Joséphine HAZERA - 16 déc.
Caractérisations du carbone organique et inorganique dans les sols calcaires.
16/12 à 14h - IFP Energies Nouvelles, 1-4 Avenue du Bois Préau Rueil-Malmaison Amphithéâtre Séquoia (SE_052) & en ligne (via TEAMS - ID réunion : 338 576 675 332, avec ce lien et ce code ng92vz37)
Résumé
L’étude du carbone organique (SOC) et inorganique (SIC) dans les sols est essentielle pour comprendre le rôle de leurs dynamiques et de leurs interactions au sein du cycle du carbone (C). Les sols calcaires ont été moins étudiés jusqu’ici en partie à cause des difficultés analytiques engendrées par la présence des deux formes de C dans l’échantillon. Pourtant les sols calcaires représentent plus de 30 % des sols mondiaux et certaines études ont montré des interactions entre les dynamiques du SOC et du SIC et une implication du SIC dans plusieurs mécanismes de stabilisation du SOC. Les objectifs de cette thèse sont de (i) mettre au point une méthode rapide et précise de quantification et de caractérisation du SOC et du SIC puis (ii) caractériser la stabilité du SOC dans un ensemble de sols calcaires variés. Les analyses thermiques présentent l’avantage de mesurer le SOC et le SIC sur une seule aliquote. L’analyse thermique Rock-Eval® (RE) comporte une première phase de pyrolyse permettant le calcul d’indices de caractérisation de la matière organique (MO) et une seconde phase d’oxydation complétant la quantification du C organique et inorganique sur la même aliquote. Néanmoins, cette méthode comportait des limites pour la quantification du SOC et du SIC. Nous avons fait l’hypothèse que modifier le cycle d’analyse standard RE permettrait d’améliorer la précision de l’estimation des teneurs en SOC et en SIC tout en conservant la caractérisation de la MO par les indices RE. Un nouveau cycle d’analyse RE, appelé PYRO520, est proposé. Il permet une meilleure distinction des signaux émis par la décomposition du SOC et du SIC en pyrolyse et de compléter la décomposition des grandes quantités de SIC en oxydation. Ce cycle améliore les estimations des teneurs en SOC et en SIC, présente une bonne répétabilité et conserve le cadre interprétatif des indices de caractérisation de la MO. Un ensemble de sols avec des teneurs en SOC et en SIC variées et les fractions granulométriques de la MO de certains de ces sols ont été analysés avec le cycle PYRO520 pour caractériser les MO des sols calcaires. Notre hypothèse était que la présence de SIC pourrait favoriser des formes de SOC stables. Les indices obtenus ont montré que les caractéristiques de la MO et de ses fractions dans les sols calcaires sont proches de celles des sols non calcaires, avec une stabilité thermique qui diminue avec la profondeur et la taille des fractions. La teneur en SIC n’influençait pas significativement la stabilité thermique des MO, voire semblait plutôt favoriser les formes de MO labiles contrairement à notre hypothèse. Certains thermogrammes propres au SIC suggéraient la présence de forme de carbonates avec des stabilités thermiques différentes. La signature isotopique du SIC (δ13CSIC) des sols concernés étaient compatibles avec la présence de carbonates secondaires qui pourraient avoir des stabilités thermiques plus faibles. La mesure du δ13CSOC et δ13CSIC dans les échantillons calcaires est soumise aux mêmes difficultés analytiques que la quantification du SOC et du SIC. Des essais novateurs de couplage entre l’analyse RE et l’analyse isotopique des gaz émis pour mesurer le δ13CSOC et δ13CSIC sur une seule aliquote ont été réalisés et sont encourageants. Cette thèse propose une nouvelle méthode de quantification des teneurs et du δ13C du SOC et du SIC et a constitué un jeu de données conséquent de caractérisation du SOC et du SIC de sols calcaires. La teneur en SIC ne semblait pas influencer la stabilisation du SOC dans les sols calcaires. La présence de SIC semble être un facteur secondaire de la stabilité du SOC dans les sols calcaires. L’analyse fine du jeu de données doit se poursuivre pour étudier l’influence du SIC et/ou de certaines formes de SIC 3 sur la stabilité du SOC dans certains contextes particuliers. A l’avenir, ces nouvelles méthodes d’analyse permettront d’étudier davantage de sols calcaires avec des usages et/ou pratiques différents afin de comprendre les spécificités de la dynamique du SOC et du SIC dans les sols calcaires.