique de filtrages adaptatifs. Les discontinuités identifiées sur l'image rehaussée sont validées à partir d'informations géologiques (données de fracturation mesurées à l'affleurement et données de fracturation relevées sur carte géologique).La caractérisation hydrogéologique de la région de Dimbokro-Bongouanou est basée sur la description des aquifères de la région et l'identification du rôle des discontinuités régionales dans les écoulements souterrains. La technique proposée à cet effet consiste à analyser les corrélations entre le débit des forages et leur distance au linéament le plus proche.Il est ainsi constaté que le débit des forages est inversement proportionnel à la distance à la discontinuité la plus proche. En d'autres termes, plus le forage est proche d'une discontinuité régionale, plus son débit est important. L'interprétation des lithologs, des données géologiques à l'affleurement et des données de résistivités électriques permet de proposer un modèle conceptuel géologique représentatif du profil d'altération type pour chaque domaine géologique de la région. En particulier, le modèle proposé décrit la structuration verticale du profil d'altération pour les trois principales formations géologiques de la région: les granites, les métasédiments et les métavolcanites. La caractérisation de la structure de l'aquifère permet ensuite de proposer un modèle conceptuel hydrogéologique pour chacun des profils d'altération basé sur l'analyse statistique des arrivées d'eau et de l'interprétation des données d'essais par pompage de différents forages. Cela permet d'identifier pour chaque formation les profondeurs de fréquence, de densité et de débit des arrivées d'eau ainsi que les couches du profil associées aux zones de conductivité et de productivité (débit spécifique) élevées.L'ensemble de ces informations géologiques et hydrogéologiques permet de proposer une modélisation conceptuelle de l'hydrosystème étudié (une partie du Bassin du NZI,environ 6300km2) ainsi qu'une modélisation numériques de l'écoulement, celle-ci servant de base à une réflexion sur la pertinence de l'information disponible et d'une modélisation discrète dans ce type d'environnement au vu des objectifs affichés (modèle de gestion et d'aide à la décision pour l'implantation de nouveaux forages)<br>The hydraulic characterization of fractured basement in Dimbokro-Bongouanou region, Côte d'Ivoire, is an essential step to achieve an optimization of new well locations, in terms of success rates and productivity.To this end, this study first proposes conceptual models of weathering profile for the three main geological formations of the region: granites, metasediments and metavolcanic rocks. Based on in-situ observations, interpretations of lithology and cycles of erosion and alteration, the typical weathering profiles are proposed for each type geological. These are formed from top to bottom of layers alloterite, isalterite, fissured and fractured fresh basement. The fissured layer shows the maximum density of fractures in the metavolcanic rocks and métasédiments, while the fractured fresh basement concentrates the highest density of fractures in granites. Moreover, interpretation of data from pumping tests conducted in various hydraulic programs indicate that the productivity of wells is not proportional to the depth due to variation, at region scale of the thickness of the fissured layer and fractured fresh basement which totalize the maximum of water arrivals. The spatial variation of hydraulic conductivity and productivity (specific rate) is influenced by the thickness of the fissured layer, alloterite layer of the weathering profile and topography. The regional fractures of the fractured fresh basement are also areas of high productivity, as evidenced by the negative correlation between rate of productive wells and distance to these fractures. A methodology of regional fractures mapping from the use of a Radar image and hydrogeological data is suggested.All of these geological and hydrogeological informations are finally integrated into a flow model and the simulated groundwater levels are compared with measured piezometric. It thus appears that the values of hydraulic conductivities deduced from pumping tests are 103 times lower than those that reproduce the regional flow. In addition, a dual approach (equivalent continuum for alterite layer and fissured layer vs. discrete fracture of the base) confirms the role of accidents in the regional flows

Les aquifères fracturés sont un enjeu majeur de l'hydrogéologie actuelle. Ils constituent une ressource essentielle pour de nombreuses populations. Le massif de l'Ursuya (France, 64), en est une illustration. Constitué de formations métamorphiques fracturées, il est intensément exploité pour l'alimentation en eau potable. Une approche multidisciplinaire a permis la compréhension du fonctionnement de ce système. Les résultats obtenus constituent une avancée dans la connaissance des aquifères discontinus et offrent des pistes pour une gestion raisonnée de cette ressource.Le signal d'entrée est caractérisé dans sa composante quantitative et qualitative. Le suivi des paramètres climatiques permet d'estimer la lame d'eau participant à la recharge de l'aquifère. La caractérisation isotopique de l'eau précipitée met ensuite en évidence une origine majoritairement atlantique des masses d'air, responsables des précipitations sur le nord-ouest du Pays Basque. Des circulations atmosphériques sur la péninsule Ibérique, l'Europe du Nord et la région méditerranéenne sont cependant responsables de certains événements pluvieux. La composition chimique de l'eau de pluie, résultant de ces origines, est caractérisée par une faible acidité et par des concentrations en éléments anthropiques parfois élevées.L'hydrochimie des eaux souterraines est étudiée conjointement avec des données de temps de séjour acquises par l'interprétation des concentrations en 3H, CFC et SF6. Les caractéristiques physico-chimiques, les temps de séjours mesurés (moins de 10 ans à plus de 50 ans) et les phénomènes de mélanges associés permettent de proposer un modèle conceptuel des écoulements souterrains. Celui-ci met en exergue le rôle prépondérant du profil d'altération développé dans les milieux cristallins (de la surface vers la profondeur : altérites, roche fissurée et roche saine), du point de vue de la minéralisation de l'eau comme de celui des modalités d'écoulement.Une approche quantitative est finalement proposée. Du point de vue hydrodynamique, l'hétérogénéité spatiale est importante (10-4 m s-1 < K < 10-8 m s-1). Les altérites offrent une capacité de stockage et de régulation de la recharge. Un modèle numérique synthétise et valide ces résultats. Les simulations montrent de fortes interactions entre les réseaux d'écoulements superficiel et souterrain et de faibles impacts de l'exploitation actuelle sur les flux d'eau souterraine. Les évolutions climatiques ne modifieront pas significativement les écoulements durant les prochaines décennies. Une diminution des débits des sources et des cours d'eau est toutefois probable. Ce modèle numérique et l'ensemble des résultats obtenus serviront de base pour une gestion raisonnée de la ressource en eau de l'aquifère de l'Ursuya.