Vers une distinction des contributions anthropiques et naturelles dans les contaminations en arsenic et antimoine des eaux souterraines dans le cadre d’un diagnostic territorial : application au bassin cévenol, France.

Towards a distinction between anthropogenic and natural contributions to arsenic and antimony contamination of groundwater in the framework of a territorial diagnosis : application to the Cevenol basin, France.

• Auteur / Autrice : Philippe Lionel Ebengue Atega
• Direction : Marc Vinches, Corinne Casiot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : STE - Sciences de la Terre et de l'Eau
• Date : Soutenance le 07/07/2022
• Etablissement(s) : IMT Mines Alès
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : HSM - Hydrosciences Montpellier - Hydrosciences Montpellier / HSM
• Jury : Président / Présidente : Séverin Pistre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Vinches, Corinne Casiot, Nathalie Dörfliger, Brice Laurent, Marion Rabiet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Dörfliger, Brice Laurent

Mots clés

Mots clés libres

Eaux souterraines

Contamination

Fond géochimique

Vestiges miniers

Antimoine et arsenic

Cévennes

Groundwater

Contamination

Geochemical background

Mining remains

Arsenic and Antimony

Cevennes

Résumé

Les eaux souterraines assurent une proportion importante de l’approvisionnement eneau des territoires. La surveillance des réserves et de la qualité de ces ressourcesconstitue donc un enjeu majeur, en lien avec les Objectifs de Développement Durabledes Nations Unies. En rapport avec ces objectifs, la présente thèse traite de lacaractérisation de la qualité des masses d’eau souterraines sur un territoire ayantconnu un passé minier. Elle vise le développement d‘une méthodologie permettantd'estimer les contributions respectives du fond géochimique naturel et des apportsanthropiques, à l’enrichissement en métaux et métalloïdes dans les eaux souterraines,en considérant simultanément l'hétérogénéité de la géologie, et la combinaison defacteurs géologiques, géomorphologiques, tectoniques et statistiques. Des mesures dequalité ont été effectuées pour établir l’état des lieux des concentrations en arsenic eten antimoine dans les masses d'eau souterraines délimitées par le bassin versant duGardon dans les Cévennes. Ensuite, un opérateur d'agrégation multicritères a étédéveloppé et mis en œuvre afin de produire des cartes quantitatives et qualitativespermettant de discriminer le fond géochimique naturel des apports anthropiques.Cette cartographie a permis de déterminer des foyers remarquables situés notammentsur la faille cévenole et sur lesquels une attention particulière de surveillance doit êtreportée dans le cadre de la gestion territoriale de la qualité des ressources en eau. Unatelier interactif a permis d’évaluer les différences de perception des acteurs duterritoire face à des informations sur la qualité des eaux. Il a mis en évidence lanécessité de développer des supports de restitution des informations scientifiquesadaptés afin d’aboutir à une conscience partagée des questions liées à la qualité deseaux souterraines par les différents acteurs d’un territoire.

Groundwater provides a significant proportion of the water supply of the territories.The monitoring of the reserves and quality of these resources is therefore a major issue,in line with the United Nations Sustainable Development Goals. In relation to theseobjectives, this thesis deals with the characterization of the quality of groundwaterbodies in a territory with a mining past. It aims at developing a methodology toestimate the respective contributions of the natural geochemical background andanthropogenic inputs to the enrichment of metals and metalloids in groundwater,considering simultaneously the heterogeneity of the geology and the combination ofgeological, geomorphological, tectonic and statistical factors. Quality measurementswere carried out to establish the state of arsenic and antimony concentrations in thegroundwater bodies delimited by the Gardon watershed in the Cevennes. Then, amulti-criteria aggregation operator was developed and implemented in order toproduce quantitative and qualitative maps allowing the discrimination of the naturalgeochemical background from the anthropic contributions mainly constituted by thepast mining activity. This mapping made it possible to determine remarkable focilocated in particular on the Cevennes fault and on which particular attention must bepaid in the context of territorial management of the quality of water resources. Aninteractive workshop allowed to evaluate the differences of perception of the actors ofthe territory in front of information on water quality. It highlighted the need to developadapted scientific information restitution supports in order to reach a sharedawareness of groundwater quality issues by the different actors of a territory.