Conclusions et perspectives

Avant de conclure, nous pouvons rappeler l’objectif principal de ce manuscrit qui est résumé

dans la figure ci-dessous : à la suite de développements analytiques, l’o je tif de e

a us it tait d’illust e l’utilisatio des isotopes du lithium en géochimie au travers

d’e e ples appli atifs dans le domaine des interactions eau/roche à basse et haute

température.

Figure 45 - Schéma qui rappelle les objectifs de ce travail.

Les principales conclusions de ce travail sont les suivantes :

 La méthode de mesure des isotopes du lithium avec le Neptune MC-ICP-MS est

relativement rapide et très sensible. Cette mesure requiert une bonne validation de

l’e se le de la hai e a al ti ue. Au p ala le à la esu e, u e tape de

pu ifi atio du lithiu est essai e. Lo s de ette tape, il faut s’assu e du

e de e t de %, de l’a se e de f a tio e e t et de l’a se e de

Le protocole a été validé par la mesure répétée sur le long terme de différentes

solutions standards et de matériaux de référence. Il est important de souligner que la

reproductibilité externe de notre protocole pour la mesure isotopique du lithium

d’ ha tillo s atu els ap s pu ifi atio est de ± . ‰ (2).

 La distribution du lithium et de ses isotopes dans les eaux de pluies est très variable

au niveau spatio-temporel. L’effet de saiso alit ua tit de pluie) ’est pas le

fa teu do i a t de o t ôle ais l’effet de o ti e talit (distance par rapport à

l’o a ) est t s i po ta t puis u’il d te i e la o t i utio a i e de la pluie.

L’u des sultats i po ta ts de cette étude est que majoritairement le lithium des

pluies ’a pas u e o igi e a i e. Les aut es sou es doi e t do t e p ises en

o pte, u’il s’agisse de pa ti ules o ti e tales a a t i te agit a e les ol ules

d’eau da s l’at osph e ou ie les apports anthropiques liés aux activités agricoles.

 La distribution du lithium et de ses isotopes dans les fleuves est également très

variable. Le lithium dans les eaux de rivières provient quasi exclusivement de

l’alt atio des o hes sili at es. La composition isotopique des eaux est

systématiquement plus élevée (enrichie en

Li) que celle des roches mères et des

matières en suspension.

Les compositions isotopiques du lithium dans les eaux des rivières sont donc un bon

t a eu du gi e d’alt atio ui est o t ôl pa la ala e e t e la dissolution des

minéraux primaires et la précipitation des minéraux secondaires qui fractionnent les

rapports isotopiques des eaux en incorporant préférentiellement du

Li.

 Les compositions isotopiques du lithium dans les eaux thermominérales présentent

aussi de grandes variations et le 

Li d’u e eau est i e se e t o lé à la

température profonde du réservoir en première approximation. Toutefois, la

thermo-dépendance du fractionnement isotopique du lithium doit être considérée

e t e l’eau et la oche, à fois pour des systèmes naturels et expérimentaux. Ainsi, les

e p ie es d’i te a tio asalte/eau de e o t pe is d’ ta li u e loi de the

o-d pe o-da e pou le f a tio e e t isotopi ue o-du lithiu e t e l’eau et la o he, ui

peut s’ i e a e l’ uatio sui a te :

 solution – solide = 7847 / T – 8.093

Les mécanismes qui contrôlent ce fractionnement sont des équilibres entre

dissolution de minéraux primaires et formation de minéraux secondaires. Ces

minéraux secondaires dépendent des conditions de formation à différentes

températures.

Le fractionnement des isotopes du lithium dans les hydrosystèmes dépend donc de

l’i te sit des interactions eau/roche à la fois en terme de température dans les systèmes

géothermaux et du régime d’alt atio pou les eau de su fa e. Le a is e o u

de o t ôle est l’ uili e e t e dissolutio de i au p i ai es et fo atio de

minéraux secondaires.

