Etude multi-echelles des réactions de dénitrification dans les aquifères hétérogènes: Approches expérimentales de l'influence des écoulements sur la réactivité biogéochimique

• Main Author: Boisson, Alexandre
• Language: fra
• Published: Université Rennes 1 2011
• Subjects: [SDU:STU:HY] Sciences of the Universe/Earth Sciences/Hydrology; [SDU:STU:HY] Planète et Univers/Sciences de la Terre/Hydrologie; [SDE:MCG] Environmental Sciences/Global Changes; [SDE:MCG] Sciences de l'environnement/Milieux et Changements globaux; Dénitrification; Push-pull test; Hydrogéologie; Biogéochimie; Biofilms
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00593708; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/59/37/08/PDF/BOISSON_2010_-_These.pdf

L'effet de l'hétérogénéité du milieu physique sur le transport de solutés dans les eaux souterraines est bien connu, mais le couplage avec les processus biochimiques en milieu hétérogène est un problème plus complexe générant des processus non linéaires dépendants de la nature du milieu et des cinétiques de réactions. Certaines réactions telles que la dénitrification font intervenir une activité biologique pour laquelle l'influence des conditions de transport reste peu connue. Cette étude cherche à caractériser l'influence des vitesses d'écoulement sur la réactivité. Les mécanismes contrôlant les processus biogéochimiques sont dépendants de l'échelle d'étude. A l'échelle d'un tube de diamètre 2 mm, où une réaction de dénitrification s'opère sous différentes contraintes d'écoulement, les expériences montrent tout d'abord un contrôle biologique de la réactivité qui devient par la suite un contrôle physique pouvant s'expliquer par des phénomènes de diffusion au sein du biofilm formé. A l'échelle d'un milieu poreux ces travaux ont permis d'identifier une réaction de dénitrification incluant de la biotite comme donneur d'électron. A l'échelle du site des essais de push-pull ont permis de quantifier les cinétiques de dégradation des nitrates ainsi que les cinétiques de production des sous produits de réaction tels que le protoxyde d'azote. Ces informations permettent d'estimer l'influence de cette réaction à l'échelle du site. Ces travaux permettent d'améliorer des connaissances sur la réactivité dans les aquifères à différentes échelles.