Remobilisation de contaminants métalliques associée à la resuspension sédimentaire

Contexte scientifique :
L’extraction minière de l’or est une activité industrielle majeure en Guyane française et dans le pays voisin du Suriname. Principalement réalisée de manière illégale aujourd’hui, l’extraction de l’or engendre une libération conséquente de mercure dans l’environnement mais aussi un démantèlement des matériaux parents (profils d’altérites tropicales) induisant un export colossal de sédiments dans les ruisseaux et rivières guyanaises (Maroni, Mana). Ces sédiments, riches en éléments traces métalliques potentiellement toxiques (Cr, Pb, As), vont subir lors de leur transport d’amont en aval des phases de dépôt et de resuspension au gré des phases d’activités aurifères et des cycles hydrologiques. Nous suspectons que ces remobilisations sédimentaires et les modifications des caractéristiques physicochimiques que cela engendre (potentiel redox, pH) peuvent induire un changement du devenir des contaminants métalliques en intensifiant leur propagation, augmentant de fait les risques de contamination des populations vivant en aval des rivières.
Objectif :
L’objectif principal de ce stage sera de caractériser l’importance de la remobilisation des métaux lors d’un évènement de remise en suspension sédimentaire à partir de l’identification des processus précis par lesquels elle se déroule (dissolution, désorption, coprécipitation) et des conditions la favorisant.
Méthodes :
L’ensemble des expériences sera mené en laboratoire et en conditions contrôlées. Dans un premier temps, l’étudiant devra définir le montage expérimental et les conditions standards (pH, température, potentiel redox) de sa mise en oeuvre pour simuler une remise en suspension sédimentaire. Ensuite, il réalisera le suivi cinétique de l’évolution des concentrations élémentaires des majeurs (Ca, Si, Mg, S, Na) et des métaux traces (Cr, Pb, Fe, Mn, As) par analyse ICP-MS dans les fractions dissoutes et particulaires après un événement de remise en suspension. La cyclicité des variations de conditions redox sera aussi suivie pour représenter au mieux les évolutions du sédiment au cours d’un cycle hydrologique. Une analyse de la spéciation des formes dissoutes sera menée par couplage HPLC-ICP-MS et HILIC-ESI-MSMS. Des observations minéralogiques apporteront des contraintes supplémentaires quant aux processus physicochimiques à l’oeuvre pendant la re-suspension. Ce protocole sera mis au point à partir de différents sédiments « frais » avant d’être appliqué aux sédiments de Guyane qui seront collectés et rapatriés lors d’une campagne début 2024. La participation de l’étudiant à une mission en Guyane (avril 2024) est envisagée (préparation logistique suivie de 15 jours de terrain).
Contexte administratif :
Les travaux expérimentaux et analytiques seront effectués à Pau (IPREM) avec des échanges fréquents organisés avec les membres impliqués du laboratoire GEOPS (Paris Saclay). Ce stage s’inscrit dans le cadre de travaux préliminaires du projet ANR « ECLAT » (2024-2028) qui vise à élucider la dynamique des contaminants métalliques à l’échelle des bassins versants des fleuves de Guyane. L’étudiant sera donc intégré dans un travail interdisciplinaire regroupant six laboratoires ou universités (ISTerre, Université de Guyane, IPREM, IMPMC, GEOPS, PRODIG).Pour plus d’informations ou pour postuler, contacter Aubin Thibault de Chanvalon (aubin.thibault-de-chanvalon univ-pau.fr), ou Damien Guinoiseau (damien.guinoiseau universite-paris-saclay.fr)