Recherche Avancée

Thèse soutenue

Approche des mécanismes d'oxydation de la pyrite par thiobacillus ferrooxidans grâce à la modélisation morpho-chimique de la surface minérale : Rôle fondamental des phases superficielles oxydées

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Auteur / Autrice : Valérie Toniazzo
Direction : Jacques Berthelin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géomicrobiologie
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

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A l'échelle de la bactérie, les processus microscopiques qui conduisent à l'oxydation corrosive de la pyrite par thiobacillus ferrooxidans sont encore mal décrits, tant d'un point de vue microbiologique que d'un point de vue physico-chimique. Pour mieux cerner et comprendre les réactions à l'interface bactérie-minéral, une étude locale à l'échelle micrométrique, de l'interface pyrite-solution, a été réalisée dans ce travail. Les techniques employées (spectroscopies xps, raman, électrochimie et gc-ms) pour la description physico-chimique de la surface des pyrites oxydées, décapées ou biolixiviées ont permis de caractériser qualitativement ou quantitativement les phases superficielles oxydées (soufre élémentaire, oxyhydroxydes de fer, sulfates ferreux ou ferriques, polysulfures). A cette diversité chimique s'ajoute une hétérogénéité de distribution spatiale des produits d'oxydation, caractérisée et évaluée grâce à la microscopie à force atomique (AFM). Une approche mathématique et statistique de la topographie de la surface minérale a été développée pour établir une modélisation morpho-chimique de l'interface. D'autre part, l'emploi conjoint de techniques microbiologiques, physico-chimiques et spectroscopiques, a établi les liens existant entre les cinétiques de solubilisation, le développement de la corrosion et l'organisation des phases superficielles au cours de la biolixiviation. Résultant exclusivement de l'action du fer(III) à la surface du minéral, ces composés de surface apparaissent comme les seuls substrats solides utilisables par thiobacillus ferrooxidans, incapable d'oxyder directement la pyrite. Produits indirectement par l'oxydation bactérienne du fer(II) en solution, ils contrôlent aussi la corrosion de la pyrite par leur organisation chimique et leur distribution spatiale. Tous ces résultats fondamentaux permettent de proposer un modèle morpho-chimique dynamique de l'interface pyrite-solution au cours de son oxydation par thiobacillus ferrooxidans.