CONTEXTE GEO-INDUSTRIEL

La tourbière des Sagnes, étudiée dans le cadre de cette thèse, se localise à Fanay (Village de la région du Limousin ; Figure 37). Elle est située à proximité de l’ancien ensemble minier « Fanay-Sagnes » appartenant à la Division Minière de la Crouzille de la société AREVA. Drainée par le ruisseau des Sagnes qui mène à l’étang de la Crouzille (Figure 37 et Figure 38), cette tourbière fait partie du bassin versant du Vincou, qui est encaissé dans le granite à deux micas de St Sylvestre. Une étude a été menée par la direction régionale de l’environnement du Limousin, sur l’intérêt écologique et patrimonial du bassin versant du Vincou, en novembre 2008. Dans son cours amont, le Vincou traverse la zone nationale d’intérêt écologique, faunistique et floristique (ZNIEFF) de type II des Monts d’Ambazac et de la vallée de la Couze, puis la ZNIEFF de type I de l’Etang de la Crouzille ; il traverse ensuite la ZNIEFF de type II des Etangs de la région de Thouron. Le site de tourbière présente une superficie de 2800 m2_{, les conditions}

climatiques régnantes dans la région c’est l’ « océanique » avec une température moyenne de 4,5 o_{C en hiver et 18} o_{C en été et un taux de précipitation de 1022}

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Figure 37 : Site de l’étude (cercle vert : tourbière des Sagnes).

Zone sédimentaire bien dégradée par l’argile Débris de l’e ploitation minière

Marécage et tourbière Flu de l’eau anal sée par Wang et al. (2013)

Figure 38 : Site de l’étude de Wang et al. [27], les prélèvements effectués pour cette étude l’ont été dans la zone B.

Plusieurs études ont été effectuées sur ce site dans le but d’y apprécier l’impact radiologique dû à l’exploitation minière qui a duré de 1957 à 1965 [27– 32]. L’objectif de l’étude menée, dans cette thèse, est l’appréciation de l’impact de

la perturbation argileuse qui a pris place au niveau des tourbières lors de l’exploitation minière. Wang et al. [27] ont effectué des analyses sur les eaux interstitielles de ce dépôt sédimentaire au niveau du site. Les prélèvements ont été effectués en novembre 2011 et le juillet 2012 sur deux positions A et B (Figure 38).

138 20 40 60 80 100 120 Pr of on d eu r (c m ) 140 0 1 2 3 0 10 20 30 40 0 200 400 600 0 200 400 600 O₂Dissoud (mg l-1₎ SO₄2- ( M) Fe (II) ( M) Fe Total ( M)

Figure 39 : Composition des eaux interstitielles dans les zones A et B (Figure 38) en novembre 2011 et juillet 2012. Cercle bleu : zone A novembre 2011 ; cercle rouge : zone A juillet 2012 ; carré bleu : zone B novembre 2011 ; carré rouge : zone

B juillet 2012 (d’après Wang et al. [27]).

Le site analysé dans notre étude est la zone B, zone de tourbière, la moins impactée par la perturbation argileuse alors que la zone A est une zone de marécage. Le profil des différents composés dissouts (Figure 39) montre un environnement suboxique-anoxique où la réduction de Fe (III) est effective, probablement d’origine microbienne, et dans une moindre mesure la réduction des sulfates (SO42-) prend place. La diminution de la concentration de SO42-

montre une activité sulfato-réductrice en profondeur. Cela est confirmé par la présence des sulfures, même en faible quantité, dans les eaux interstitielles [27]. L’activité sulfato-réductrice est plus importante dans la zone B où l’analyse par la diffraction des rayons X (XRD) y montre la présence de pyrite de 30 à 40 cm de profondeur [27]. Or, cette activité est probablement mineure, du fait de la persistance de Fe (II) dans les deux zones (Figure 39). Ce qui fait que la réduction de Fe (III) est toujours continue vue de la présence d’une concentration élevée de Fe (II) (jusqu’à 400 M).

