ALtération des Minéraux Argileux en milieu biotique et abiotique (ALMA)

CNRS EC2CO Action thématique HYBIGE (2021-2022): «ALMA – Altération des Minéraux Argileux en milieu biotique et abiotique: impacts pour la compréhension des processus hydro-bio-géochimiques dans les environnements de surface». Co-porteurs: Dr. V. ROBIN (E2Lim, Université de Limoges) et F. BARON (IC2MP, Université de Poitiers)

Ce projet a pour but de mieux appréhender les processus élémentaires aux interfaces argile – eau – microorganismes, au travers d’un couplage d’altérations expérimentales biotiques et abiotiques. Ce projet transdisciplinaire à l’interface minéralogie/géochimie/microbiologie avec une approche expérimentale tournée vers le modèle (conceptuel ou numérique) consistera en l’observation et la quantification des effets des bactéries hétérotrophes (isolées du milieu naturel) sur les interfaces, la minéralogie, et la physico-chimie des minéraux réactifs des sols que sont les minéraux argileux gonflants de faible taille et faible cristallinité. La réalisation de ce projet apportera des éléments de réponses important concernant :

• le rôle de composés organiques sécrétés par certaines bactéries sur :
• les cinétiques d’altération des minéraux argileux finement divisés présents dans les sols et les mécanismes de dissolution mis en jeu
• l’évolution de la minéralogie et la cristallochimie de ces minéraux et les conséquences pour la réactivité chimique et les cycles élémentaires (disponibilité des bases échangeables et des éléments structuraux)
• le rôle des sécrétions bactériennes et des interactions bactéries-minéraux lors de bio-altérations sur les cinétiques d’altération de ces minéraux et la biodisponibilité des éléments structuraux (Fe, Al, Mg) et ceci en fonction de la cristallochimie des minéraux étudiés.

Dans cette optique, notre projet vise spécifiquement (i) à mieux appréhender la cinétique et les mécanismes des réactions de dissolution-reprécipitation amenant à la formation de minéraux fortement réactionnels, et (ii) à déterminer les effets de forçages environnementaux tels que les ligands organiques (acides organiques, sidérophores), et la présence de micro-organismes tels des bactéries, sur la stabilité, la cristallochimie et la minéralogie des minéraux argileux finement divisés lors d’interactions minéraux argileux – eau – microorganismes. Ce travail étant en partie exploratoire et sur une durée limitée, l’objectif n’est pas de couvrir l’entièreté des conditions possibles. Un premier contexte étudié sera celui des environnements des sols acides (pH entre 4 et 6), représentant une part prépondérante des sols à l’échelle européenne (50% des sols agricoles présentent un pH < 6, Fabian, 2014).