Modélisation dynamique de la mobilité du 137Cs dans le continuum sol-solution-plante : évaluation de la réponse du modèle à des jeux de données expérimentaux contrastés

Dynamic modeling of 137Cs in the soil-solution-plant continuum : evaluation of the model response to contrasted experimental data

• Auteur / Autrice : Alexandre Flouret
• Direction : François Lafolie, Laureline Février
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 11/10/2021
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Centre de recherche : Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) (Fontenay-aux-Roses ; 2002-....) - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (France ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Partenaire de recherche : Provence-Alpes-Côte d'Azur. Conseil régional
• Jury : Président / Présidente : Catherine Keller
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles Montavon, Laurence Denaix
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Waterlot, Anna Rigol

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles écologiques

Relations plante-sol

Césium

Écologie des sols

Mots clés libres

Césium

Biodisponibilité

Modélisation

Thermodynamique

Phreeqc

RHIZOtest

Cesium

Bioavailability

Modeling

Thermodynamic

Phreeqc

RHIZOtest

Résumé

Ce travail visait à développer un modèle générique capable de mieux prédire les transferts de 137Cs dans le système sol-solution-plante. La première partie de ce travail a été consacrée à des expérimentations de transfert sol-plante du Cs en laboratoire. Deux plantes (millet, moutarde) ayant des capacités d’absorption du Cs potentiellement différentes et trois types de sol ayant des capacités de rétention du Cs contrastées ont été utilisés. Cette partie expérimentale a permis de mettre en évidence l’influence des différentes phases du système sur la mobilité du Cs, mais aussi de générer un jeu de données utilisé dans la deuxième partie de ce travail pour tester la capacité du modèle développé à simuler de transferts du Cs pour différents couples sol x plante. La confrontation modèle-mesure a permis de démontrer la bonne capacité du modèle à représenter la mobilité du Cs pour chaque condition, mais aussi la nécessité de prendre en compte l’influence des cations majeurs pour modéliser correctement la mobilité du Cs dans le système sol-solution-plante

The aim of this work was to develop a robust and generical model able to predict 137Cs mobility into the soil-solution-plant continuum. The first part of this work was dedicated to several soil-plant transfer experiments. Two plants (millet, mustard) with contrasted Cs adsorption capacity and three soils with different Cs retention capacities have been used. Results obtained with the experiments permitted to observe the influence of the different system compartments on Cs mobility. Moreover, those experiments permitted to acquire a contrasted experimental data set. The second part of this work was to confront the model with the experimental data generated in the lab. This confrontation showed that the model was able to represent with a good agreement the distribution of the Cs into the soil-solution-plant continuum. Moreover, the model permitted to understand the influence of other cations in the mobility Cs in the system. Dynamic modeling of the 137 Cs in the soil-solution-plant continuum. Evaluation of the model response to contrasted experimental data