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Vers un traitement passif des drainages miniers acides (DMA) riches en arsenic par oxydation biologique du fer et de l’arsenic

par cmarchand - publié le , mis à jour le

AVIS DE SOUTENANCE DE THESE - Lidia FERNANDEZ ROJO

La soutenance aura lieu le lundi 27 novembre 2017 à 14h00 dans la salle de conférences de la Maison des Sciences de l’eau (Université de Montpellier, Bât. 39, 300, avenue du Professeur Emile Jeanbrau, 34090, Montpellier),

Mots-clés : drainage minier acide, arsenic, bioremédiation, processus biogéochimiques, bioréacteur

Le jury :

Mme Corinne CASIOT Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Montpellier - Directeur de thèse
Mme Marina HÉRY Université de Montpellier - Co-encadrant de thèse
M. Carlos AYORA Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Barcelone - Rapporteur
Mme Alexandra COURTIN-NOMADE Université de Limoges - Rapporteur
M. Eric VAN HULLEBUSCH UNESCO–IHE Institute for Water Education, Delft - Examinateur
Mme Fabienne BATTAGLIA-BRUNET Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), Orléans - Examinateur
Mme Françoise ELBAZ-POULICHET Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Montpellier - Examinateur

Résumé :

Les déchets sulfurés issus de l’extraction des minerais métalliques génèrent des drainages miniers acides (DMA) contenant des éléments toxiques tels que l’arsenic. Les procédés de traitement passifs basés sur l’oxydation bactérienne du fer et de l’arsenic, en favorisant la précipitation de ces éléments sous une forme stable, pourraient représenter une solution efficace et économique pour traiter cette pollution. Dans ce contexte, l’objectif général de cette thèse était de mieux comprendre les facteurs environnementaux et opérationnels qui contrôlent l’efficacité d’élimination de l’arsenic. Une approche en pilote à flux continu a été mise en œuvre afin de se rapprocher des conditions réelles d’un traitement. L’étude a été conduite d’abord à l’échelle d’un bioréacteur de paillasse en conditions contrôlées (température, lumière, débit, temps de séjour et hauteur d’eau), puis dans un dispositif de taille supérieure, fonctionnant de manière totalement passive et in situ. Ces dispositifs ont été alimentés avec de l’eau d’un DMA riche en arsenic, issue de l’ancien site minier de Carnoulès, dans le Gard. Les caractéristiques de l’eau et des bioprécipités au sein de ces pilotes, en particulier le rédox du fer et de l’arsenic, ont été suivis dans différentes conditions environnementales et d’opération par des méthodes de spéciation liquide et solide (HPLC-ICP-MS, EXAFS, XANES), des analyses minéralogiques (DRX) et des analyses microbiologiques (ARISA, séquençage haut débit du gène de l’ARNr 16S, quantification du gène aioA). Les résultats issus des expériences en laboratoire ont mis en évidence l’effet de différents paramètres opérationnels (hauteur d’eau, temps de rétention hydraulique, et présence/absence d’une pellicule flottante) sur les performances du traitement, ainsi que sur la microbiologie et la minéralogie des bioprécipités formés. Le dispositif de terrain a permis de tester les performances du procédé dans des conditions environnementales fluctuantes (variabilité de la physico-chimie de l’eau d’entrée et de la température) et d’acquérir des connaissances nouvelles sur l’évolution des bioprécipités au cours de six mois de traitement. Les connaissances acquises dans cette thèse pourront servir de base à la conception d’une étape d’élimination de l’arsenic dans les processus de traitement des DMA.