Caractérisation des particules ferrugineuses dans la Seine avec le magnétisme environnemental

Characterization of ferruginous particles in the Seine River using environmental magnetism

• Auteur / Autrice : Dariouche Kayvantash
• Direction : Isabelle Cojan, Catherine Kissel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences et géoingénierie
• Date : Soutenance le 28/11/2016
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de géosciences (Fontainebleau, Seine et Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marie Mouchel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Cojan, Catherine Kissel, Sébastien Salvador-Blanes, Christine Franke, Chantal de Fouquet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : France Lagroix, Eduard Petrovský

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ferromagnétisme

Nature -- Effets de l'homme

Magnétite

Magnétisme

Seine, Vallée de la (France)

Sédiments en suspension

Mots clés libres

Magnétisme environnemental

Particules ferrugineuses

Seine

Matières en suspension

Magnétite

Environmental magnetism

Iron particles

Seine River

Suspended particulate matter

Magnetite

Résumé

Le fer et ses composés, notamment les (oxyhydr)oxydes, sont présents dans la nature et produits par les activités anthropiques. Ce caractère ubiquiste du fer et sa sensibilité aux conditions environnementales en fait un excellent traceur de sources et de processus.Cette thèse a pour objectif de tracer l’impact de l’Homme sur les matières en suspension (MES) de la Seine à partir des propriétés magnétiques de sa fraction ferrugineuse en utilisant les outils et méthodes du magnétisme environnemental.Un échantillonnage des MES a permis de couvrir le cours de la Seine et ses affluents durant différents contextes hydrologiques. Des analyses ont été conduites sur ces MES afin de caractériser les particules ferrugineuses magnétiques et d'examiner leurs relations avec les conditions environnementales dans lesquelles elles se sont formées et/ou ont évolué.La magnétite apparait comme l’oxyde dominant et montre une forte affinité avec la fraction fine des MES et ses propriétés magnétiques peuvent être utilisées pour décrire la charge sédimentaire de la Seine et les phénomènes de remise en suspension.Des augmentations de tailles et de concentration de magnétites sont associées à l’urbanisation et aux activités industrielles. Les variations spatiales entre amont et aval des confluences et les variations temporelles montrent que le cours d’eau joue un rôle dans les mécanismes d’accumulation, transport et dilution de ces particules.

Iron and its compounds, in particular iron (hoxyhydr)oxides are ubiquitous in both nature and human activity, and are sensitive to environmental conditions. They can hence be used as environmental source and process tracers.This thesis focuses on tracing the human activities impact in the ferruginous compound of the suspended particulate matter (SPM) in the Seine River (France) using environmental magnetism tools.SPM sampling was conducted along the Seine path and its tributaries during different hydrological contexts. Magnetic properties were measured to characterize the ferruginous magnetic particles and to examine their relationship with the environment in which they have been formed.The main magnetic carrier is magnetite. It is concentrated in the fine sediment fraction and its magnetic properties can be used to trace the sediment load and hydrodynamic processes of the Seine.Increases in concentration and grain size of magnetite particles are associated to urbanization and industrial activities which are sources of anthropogenic particles. Significant variations can be observed between upstream and downstream of confluences and in the temporal scale and can be associated to hydrodynamic processes such as dilution, accretion, transport and re-suspension of the ferruginous particles.