Host laboratory: Biochemistry, Bioavailability and Radionuclide Transfer Laboratory (L2BT)
Beginning of the thesis: October 2016
Student name: Alexandre FLOURET
Subject description (in French)De par ses
propriétés de rétention et d'accumulation, le sol peut être à l'origine
de transferts de contaminants vers les compartiments de la chaine
trophique, entraînant in fine un risque potentiel pour la
population. Dans un tel cas, il est indispensable de pouvoir prédire les
transferts des contaminants depuis le sol jusqu'aux plantes.
Le césium-137 (137Cs)
est un radionucléide possédant une demi-vie de 30 ans, dont la présence
dans les sols est liée aux retombées d'essais nucléaires atmosphériques
ou aux rejets accidentels. De par ses propriétés chimiques, celui-ci
est adsorbé dans les premiers centimètres du sol créant une
contamination rémanente à l'interface sol-plante. Analogue du potassium,
le 137Cs peut être transféré dans la plante via les
transporteurs potassiques. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse
est de développer un modèle générique, permettant de mieux prédire le
transfert du 137Cs aux interfaces sol-solution-plante.
Dans
un premier temps, il s'agira de tester l'applicabilité d'un modèle
géochimique décrivant les processus de rétention du Cs sur les
composants du sol, à un panel représentatif des sols agricoles français.
Pour ce faire, des expérimentations de sorption en réacteur à flux
seront effectuées, permettant de rendre compte des mécanismes et des
cinétiques de sorption du 137Cs pour une grande diversité de sols.
Dans un deuxième temps, une étude en système hydroponique sera réalisée afin de caractériser la vitesse d'absorption du 137Cs par la plante. Différentes plantes seront utilisées afin de déterminer l'affinité du 137Cs pour différents taxons (ex. monocotylédone, dicotylédone).
Dans un troisième temps, des expériences permettant de caractériser le pool de 137Cs
bio-disponible en fonction de la composition du sol (via le même panel
de sols utilisés précédemment) seront réalisées via l'utilisation de
deux techniques : 1e DGT (Diffusive Gradients in Thin film), qui est un système d'absorption passif permettant de caractériser la capacité du sol à réalimenter sa solution en 137Cs
suite à sa déplétion ; le RHIZOtest qui est un système de culture de
plantes simple permettant de maximiser les flux entre les racines
(développées sous la forme d'un tapis dense) et une fine couche de sol
homogène.
Après la modélisation des interfaces simples
(sols/solutions, solutions/plantes) et la caractérisation des
interactions sols-plantes (RHIZOtest), les données seront implémentées
dans un modèle global représentant la dynamique du 137Cs entre le sol et la plante.