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31326 Castanet Tolosan cedex - France

Dernière mise à jour : Mai 2018

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Unité Biogéochimie des Ecosystèmes forestiers

Zone de texte éditable et éditée et rééditée

Jean-Christophe VIENNET

                                                
            
            
            

                Doctorant            

            

            INRA, Centre de Nancy,
            Biogéochimie des Écosystèmes Forestiers
            Route d'Amance, 54280 Champenoux, France
            

                                                                                                                                                
                                                                                 

                                0033 (0)3 83 39 40 41                            

                        
                                                                                                                                                
                                                                                

                                0033 (0)3 83 39 40 69                            

                        
                                                                                                                                                
                                                                                                                jean.christophe.viennet@univ-poitiers.fr                                                    
            


    Titre de la thèse :

 

    Contribution des fractions fines d'argiles aux flux d'altération pour la nutrition des arbres dans les écosystèmes forestiers

    Encadrement de la thèse :

 

    Hubert Fabien (Maître de conférences à l'Université de Poitiers. IC2MP, UMR 7285, équipe E2 HydrASA)
    Meunier Alain (Professeur à l'Université de Poitiers. IC2MP, UMR 7285, équipe E2 HydrASA )
    Turpault Marie-Pierre (Directrice de recherche à l'INRA de Nancy.  Laboratoire Bio-géochimie des Ecosystèmes Forestiers)

    Description de la thèse :

 

    La nutrition des arbres dans les écosystèmes forestiers à faibles intrants dépend de la quantité de cations     nutritifs disponibles dans le sol. Ces cations peuvent être directement issus de la dissolution des minéraux ou encore sorbés sur les     constituants élémentaires microdivisés tels que les matières organiques et les minéraux argileux. Ces derniers     présentant une surface spécifique élevée, ils contribuent activement aux mécanismes de dissolution et     d'échange qui contrôlent la fertilité chimique du sol. Néanmoins, la quantité de cations disponibles pour les arbres     va dépendre du type et de la quantité de minéraux argileux présents dans le sol, leurs forts contrastes     cristallochimiques induisant une importante variabilité de leur réactivité. Le premier objectif de cette thèse     est d'identifier et de quantifier les minéraux argileux présents dans un sol sous écosystème forestier (site de     Breuil-Chenue). Leur réactivité étant directement liée à leur surface spécifique, la     caractérisation de ces minéraux argileux sera réalisée en fonction de leur taille.
        Afin de réaliser la caractérisation des minéraux argileux, la fraction <2 µm d'un horizon de sol est     séparée en quatre sous fractions (<0.05, 0.05-0.1, 0.1-0.2, 0.2-2 µm) dont les proportions massiques sont      déterminées. La séparation en sous fractions permet d'exacerber les différentes phases minéralogiques      en fonction des tailles, les minéraux des tailles les plus fines n'étant pas visible dans la fraction <2 µm totale.      L'identification et la quantification des minéraux argileux sont ensuite réalisées grâce à la  méthode      de modélisation des diffractogrammes de rayons X obtenus à partir de préparations orientées. Cette approche      permet de quantifier la complexité de la minéralogie des argiles jusqu'à l'échelle du cristal. Cette      complexité est spécifiquement accrue dans les sols acides sous forêt par le processus d'aluminisation naturel      des feuillets  expansibles (smectite et vermiculite). En effet, ces feuillets qui présentent à l'origine la plus grande      capacité d'échange de cations nutritifs vont, dans ces conditions, se transformer par l'introduction de couches d'hydroxydes      d'aluminium dans leurs espaces interfoliaires. La conséquence directe est une chute de leur capacité d'échange et      donc de la fertilité du sol. Ainsi, à travers une identification et une quantification complète des minéraux      argileux en fonction de leur taille,  la première étape de cette thèse vise à déterminer à la      fois les minéraux argileux impliqués dans ce processus d'aluminisation ainsi que la quantité de feuillets aluminisés.
         La seconde étape de la thèse se focalise spécifiquement sur la réactivité des feuillets expansibles afin de     déterminer les effets de la taille des particules sur les processus de dissolution et de transformation (aluminisation). Afin de     s'affranchir de la complexité des échantillons naturels, l'étude porte sur des minéraux argileux modèles     (vermiculites) triés en tailles (0.1-0.2 µm, 1-2 µm, 10-20 µm) sur lesquels  des expériences de dissolution/auto-aluminisation     sont menées (réacteurs à circulation avec un flux continu de solution d'acide fort). La compréhension de ces     mécanismes est abordée à la fois par l'étude des éléments dissous en fonction du temps et par la     caractérisation du solide par modélisation de diffractogrammes de rayons X pour caractériser l'évolution de la     transformation du solide au cours de l'expérience.  

 

    Mots clés :

 

    Sol acide, minéraux argileux, taille, dissolution, aluminisation, modélisation de DRX