A ce jour, trois directions principales sont envisagées en ce qui concerne les perspectives de

recherches à court et moyen terme. Ces trois directions de recherches sont à la fois

o pl e tai es et pe ette t d’app he de les p o essus, les ilieu et les s st es

géochimiques à différentes échelles.

1- Le premier axe concerne les isotopes du lithium ais à l’ helle i o t i ue par

l’a al se i situ. E effet, da s la ad e d’u p ojet de d eloppe e t du B‘GM,

ous a o s pu i e e t teste la faisa ilit d’u ouplage e t e l’a latio lase

(213 nm) et la mesure par MC-ICP-MS Neptune.

Il est évident que cette perspective ouvre un champ important de recherche sur la

compréhension fine des processus de contrôle des fractionnements des isotopes du

lithiu à l’ helle du i al solutio de µ a e l’a latio lase ).

Cet outil peut être essentiel dans la compréhension des systèmes géothermaux

notamment en ce qui concerne la distribution du lithium entre le fluide et les

mi au se o dai es d’alt atio . Mais ’est aussi u outil à fo t pote tiel da s

l’aide à la gestio des essou es i érales, notamment en ce qui concerne la

caractérisation des roches et des dépôts sédimentaires porteurs de métaux rares

comme le lithium.

2- Le second axe de recherche concerne également les isotopes du lithium mais

l’o je tif viserait à identifier les différentes sources anthropiques du lithium dans

l’e i o e e t à l’aide du traçage isotopique.

En effet, nous avons pu voir dans ce manuscrit que les apports agricoles liés aux

engrais pouvaient être identifiés dans les eaux de pluies par leurs signatures

isotopiques. Nous proposons ici d’identifier les autres sources potentielles de

pollution e lithiu da s l’e i o e e t. Il s’agit par exemple du lithium qui

pourrait provenir des décharges de matériel informatique ou de téléphonie mobile

(les batteries au lithium en particulier) ou bien encore du lithium provenant des

médicaments. En effet, il a été montré très récemment que l’utilisatio du lithium

dans certains traitements thérapeutiques était en nette augmentation. Ce lithium

prescrit dans le traitement de troubles bipolaires est du carbonate de lithium, et du

fait de sa forte solubilité, le lithium se retrouve dans les effluents des usines de

traitement des eaux usées.

3- Enfin, le troisième axe de recherche o siste ait e u e ise œu e de plusieu s

s st ati ues isotopi ues pou l’ tude et la o p he sio des l e ts

talli ues da s l’e i o e e t. E effet, pou puissa t u’il soit, le t açage

isotopi ue d’u l e t u i ue ’appo te des i fo atio s que sur les sources et/ou

les p o essus affe ta t ou a a t affe t et l e t. A l’i e se, l’app o he

ulti-isotopi ue i t g a t l’a al se o joi te de plusieu s s st es isotopi ues sur un

objet géochimique porte un potentiel beaucoup plus important, notamment pour les

tudes do t l’o je tif est de a a t ise l’o igi e et le t a sfe t de es l e ts

entre les différents réservoirs géochimiques.

Alo s ue e tai s l e ts so t d’e elle ts t a eu s de sou e isotopes du “ , du

P , du Nd), d’aut es léments sont des traceurs de processus chimiques (isotopes du

Li, du B, du Ca), des a tio s d’o do-réduction (isotopes du Cr, du Se) ou encore

des géo-chronomètres (datations U/Pb, U/Th). Il apparait donc essentiel de croiser

ces outils pour une meilleu e app o he des o jets ue l’o souhaite tudie . C’est

dans le domaine des ressources minérales métalliques et du transfert des métaux

da s l’e i o e e t ue e ouplage de thodes isotopi ues se ait à e

d’appo te des po ses ua t à l’o igi e des métaux (gitologie, genèse des

minéralisations) puis le t a sfe t da s l’e i o e e t origine géogénique ou

anthropique, facteurs de contrôle).