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Soutenance

Claire Froger (LSCE)

Titre : Sources et dynamiques spatiales et temporelles des contaminations en éléments traces et hydrocarbures aromatiques polycycliques du continuum atmosphère - sol - rivière d'un bassin versant contrasté

Date et heure : Le 18-10-2018 à 13h30

Type : thèse

Université qui délivre le diplôme : Université Paris-Sud

Lieu : Bibliothèque du bâtiment 12 du LSCE (campus CNRS, avenue de la Terrasse, Gif-sur-Yvette)
Membres du jury :

Bruno Lartiges, Prof., Université de Toulouse (GET), Rapporteur

Emmanuel Naffrechoux, Prof., Université Savoie Mont-Blanc (LCME), Rapporteur

Béatrice Béchet, CR, IFSTTAR (GERS - EE), Examinateur

Damien Calmels, MC, Université Paris Sud (GEOPS), Examinateur

Emmanuelle Montargès-Pelletier, DR, Université de Lorraine (LIEC), Examinateur

Sophie Ayrault, DR, CEA (LSCE, Gif-sur-Yvette), Directrice de thèse

Cécile Quantin, Prof., Université Paris Sud (GEOPS), Co-Directrice de thèse

Johnny Gaspéri, MC, Université Paris Est-Créteil (LEESU), Invité

Résumé :

Le développement des activités humaines, notamment industrielles, depuis le 19ième siècle a engendré une contamination massive de l’atmosphère à la rivière, en passant par la biosphère et les sols. Si les contaminations ont fortement diminué depuis la fin des années 1960, elles persistent notamment en milieu urbain, où se concentrent un grand nombre d’activités humaines. Afin de pouvoir gérer au mieux la pollution, il est nécessaire de comprendre la dynamique de transfert des contaminants, ainsi que leurs sources, à l’échelle du continuum atmosphère – sol – rivière. Cette étude a donc pour objectif d’évaluer les variations temporelles et spatiales de deux types de contaminants historiques, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et certains éléments traces (ET), à l’échelle du bassin versant de l’Orge (950 km2), présentant une urbanisation croissante d’amont en aval. Plusieurs approches ont été utilisées pour tracer les transferts de particules en rivière (radionucléides 7Be, 210Pb, 137Cs), et déterminer les sources de Pb (isotopes du Pb), et les sources de HAP (rapports de molécules).

Les résultats ont mis en évidence un impact important des zones urbaines sur la qualité de la rivière Orge en aval du bassin : contamination importante en métaux (Cu, Zn, Sb, Pb) et en HAP de la phase particulaire, et des niveaux élevés en SO42-, Na+ et Cl-, Cu, Zn et Pb dans la phase dissoute. Le traçage des sédiments par les radionucléides a permis d’observer un apport de particules provenant du ruissellement urbain en aval, et d’identifier les particules de route (ou Road Deposited Sediment) comme source principale. Les signatures isotopiques du Pb ainsi que les signatures en HAP permettent de confirmer que le ruissellement urbain est le principal vecteur de contamination. Les estimations des flux d’ET et HAP annuels et saisonniers entrants (retombées atmosphériques) et sortants (exportés par la rivière) ont mis en évidence une accumulation globale à l’échelle du bassin, qui comporte déjà un stock important de contaminants dans ses sols. Cette étude montre ainsi l’importance d’étudier la Zone Critique dans son ensemble afin d’évaluer la dynamique des contaminations au sein et entre ses différents compartiments, et met en évidence l’efficacité du couplage de plusieurs approches afin de comprendre le système entier. Ces résultats pourraient à terme permettre l’établissement d’un modèle de transfert de contaminations au sein d’un bassin urbain.

Contact :
claire.froger@lsce.ipsl.fr
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