Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La compréhension, la quantification et la prédiction des milieux aquatiques (eaux naturelles ou découlant d’activités industrielles) sont complexes de par les réactions en présence. Ces études imposent une démarche de modélisation utilisant des données expérimentales et des méthodes numériques performantes. Cet article a pour objectif de présenter les concepts physico-chimiques et les lois mathématiques sur lesquels repose la modélisation géochimique des eaux. En illustration, des exemples concrets d’applications aux problèmes d’environnement et de gestion des ressources en eau sont exposés.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Laurent De WINDT : Docteur en chimie, Enseignant-chercheur à l’École des Mines de Paris
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Jan van der LEE : Docteur en hydrogéologie-hydrochimie, Enseignant-chercheur à l’École des Mines de Paris
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Jean-Michel SCHMITT : Docteur ès sciences, Maître assistant à l’École des Mines de Paris - Centre d’Informatique Géologique à Fontainebleau
INTRODUCTION
La géochimie des eaux, naturelles ou découlant des activités industrielles, représente un ensemble complexe de réactions en solution, de réactions de dissolution et précipitation de minéraux et de réactions aux interfaces. Elle concerne des espèces aussi diverses que des acides, bases, complexants et couples oxydoréducteurs dissous, des phases solides constitutives des roches et des matériaux géosynthétiques, des colloïdes vecteurs de mobilité, des matières organiques. La compréhension, la quantification et la prédiction de tels milieux aquatiques requièrent une démarche de modélisation s’appuyant sur des bases de données expérimentales et des méthodes numériques sophistiquées. L’utilisation des logiciels hydro-géochimiques n’en demeure pas moins intuitive. Elle est de plus en plus fréquemment intégrée aux études appliquées aux expériences en laboratoire, à la gestion des ressources en eaux, des sites miniers et des stockages de déchets, aux études d’impact environnemental.
L’objectif de ce document est de fournir l’essentiel des concepts physico-chimiques et des lois mathématiques sur lesquels reposent la modélisation géochimique des eaux, tout en y associant des exemples concrets et typiques d’applications aux problèmes d’environnement et de gestion des ressources en eau. Un tableau est dédié aux sources de distribution des logiciels et des banques de données thermodynamiques.
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Contexte et domaines d’application6. Quelques définitions en géochimie de l’environnement
À plusieurs reprises dans le document, il est fait mention de termes spécifiques à la géochimie appliquée aux problèmes d’environnement. Ce glossaire a pour but de donner une définition succincte de ces termes.
Acides fulviques et humiques : macromolécules organiques provenant de la dégradation des biomolécules des organismes vivants, présents dans les sols et les eaux, riches en groupes fonctionnels tels que
,
. Les acides humiques sont moins solubles que les fulviques et précipitent à
. Acides fulviques et humiques jouent un rôle important dans la régulation du pH et la complexation des polluants métalliques.
Analyse des risques environnementaux : méthode d’évaluation des dangers potentiels associés à la dissémination des contaminants dans l’environnement du fait d’une action, d’un aménagement, ou d’une exploitation anthropique.
Anoxique : condition d’un milieu exempt d’oxygène dissous mais pouvant comporter d’autres oxydants, comme par exemple des nitrates et des sulfates.
Anthropique : se dit des processus relatifs à l’activité humaine (industrielle, minière, etc.) par contraste avec les processus naturels. On parlera aussi de milieux naturels et de milieux anthropisés.
Aquifère : milieu souterrain plus ou moins profond constitué de sédiments ou de roches suffisamment poreux et perméables pour permettre un stockage et un écoulement significatif d’eau et le captage de quantités d’eau appréciables. Les aquifères représentent une part importante des ressources en eaux potables.
Barrière de confinement : matériaux naturels ou synthétiques d’un site de stockage de déchets toxiques, destinés à contrer l’intrusion des fluides extérieurs pour limiter la lixiviation des colis de déchets (confinement hydraulique), et ralentir par précipitation et sorption la migration éventuelle des contaminants (confinement chimique).
Chimie et géochimie environnementales :...
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Quelques définitions en géochimie de l’environnement
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CORRIOU (J.C.) - Thermodynamique chimique. Équilibres thermodynamiques - . Techniques de l’Ingénieur[J 1 028].
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(2) - SIGG (L.), STUMM (W.), BEHRA (P.) - Chimie des milieux aquatiques. Chimie des eaux naturelles et des interfaces dans l’environnement - . Masson, Paris (F), 1994.
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(3) - MICHARD (G.) - Équilibres chimiques dans les eaux naturelles - . Publisud, France, 1989.
-
(4) - GRENTHE (I.), PUIGDOMENECH (I.) - Modeling in aquatic chemistry - . OECD Publishing, Paris (F), 1997.
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(5) - VAN der LEE (J.) - Thermodynamic and mathematical concepts of CHESS - . Tech. Rep. LHM/RD/98/39, École des Mines de Paris, Fontainebleau (France) (1998).
-
(6) - HOUNSLOW (A.W.) - Water quality data. Analysis and interpretation - . CRC Press, New York (US), 1995.
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