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Mémoire - Caractérisation sédimentologique et géochimique des sédiments du Rhône

Caractérisation sédimentologique

Master recherche « Sciences de l’Environnement
Industriel & Urbain (SEIU) »
réalisé au Laboratoire des Sciences de l’Environnement (LSE) de l’ENTPE

Résumé

L’étude des sédiments du Rhône a pour but de documenter l’histoire de la pollution anthropique au plomb et la distribution de ce polluant de l’amont à l’aval de l’agglomération lyonnaise.

Cette analyse s’appuie sur l’étude d’archives sédimentaires, qui sont de bons témoins des pressions de l’homme sur son environnement. Des carottages ont été réalisés en quatre points du Rhône, à l’amont et à l’aval de Lyon : la lône de la Morte et la retenue du Grand Large, la darse de Crépieux et la lône de l’Ile-du-Beurre, afin d’effectuer une analyse sédimentologique (description, granulométrie, susceptibilité magnétique), géochimique (plomb total) et une datation les sédiments.

Les données de La Morte ont mis en évidence l’existence d’une corrélation négative entre la susceptibilité magnétique et le mode des sédiments, qui n’a pu être expliquée rigoureusement et l’existence d’un flux de plomb dont la valeur diminue avec la surface certainement le signe d’une diminution du plomb anthropique.

L’étude du Grand Large a mis en évidence que le plomb contenu dans les sédiments de la retenue n’était pas d’origine atmosphérique, mais plutôt lié à la nature des minéraux qui composent les sédiments ou à des apports de plomb anthropique du bassin-versant.

Les sites de Crépieux et de l’Ile-du-Beurre sont caractérisés comme la lône de La Morte par une teneur en plomb décroissante avec la surface dont l’origine est pour l’instant inconnue.

Cette étude démontre que la quantité de plomb dans les sédiments décroît depuis quelques décennies. Il convient néanmoins de préciser que l’allure des profils de plomb observée peut être expliquer par la modification des dynamiques sédimentaires.

Mots clés : Sédiments, plomb, carottage, granulométrie, Rhône

Termes géographiques : Rhône, La Morte, Ile-du-Beurre, lône, Grand Large, retenue, Crépieux, darse

Sommaire

Remerciements 
Résumé
Abstract
Sommaire
Liste des figures
Liste des tableaux
Introduction

Chapitre 1 : Etude du Rhône

1 Contexte général de l’étude
1.1 Origine de l’étude
1.2 Objectifs de l’étude
2 Partenaires
2.1 Partenaires financiers
2.2 Partenaires scientifiques
3 Missions confiées au LSE

Chapitre 2 : Connaissances actuelles

1 Les sédiments
1.1 Origine des sédiments du Rhône
1.2 Granulométrie des sédiments
1.2.1 Généralités
1.2.2 Diagramme de Passega
1.3 Sédimentation et dépollution des eaux
2 Le plomb dans l’environnement
2.1 Plomb : toxicologie et écotoxicologie
2.1.1 Toxicité du plomb
2.1.2 Ecotoxicité du plomb
2.2 Cycle naturel et anthropique du plomb
2.3 Histoire des émissions de plomb
2.3.1 De la civilisation gréco-romaine à l’avènement de l’automobile : les glaces polaires comme
témoins des activités humaines
2.3.2 Les émissions des 20 dernières années en France
2.4 Le plomb et ses isotopes
2.4.1 Isotopes stables et ratios isotopiques
2.4.2 Plomb 210 et datation
3 Plomb et milieux aquatiques : réglementations et constats
3.1 Réglementations concernant la qualité des sédiments
3.2 Sédiments : état actuel de leurs contaminations au plomb
3.2.1 Les lacs alpins
3.2.2 Quelques fleuves
3.2.3 Le cas du Rhône
4 Archivage des activités humaines dans les sédiments

