context – the Bois-Noirs Limouzat mine (France)
7 Conclusion générale sur l’approche in situ
Cette campagne de terrain a permis une première approche de la bioaccumulation de l’Uranium en contexte minier réaménagé.
L’amont [a] présente un débit important empêchant le dépôt de sédiments fins. Seuls subsistent des sédiments grossiers (>1 cm). Dans les zones calmes, une accumulation de matière organique est observée au-dessus des sédiments grossiers : débris végétaux sur une épaisseur de 2 cm environ. Les métaux sont peu concentrés dans cette zone témoin en amont du site minier. En outre, une forte rétention des métaux en surface des sédiments est observée, qui s’explique probablement par les capacités de sorption sur la matière organique.
La sortie des travaux miniers [b] présente un important dépôt d’oxy-hydroxydes de fer (ferrihydrite) le long du canal. La formation d’oxy-hydroxydes de fer est un processus souvent observé en contexte minier. Ces oxydes influencent la distribution des concentrations entre l’eau et le sédiment, largement présentée dans la partie précédente. En effet, la ferrihydrite avec sa surface spécifique élevée (comprise entre 140 et 450 m! /g) contrôle la sorption de l’Uranium dans ce cas. Avec cette information,
Chapitre III- Approche in situ : Etude de la biodisponibilité à partie de données de terrain en contexte post-mines
92 un modèle de spéciation incluant la sorption a pu être conçu avec le logiciel CHESS afin d’expliquer la sorption de l’Uranium dans le haut du profil. Des phases porteuses supplémentaires de l’Uranium sont identifiées en profondeur et présentent un comportement différent. Les profils verticaux des eaux porales dans les sédiments du canal montrent une baisse de la teneur en Uranium_B.S. (résultat des calculs de spéciation) et en parallèle de l’Uranium labile (mesures DGT) avec la profondeur. Cependant ces valeurs ne présentent pas une corrélation totale avec les valeurs obtenues par DGT. Par ailleurs, l’observation des chironomes prélevés sur le terrain met en évidence des organismes ne présentant pas de retard de croissance (une taille de 1,5 cm en moyenne), malgré des concentrations en Uranium élevées (160 µg/g de poids sec).
Le point aval [c] présente des concentrations diluées pour la majorité des éléments en raison à la dilution avec les eaux amont. La différence des facteurs de dilution a permis de mettre en évidence la présence d’autres sources potentielles entre le point amont et le point aval. Les forts débits ne permettent pas le dépôt de sédiment ; il ne peut donc y avoir aucune fixation d’Uranium à cet endroit.
Pour finir, sur le site de Bois-Noirs-Limouzat, les DGT (plus précisément la Chelex®) et les chironomes ont montrés leur potentiel dans l’évaluation de la
bioaccumulation et de la biodisponibilité de l’Uranium. Fort de ce raisonnement, une expérimentation a été réalisée à la Vrije Universiteit Brussels et sera présentée dans le prochain chapitre : tests sur des sédiments purs courants en contexte minier en combinant l’accumulation d’Uranium au sein des DGT et des larves de chironomes. Le but est de (i) quantifier l’influence de chaque phase minéralogique sur l’Uranium dissout et biodisponible_B.S. afin de (ii) pouvoir modéliser leur comportement.
Chapitre III- Approche in situ : Etude de la biodisponibilité à partie de données de terrain en contexte post-mines 93
A retenir
o Le site de Bois-Noirs-Limouzat est une ancienne mine d’Uranium actuellement réaménagée. o Les trois points de prélèvement présentent des conditions différentes : • L’amont présente des eaux diluées (0,10 pg U/L)..• Les oxy-hydroxydes de fer (ferrihydrite) présents au point conduit TBO
sont une phase caractéristique du contexte minier.
• Les concentrations en Uranium mesurées dans le sédiment et dans l’eau
sont respectivement de l’ordre de 1500 µg U/g et 3000 µg U/L.
• Le point aval peut être considéré comme représentatif du point
d’application de la valeur guide.
o Les oxy-hydroxydes de fer possèdent une capacité de sorption forte vis-à-vis
des métaux et de l’Uranium.
o Les DGT Chelex® accumulent l'Uranium présent dans I'eau porale des
sédiments au niveau du point de conduit TBO avec une bonne capacité à la fois pour les faibles et fortes concentrations. Cette résine a été sélectionnée pour l'expérience au laboratoire.
o Des organismes accumulateurs ont été prélevés sur le site : Chironomus
riparius. La concentration en Uranium mesurée au sein de l’organisme est de
163 µg U/g de matière sèche. Les Chironomus riparius ne présentent pas de retard de croissance alors qu’ils sont exposés à des concentrations élevées en Uranium. o Le logiciel CHESS permet d’établir la spéciation de l’U et sa sorption au sein des sédiments étudiés. Dans ce contexte 25 % de la concentration en Uranium total dissous est biodisponible_B.S selon la définition Beaugelin-Seiller et al. (2009). Cela est lié à la forte concentration en complexes carbonates.
o La caractérisation complète d’un milieu est recommandée pour les futures
Chapitre IV- Comportement des phases minérales pures 94
Chapitre IV – Comportement des phases
minérales pures : aspect géochimique et
écotoxicologique
Chapitre IV- Comportement des phases minérales pures 95
1 Objectifs
Le but de cette approche expérimentale est la création d’une base de résultats permettant l’interprétation de processus géochimiques susceptibles de modifier la biodisponibilité de l’Uranium en contexte minier. Les données sont obtenues à l’aide d’expérimentations en laboratoire et en conditions contrôlées. Il s’agit d’expériences modèles qui visent à caractériser précisément les impacts des différents paramètres des sédiments. Ces résultats doivent permettre la réalisation d’un modèle global à l’aide du code de spéciation chimique CHESS, développé à MINES ParisTech (Van der Lee 1998; 2003; 2009). Ceci permettra une calibration, qui pourra alors être extrapolée à différents cas représentatifs en vue de pouvoir alimenter le débat autour de la construction de valeurs guides adaptées.