Réactivité du fer et du manganèse au cours de la diagènese précoce de sédiments de l'estuaire de la Seine

Iron and manganese reactivity during early diagenesis of sediments in the Seine river estuary

• Auteur / Autrice : Eric Martin
• Direction : Michel Wartel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Équilibre solide-liquide

Fer

Manganèse

Diagenèse

Résumé

Dans le milieu aquatique, de nombreux composes sont transportés par l'intermédiaire des particules en suspension, adsorbes sur des phases supports telles que les oxydes de fer et de manganèse. Apres leur dépôt, ces particules sont susceptibles de subir des transformations (diagenèse précoce) pouvant modifier fortement la répartition solide-solution du fer, du manganèse et donc des composes qu'ils transportent. Cinq carottes sédimentaires ont été prélevées en différents points de l'estuaire de la seine. La mise au point d'un dispositif original a permis, pour chacune d'entre elles, la séparation de l'eau interstitielle et de la phase solide sous atmosphère inerte. Le développement de conditions très réductrices est mis en évidence des l'interface eau-sédiment. Ceci entraine des différences de concentration très importantes entre l'eau interstitielle et l'eau sus-jacente, pouvant excéder un facteur mille dans le cas du fer et du manganèse. Apres un maximum de concentration, ces teneurs décroissent ensuite avec la profondeur pour atteindre des valeurs asymptotiques beaucoup plus faibles, indiquant la formation potentielle d'espèces réduites. L'utilisation conjointe de techniques d'extractions séquentielles conduites sous gaz inerte et de techniques spectroscopiques très performantes permet de confirmer les résultats de calculs de saturation. Il apparait que dans les niveaux réducteurs des sédiments de l'estuaire, le devenir du fer et du manganèse résulte de processus différents. Si le manganèse tend systématiquement à former une solution solide avec un carbonate, le comportement du fer semble plus variable. En effet, bien que celui-ci semble précipiter préférentiellement sous forme de sulfures, nous pouvons parfois assister à la formation de carbonates lorsque les concentrations en sulfures sont faibles. Dans un environnement estuarien très perturbe, la connaissance de la stabilité de ces différentes phases au cours de cycles erosion-depot est une donnée essentielle à l'estimation de l'impact du sédiment sur la colonne d'eau.