Restauration de friches minières : phytomanagement et voie d'inertage

par Rania Hbaieb

Thèse de doctorat en Sciences de la terre

Sous la direction de Magali Casellas-Français, Marilyne Soubrand-Colin et de Mounir Medhioub.

Soutenue le 11-12-2018

à Limoges en cotutelle avec l'Université de Sfax. Département des sciences de la terre , dans le cadre de École doctorale Chimie, Ecologie, Géosciences et AgroSciences Théodore Monod (Poitiers) , en partenariat avec PEIRENE (laboratoire) et de Université de Sfax. Département des sciences de la terre (Etablissement d'accueil) .

Le président du jury était Ali Tlili.

Le jury était composé de Magali Casellas-Français, Marilyne Soubrand-Colin, Mounir Medhioub, Valérie Sappin-Dider.

Les rapporteurs étaient Camille Dumat, Hafedh Rigane.

mots clés

• Rejets miniers
• Valorisation alcaline
• Technosols miniers
• Métalloïdes
• Phytostabilisation
• Mines abandonnées
• Semi-métaux
• Phytorestauration
• Technosols

Résumé

Depuis le début de l'industrialisation, de nombreux déchets contaminés en éléments métalliques et métalloïdes sont rejetés dans l'environnement sans aucune gestion. L’activité minière a généré des quantités colossales de déchets, fins et non consolidés, riches en EMM stockés sous forme de terrils ou entreposés dans des bassins de décantation puis laissés à l’abandon à l’air libre sans aucun aménagement ni protection. Ces déchets restent sur place exposés à une forte érosion éolienne et hydriques induisant une dissémination des particules contaminées dans les différents compartiments de l’environnement (sols/sédiments/eau/atmosphère). Dans un premier temps, l’étude du devenir des éléments métalliques et métalloïdes dans les sols contaminés relatif à l’activité minière ont mis en évidence la présence de risques environnementaux et sanitaires associés. Les résultats soulignent que (i) le comportement géochimique des trois éléments (cadmium, zinc et plomb) est différent, (ii) la spéciation de ces éléments change clairement entre les déchets miniers et les sols, (iii) le Pb plomb peut causer des effets néfastes sur la santé pour les enfants. Dans un second temps, deux techniques de réhabilitation des sites contaminés ont été appréhendées: i) dans le cadre de la refonctionnalisation des sols, la potentialité d’une phytostabilisation assistée par des amendements organique et inorganique de parcelles contaminées avec le sapin de Douglas, ainsi que ii) la valorisation ex-situ par attaque des déchets miniers par voie alcaline qui mets en jeu la réduction de la source de pollution.

mots clés

• Mining wastes
• Alkaline way
• Mine technosols
• Metalloids,
• Assisted phytoremediation

Titre traduit

Restoration of mining wastes : phytomanagement and inerting

Résumé

Since the beginning of industrialization, many wastes contaminated with metal(loid)shave been released into the environment without any management. Mining has generated huge quantities of fine, unconsolidated waste, rich in metal(loid)s, stored in tailing or in settling ponds and then left to be abandoned in the open air without any development or protection. This waste remains on site exposed to strong wind and water erosion leading to the spread of contaminated particles in the various environmental compartments (soil/sediment/water/atmosphere). First, the study of the fate of metal(loid)s in contaminated soils related to mining activity revealed the presence of associated environmental and health risks. The results highlight that (i) the geochemical behaviour of the three elements (cadmium, zinc and lead) is different, (ii) the speciation of these elements clearly changes between tailings and soils, (iii) Pb lead can cause adverse health effects for children. In a second step, two techniques for the rehabilitation of contaminated sites were apprehended: (i) in the context of soil refunctionalization, the potential for phytostabilization assisted by organic and inorganic amendments of plots contaminated with Douglas fir, as well as (ii) ex-situ recovery by attacking mining waste by alkaline way, which involves reducing the pollution source.