Séminaire de Mikael MOTELICA (UMR ISTO, Université d'Orléans)



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Le vendredi 2 décembre 2016 de 13h00 à 13h45, salle de réunion de l'UFR SVE, bâtiment 13, Campus de Beaulieu, UR1

Le vendredi 2 décembre 2016 de 13h00 à 13h45, salle de réunion de l'UFR SVE, bâtiment 13, Campus de Beaulieu, UR1

Ecodynamique des éléments traces métalliques dans les sols contaminés et restauration écologique des (agro)écosystèmes terrestres

Résumé :

Dans un contexte d’évaluation des risques écologiques des anciens sites miniers et industriels, mais aussi de gestion des agroécosystèmes, il est capital d’acquérir des connaissances sur le devenir des éléments traces métalliques (ETM) dans les différents compartiments abiotiques et biotiques des sols et de définir les mécanismes qui conditionnent leurs transferts, leurs capacités de bioaccumulation et, in fine, leurs effets toxiques et écotoxicologiques sur les différents niveaux biologiques d'intégration (De Kimpe et Morel, 2000 ; Morel et Heinrich, 2006). A l’interface avec l’atmosphère, la biosphère, l’hydrosphère et la lithosphère, le sol possède un rôle majeur pour la faune et la flore dans les écosystèmes tout en étant le support des activités humaines. Il joue un rôle irremplaçable à la surface du globe (concept de « critical zone », Brantley et al., 2006) de par ses fonctions écologiques et génère de nombreux services écosystémiques; en particulier il fait office de véritable réacteur biogéochimique pour la matière organique naturelle, les nutriments et ETM. Les ETM sont des éléments importants dans la biogéochimie des agrohydrosystèmes. Nombreux ETM sont des micronutriments pour les plantes et les animaux (Bohn et al., 1979). Les activités anthropiques ont altéré de façon significative les cycles naturels des ETM et modifié leur biodisponibilité (Garrels et al., 1975). L'estimation de la proportion liée à l'activité anthropique dans les bilans des ETM reste un défi capital pour évaluer cette pollution, comprendre son devenir, estimer la résilience des agrohydrosystèmes et proposer des solutions afin de diminuer leurs impacts sur l'environnement. Le point critique est l'identification et la maîtrise des mécanismes réactionnels à micro-échelle liés aux processus biogéochimiques qui conditionnent la biodisponibilité de ces éléments dans les sols et également les cycles à plus grande échelle. Si l’étude des interactions entre phases porteuses des ETM reste une problématique importante, le rôle de la composante biologique (micro-organismes, rhizosphère) dans les processus biogéochimiques du cycle de ces éléments à l’interface sol-eau doit également être pris en compte.
En tant que zone clé des interactions sol-eau-plante, la rhizosphère doit être aussi intégrée dans l’étude de l’écodynamique des ETM, car elle induit des changements fondamentaux dans l’état chimique des polluants et l’organisation structurale du sol autour des racines. Le développement de végétaux peut en effet décontaminer le sol mais peut également aboutir de façon transitoire ou permanente soit à une spéciation des ETM dans le sol plus sensible à des processus de remobilisation, soit à une augmentation des doses reçues par des animaux (e.g. invertébrés détritivores). Un problème complémentaire est la prise en compte des hétérogénéités (e.g. interfaces, microniches) à différentes échelles spatiales plus ou moins organisées et de la variabilité induite. Ceci doit être décliné à différentes échelles spatiales et temporelles permettant d'expliquer par exemple, la répartition discrète des groupements fonctionnels réactifs relatifs aux métaux traces, la variabilité spatiale des fonctions de dégradation de la matière organique, les circulations préférentielles des éléments dans les sols. Les recherches sur les mécanismes impliqués dans l'écodynamique des ETM doivent aller en effet jusqu'à la formalisation des phénomènes permettant de mettre en équations les phénomènes identifiés afin de produire des modèles de recherche élaborés et qui devront prendre en compte l’hétérogénéité des milieux et leur intégration à différentes échelles du paysage. Il semble tout aussi important d’évaluer l’influence des activités anthropiques par exemple, dans le cas des pollutions agricoles diffuses, de mieux comprendre l’influence des pratiques mais aussi des aménagements hydro-agricoles et des zones d’interface (en particulier le rôle du drainage, des fossés, des zones enherbées, boisées, haies, talus, zones tampons) dans la réactivité et le transfert.

Contact : Mikael MOTELICA





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