par Jakub KIERCZAK
Salle : salle de conférences au deuxième étage du bâtiment 504
Résumé :
Les géosystèmes ultramafiques (roches et sols associés) constituent un phénomène naturel où la teneur élevée en métaux (en particulier Ni, Cr et Co) n’est pas le résultat d’une pollution, mais plutôt d’un fond géochimique particulier. Bien que des limites législatives strictes soient établies pour les concentrations maximales admissibles d’éléments métalliques dans les sols, il n’y a aucune raison d’assainir les sols ultramafiques. En même temps, il n’est pas facile de trouver un sol qui ne dépasse pas ces limites [1].
Les sols ultramafiques, bien qu’ils soient désignés par un seul nom quel que soit le matériau parental dont ils sont issus, peuvent présenter une certaine variabilité. Cette diversité est principalement due aux différences de composition minérale des roches mères. En ce qui concerne la mobilité des éléments métalliques dans les sols ultramafiques, on constate qu’elle dépend également du type de roche mère et, en particulier, de sa composition minérale. La minéralogie vient à la rescousse pour expliquer ce phénomène car, dans le cas du chrome, tant dans les péridotites que dans les serpentinites, il se retrouve dans la structure des minéraux du groupe des spinelles résistants aux intempéries. D’autre part, la principale phase contenant du nickel dans les péridotites est l’olivine, tandis que dans les serpentinites, il s’agit de minéraux du groupe de la serpentine et de la magnétite. L’olivine étant moins stable et s’altérant plus rapidement dans les sols, on s’attend à ce que le nickel qui lui est associé soit plus mobile dans les sols formés sur des roches caractérisées par un degré de serpentinisation plus faible [2]. De manière inattendue, il s’est avéré que les plantes poussant sur le substrat dont la roche mère était la serpentinite contenaient des concentrations de nickel plus élevées que celles qui poussaient sur le matériau de base de la péridotite. Toutefois, le comportement surprenant du nickel peut également s’expliquer par des différences dans la composition chimique et minérale des roches mères. Le sol développé sur la péridotite contient des concentrations plus élevées de magnésium disponible (suite à l’altération de l’olivine) que le sol sur la serpentinite. Le magnésium est plus facilement absorbé par les plantes que le nickel, ce qui se traduit par une absorption moindre de ce dernier malgré ses concentrations plus élevées dans le sol [3].
Une autre question intéressante concernant les roches ultramafiques est liée au potentiel de ces roches pour la fixation du CO2. Il semble très important de connaître le comportement des éléments métalliques au cours du processus de carbonatation minérale. Les expériences réalisées jusqu’à présent montrent que le type de roche ultramafique et les conditions déterminent l’efficacité du processus, le type de produit final et la distribution des éléments métalliques entre ces produits. Dans ce contexte, l’un des défis de la recherche future est de déterminer les conditions optimales du processus de carbonatation minérale, non seulement pour fixer le CO2 sans polluer l’environnement avec des métaux, mais aussi pour les extraire en tant que ressources supplémentaires.
Références :
[1] Kierczak et al. (2021) Sci Total Environ 755 : 142620
[2] Kierczak et al. (2016) Geoderma 268 : 78-91
[3] Pędziwiatr et al. (2018) Plant Soil 423 : 339-362