Mes travaux de recherche sont consacrés aux forçages anthropiques et climatiques sur les compartiments de la zone critique. L’axe majeur de ma recherche s’intéresse aux contaminations métalliques liées aux activités minières et industrielles passées et leurs déchets associés (stériles et scories, drainage acide minier) ainsi qu’aux environnements à anomalie géochimique notamment par l’étude de la qualité des sédiments (Chaire GRQE). Il s’agit de comprendre les processus d’altération supergène et les mécanismes à l’origine de la remobilisation des éléments métalliques mais une partie de mes activités est aussi plus spécifiquement orientée vers l’étude de la cristallochimie des minéraux finement divisés (oxyhydroxydes de fer et minéraux argileux – Thèse N N’Guessan, ANR INIFUGE). Mon travail est dédié à la connaissance, dans des conditions environnementales définies, de la stabilité des phases solides porteuses de métaux/métalloïdes en milieu naturel et en laboratoire. Il s’appuie sur une approche multi-technique via des outils cristallochimiques et cristallographiques. La caractérisation physico-chimique des porteurs permet d’identifier in situ la distribution des contaminants et leurs relations, i.e. de pouvoir connaître les hétérogénéités chimiques et les micro-phases porteuses. La détermination de la spéciation solide est essentielle pour évaluer leur toxicité et les risques de relargage des métaux/métalloïdes dans l’environnement.

Dans les systèmes anthropisés, plusieurs types d’objets (déchets issus de procédés industriels différents, sédiments, MES, sols) susceptibles d’être impactés ou de véhiculer la pollution sont considérés (Programmes MetMin, MetOrg). De plus, divers contaminants sont étudiés - effet cocktail - (principalement As, Cu, Pb, Sb et Zn) permettant de montrer l’existence de rétentions préférentielles au sein de certaines phases hôtes (e.g., le rôle des oxyhydroxydes de Fe dans la rétention de As ou des sulfates et des hydroxydes de Mn dans celle du plomb) (Programme MetMin, thèse M. Monneron-Gyurits) et de processus d’atténuation naturelle via des néo-formations de type hardpan (Programmes GdR TRansMet et BQR). Dans cette optique, l’importance de la maturation cristallographique des «oxydes» de fer sur leur capacité de rétention a été soulignée.

La stratégie d’étude développée est centrée sur les phases solides, mais elle intègre aussi les résultats d’études sur l’évolution des solutions dans le milieu naturel et en laboratoire. Elle permet de discriminer les paramètres majeurs influençant la mobilité des potentiels contaminants, de comprendre le comportement des éléments au sein des porteurs authigènes, d’estimer leur réactivité dans le but de prédire le comportement des piégeurs à long terme.

Cette approche du site au minéral a permis de comprendre le fonctionnement et d’estimer l’impact potentiel de plusieurs systèmes dans leur globalité tout en maîtrisant leurs particularismes, même à très petite échelle. L’influence du ratio solide/solution (S/L) est un paramètre majeur au sein de sites très hétérogènes en termes de composition, de texture, de granulométrie comme les haldes de mines ou les sédiments de barrage (Chaire GRQE, travaux sur le site d’Enguialès). Il permet d’expliquer comment les micro-contextes peuvent jouer un rôle majeur dans la formation des produits néo-formés, ou encore comment les évènements météorologiques majeurs peuvent influencer la dynamique des éléments métalliques. Ces travaux démontrent l’importance de l’identification des termes sources dans la compréhension du relargage de contaminants à l’échelle du bassin versant (Programme MetMin). Les processus d’altération supergène au sein d’objets polymétalliques anthropisés ou non ou au sein de séquences sédimentaires en contexte de barrage montrent une empreinte très forte du forçage anthropique, principalement sur les cinétiques de réactions d’altération.