Chapitre 3 : Sites d’étude, matériel et méthodes

1 Cinq sites d’étude
1.1 La lône de La Morte : le Rhône sauvage à l’amont de l’agglomération lyonnaise
1.2 Le Grand Large, une retenue artificielle de l’agglomération lyonnaise
1.3 Le darse du champ captant de Crépieux-Charmy
1.4 La lône de l’Ile-du-Beurre, le Rhône sauvage à l’aval de l’agglomération lyonnaise
1.5 Le lac de Moras, témoin du plomb atmosphérique
2 Outils utilisés
2.1 Les sédiments : du terrain au laboratoire
2.1.1 Prélèvements
2.1.2 Ouverture
2.2 Analyses sédimentologiques
2.2.1 Description des carottes
2.2.2 Densité sèche totale
2.2.3 Granulométrie laser
2.2.4 Susceptibilité magnétique
2.3 Datation au plomb 210 et au césium 137
2.3.1 Datation au plomb 210
2.3.2 Datation au césium 137
2.4 Analyses géochimiques
2.4.1 Plomb « total » par absorption atomique
2.4.2 Plomb « total » par spectrométrie de fluorescence X

Chapitre 4 : Résultats des quatre sites de prélèvement sur le Rhône

1 Etude sédimentologique des sédiments du Rhône
1.1 Description visuelle
1.1.1 La lône de La Morte
1.1.2 La retenue du Grand Large
1.1.3 La darse de Crépieux
1.1.4 La lône de l’Ile-du-Beurre
1.2 La densité
1.3 Les apports de la granulométrie
1.3.1 Grain moyen, mode, classement et asymétrie des sédiments
1.3.2 L’origine des dépôts sédimentaires et diagramme de Passega
1.4 Susceptibilité magnétique et granulométrie
1.4.1 Une corrélation positive entre susceptibilité et mode à l’Ile-du-Beurre
1.4.2 Une corrélation négative entre susceptibilité et mode pour La Morte
1.4.3 Une absence de corrélation pour le Grand Large et Crépieux
1.5 Susceptibilité magnétique et teneur en eau
2 Datation des sédiments du Grand Large et de La Morte
2.1 Datation des sédiments du Grand Large et taux de sédimentation
2.2 Datation des sédiments du La Morte et taux de sédimentation
3 Sédiments du Rhône et teneur en plomb
3.1 Variation de la teneur en plomb des sédiments du Rhône
3.2 Plomb et fraction fine
3.3 Comparaison des deux techniques de dosage du plomb
4 Lône de La Morte et flux de plomb

Chapitre 5 : Discussion

1 Intérêt de la susceptibilité magnétique pour l’étude
1.1 Susceptibilité magnétique et épisode de crue
1.1.1 Ile-du-Beurre : une susceptibilité corrélée au mode
1.1.2 La Morte : une susceptibilité anti-corrélée au mode
1.1.3 Grand Large et Crépieux : une susceptibilité indépendante de l’hydrologie du Rhône
1.2 Susceptibilité magnétique et teneur en eau ou densité des sédiments
2 Une teneur en plomb particulière dans les sédiments du Rhône
2.1 Une teneur en plomb faible des sédiments
2.2 Une absence de gradient amont-aval
3 Origines du plomb dans les sédiments du Grand Large
3.1 Une origine atmosphérique du plomb à écarter
3.2 Trois explications envisagées
3.2.1 Une origine minéralogique du plomb
3.2.2 Profil de plomb et affinité particulaire
3.2.3 L’hydrologie du bassin-versant comme explication du profil de plomb
4 Origines du Plomb dans les sédiments dans La Morte, Crépieux et l’Ile-du-Beurre
4.1 Une diminution des retombées atmosphériques
4.2 Une variation du taux de sédimentation
4.3 Une modification de la dynamique sédimentaire
4.4 Une diminution générale du plomb dans l’environnement
5 Comparaison des deux méthodes de dosage du plomb
Conclusion et perspectives
Bibliographie
Annexes I : Généralités et données
Annexes II : Protocoles expérimentaux



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Ditulis oleh: younes younes - vendredi 14 septembre 2012

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