Les carbonates microbiens, un avenir pour la capture et le stockage du CO₂ (CARBOSTOCK)

Débutée en octobre 2021

Financement : région Bourgogne Franche-Comté

Direction : Emmanuelle Vennin

Soutenue le 6 décembre 2024

Résumé

L’augmentation exponentielle des émissions de dioxyde de carbone (CO₂) dans l’atmosphère depuis la révolution industrielle entraîne une hausse correspondante de la concentration de CO₂ dissous dans les eaux de surface à l’échelle globale, avec des répercussions sur l’ensemble des systèmes naturels. Dans ce contexte, une question cruciale se pose : les systèmes carbonatés naturels seront-ils en mesure de participer efficacement à la capture et à la séquestration du CO₂ ?

La problématique générale de cette thèse vise à identifier les paramètres à l’origine de la précipitation carbonatée en système continental et quantifier le potentiel de stockage du CO₂ en surface, sous forme de carbonates de calcium (CaCO₃), dans des systèmes naturels actuels et fossiles. Cette thèse est menée à travers l’étude de la production carbonatées dans deux systèmes lacustres correspondant au Grand Bassin (USA) et au lac d’Ilay (Jura, France) ainsi que quatre rivières alimentées par des sources d’origine karstique qui sont les rivières du Rhoin et le Ru Blanc (Côte d’Or, France) et les rivières de Baume-Les-Messieurs et de Marangea (Jura, France).

Le premier objectif de cette étude est de déterminer les conditions de précipitation du CaCO₃ dans chaque système, en identifiant les principaux paramètres biotiques et physico-chimiques responsables de la minéralisation. Le second objectif consiste à décrire les processus, cinétiques et les taux de production carbonatée afin d’évaluer l’impact de cette production carbonatée sur la capture et le stockage du CO₂. Dans ces différents systèmes, la production carbonatée semble résulter d’une interaction complexe entre processus physico-chimiques et biologiques, mais dont l’implication de communautés microbiennes n’est jamais exclue. L’influence microbienne est mise en évidence, entre autres, par la présence d’exopolymères, dont la dégradation participe à la précipitation carbonatée en fournissant les ions calciums, principal réactif limitant pour la précipitation. Par ailleurs, la production de carbonate dans certains systèmes paraît évoluer de manière analogue à l’augmentation de la concentration de dioxyde de carbone, ce qui suggère une participation active à la capture et au stockage durable du CO₂.

Mots clés

carbonates microbiens, lacs, rivières, facteurs de contrôle, capture et stockage du CO₂

Comité de suivi

Jean-Francois Buoncristiani
Eric Gaucher

Jury

Benjamin Brigaud, université Paris-Saclay, France – rapporteur
François Fournier, université Aix-Marseille, France – rapporteur
Nina Zeyen, université de Genève, Suisse – examinatrice
Pierre Pellenard, université de Bourgogne, France – examinateur
Christophe Dupraz, université de Stockholm, Suède – examinateur
Raphaël Bourillot, université de Bordeaux, France – examinateur
Frédéric Boulvain, université de Liège, Belgique – examinateur
Emmanuelle Vennin, université de Bourgogne, France – directrice de thèse
Pieter Visscher, université du Connecticut, USA – invité
Anthony Bouton, SOCNA Sols, France – invité

extrait:

lien_externe:

titre:

Les carbonates microbiens, un avenir pour la capture et le stockage du CO2 et des polluants (CARBOSTOCK)

date_de_debut_these:

octobre 2021

nom:

Boussagol

date_de_debut_these_numerique:

202110

kc_data:

a:8:{i:0;s:0:"";s:4:"mode";s:0:"";s:3:"css";s:0:"";s:9:"max_width";s:0:"";s:7:"classes";s:0:"";s:9:"thumbnail";s:0:"";s:9:"collapsed";s:0:"";s:9:"optimized";s:0:"";}

kc_raw_content:

Les carbonates microbiens, un avenir pour la capture et le stockage du CO₂ (CARBOSTOCK)

Débutée en octobre 2021

Financement : région Bourgogne Franche-Comté

Direction : Emmanuelle Vennin

Soutenue le 6 décembre 2024

 

Résumé

L'augmentation exponentielle des émissions de dioxyde de carbone (CO₂) dans l'atmosphère depuis la révolution industrielle entraîne une hausse correspondante de la concentration de CO₂ dissous dans les eaux de surface à l'échelle globale, avec des répercussions sur l'ensemble des systèmes naturels. Dans ce contexte, une question cruciale se pose : les systèmes carbonatés naturels seront-ils en mesure de participer efficacement à la capture et à la séquestration du CO₂ ?

La problématique générale de cette thèse vise à identifier les paramètres à l’origine de la précipitation carbonatée en système continental et quantifier le potentiel de stockage du CO₂ en surface, sous forme de carbonates de calcium (CaCO₃), dans des systèmes naturels actuels et fossiles. Cette thèse est menée à travers l’étude de la production carbonatées dans deux systèmes lacustres correspondant au Grand Bassin (USA) et au lac d’Ilay (Jura, France) ainsi que quatre rivières alimentées par des sources d’origine karstique qui sont les rivières du Rhoin et le Ru Blanc (Côte d’Or, France) et les rivières de Baume-Les-Messieurs et de Marangea (Jura, France).

Le premier objectif de cette étude est de déterminer les conditions de précipitation du CaCO₃ dans chaque système, en identifiant les principaux paramètres biotiques et physico-chimiques responsables de la minéralisation. Le second objectif consiste à décrire les processus, cinétiques et les taux de production carbonatée afin d'évaluer l'impact de cette production carbonatée sur la capture et le stockage du CO₂. Dans ces différents systèmes, la production carbonatée semble résulter d’une interaction complexe entre processus physico-chimiques et biologiques, mais dont l’implication de communautés microbiennes n’est jamais exclue. L’influence microbienne est mise en évidence, entre autres, par la présence d’exopolymères, dont la dégradation participe à la précipitation carbonatée en fournissant les ions calciums, principal réactif limitant pour la précipitation. Par ailleurs, la production de carbonate dans certains systèmes paraît évoluer de manière analogue à l'augmentation de la concentration de dioxyde de carbone, ce qui suggère une participation active à la capture et au stockage durable du CO₂.

 

Mots clés

carbonates microbiens, lacs, rivières, facteurs de contrôle, capture et stockage du CO₂

 

Comité de suivi

Jean-Francois Buoncristiani
Eric Gaucher

 

Jury

Benjamin Brigaud, université Paris-Saclay, France - rapporteur
François Fournier, université Aix-Marseille, France - rapporteur
Nina Zeyen, université de Genève, Suisse - examinatrice
Pierre Pellenard, université de Bourgogne, France - examinateur
Christophe Dupraz, université de Stockholm, Suède - examinateur
Raphaël Bourillot, université de Bordeaux, France - examinateur
Frédéric Boulvain, université de Liège, Belgique - examinateur
Emmanuelle Vennin, université de Bourgogne, France - directrice de thèse
Pieter Visscher, université du Connecticut, USA - invité
Anthony Bouton, SOCNA Sols, France - invité

date_de_soutenance_these:

6 décembre 2024

date_de_fin_these_numerique:

20241206