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Les analyses minéralogiques (Tableau 10) de la carotte de tourbe étudiée ont été réalisées par Bordelet [32].

Tableau 10 : Pourcentages exprimés par rapport au poids sec de tourbe pour les teneurs en SiO2, Al2O3, Fe2O3total, MnO, CaO, Na2O, K2O et TiO2 ainsi que la

somme de ces éléments inorganiques.

Analyses réalisées après traitement à l’eau oxygénée (H2O2)

Profondeur (cm)

SiO2 Al2O3 Fe2O3t MnO MgO CaO Na2O K2O TiO2 Total*

0-10 5.48 8.77 14.62 0.20 0.83 2.64 0.77 0.71 <0.01 34.02 10-20 33.53 5.24 5.93 0.11 0.50 4.81 0.48 0.84 0.11 51.55 20-30 25.35 6.42 14.50 0.02 0.22 0.33 0.09 0.57 0.13 47.63 30-35 22.70 7.47 11.00 0.02 0.27 0.19 0.23 0.91 0.12 42.91 35-45 56.80 13.61 6.15 0.02 0.41 0.47 0.45 2.13 0.37 80.41 55-65 48.02 12.86 1.43 0.03 0.23 0.75 0.88 2.74 0.40 67.34 75-85 24.27 9.51 1.65 <0.01 0.30 0.08 0.26 1.06 0.39 37.52 * Total= SiO2 + Al2O3 + Fe2O3t + MnO + MgO + CaO + Na2O + K2O + TiO2

Afin de caractériser la tourbe à différentes profondeurs, les teneurs en certains éléments majeurs et traces inorganiques ont été analysées (Tableau 10). Ces analyses sont réalisées sur la tourbe après la destruction de la MO à l’eau oxygénée. Cette fraction de tourbe non détruite après contact avec H2O2 est

composée majoritairement de silicium (5 à 60 %). Le second élément majeur le plus représenté est l’aluminium avec 6 à 20 %. En troisième position figure le fer dont les teneurs varient de 1 à 15 % avec, de manière générale, des teneurs plus élevées dans les parties hautes du profil (jusqu’à 45 cm). Les teneurs en potassium ne dépassent pas 3 % et celles en sodium 1 %.

Dans le cadre de cette étude, 3 carottes de tourbes de longueur de 1m ont été prélevées (Figure 40) dans la zone B (Figure 38), puis congelé à -20 o_C.

Chaque carotte a été découpée en 24 échantillons d’une épaisseur de 4 cm chacun. Un triplé d’analyse (24 x 3 points) a été effectué pour analyser les monomères ligneux et les sucres non-cellulosiques. Pour la LOI, la composition élémentaire (C, H, N et O) et les techniques thermochimiques un seul point a été effectué par profondeur (24 points). Sept niveaux de profondeur sont choisis pour

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les extractions lipidiques (0-12 ; 12-20 ; 20-32 ; 32-44 ; 44-52 ; 52-62 ; 62-80 et 80- 96 cm) selon la répartition des couches écologiques et leurs interfaces.

Figure 40 : Techniques de prélèvement des échantillons.

Figure 41 : Spectre IRTF de la tourbe lyophilisée à 3 profondeurs.

Les spectres IRTF de la tourbe lyophilisée sur 3 profondeurs (Figure 41) montrent les mêmes bandes d’étirements. Les bandes situées entre 3670-3300 cm-1 correspondent aux vibrations d’étirement des liaisons OH des alcools. Celles

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situées entre 2950-2850 cm-1 correspondent aux vibrations d’étirements

symétriques et antisymétriques des liaisons C-H des groupements aliphatiques. Pour l’intervalle 1725-1640 cm-1, il est attribué aux vibrations d’étirement des

liaisons C=O des acides carboxyliques. Enfin, les bandes situées entre 1090-1040 cm-1, correspondent aux vibrations d’étirement des liaisons alcools, d’une façon

générale, et celle des polysaccharides présents dans la MO, d’une façon spécifique. Ces bandes d’absorption sont en accord avec celles observées pour d’autres échantillons de tourbe [23,33].

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