Groupe Latérite : une équipe transversale

(Géochimie : C. Gautheron, S. Guédron, B. Wild, D. Daval, A. Fernandez-Martinez ; G. Sarret ; TRB : P. Valla, S. Zerathe, Minéralogie : S. Schwartz and E. Janots)

Le groupe Latérite est constitué de chercheurs d’horizons variés (géochimie, géologie, minéralogie, géochronologie, géomicrobiologie…) de l’ISTerre et d’autres institutions françaises. Le groupe focalise ses efforts de recherche sur la compréhension des processus bio-géochimiques et des cycles paléoclimatiques qui ont conduit à la formation des couvertures latéritiques (latérites et sols ferralitiques). Comprendre l’histoire de leur développement permet d’identifier les mécanismes d’enrichissement en éléments traces (e.g., contaminants, métaux noble et stratégiques…), et leur rôle et sensibilité comme substrat principal pour la biodiversité de la ceinture tropicale. Ces connaissances permettent, in fine, de développer des stratégies de préservation avec les acteurs des territoires et les partenaires scientifiques locaux. Ces recherches pluridisciplinaires sont développées sur deux chantiers principaux l’Amazonie (Brésil, Guyane Française et Suriname) et l’Afrique de l’Ouest (Burkina Faso et Guinée).

Projets associés :

Projet ECLAT

(ANR, 2024-2027, correspondants C. Gautheron et S. Guédron)
Le projet ECLAT fédère des universités de Guyane et de France hexagonale pour documenter les cycles biogéochimiques des métaux traces et métalloïdes (MT ; e.g., Hg, Pb, As), et apporter des réponses sociétales et de santé publique à la problématique de l’exposition aux MT en Guyane Française. Le projet s’attache à comprendre les processus d’accumulation, de transfert, et le devenir des MT, depuis les couvertures latéritiques vers les grandes rivières guyanaises (Maroni et Mana). L’étude de la dynamique socio-environnementale et économique (orpaillage, occupation du territoire…) permettra de reconstituer l’évolution spatiotemporelle des flux de MT et de la pression anthropique au cours des deux derniers siècles. En parallèle, l’étude minéralogique, géochimique et géochronologique des couvertures latéritiques permettra de caractériser les processus et la dynamique d’accumulation des MT géogéniques et anthropiques sur des échelles de temps allant du siècle au million d’années. Enfin, la réactivité des phases porteuses minérales et/ou organiques des MT sera étudiée pour documenter le parcours et le devenir de ces contaminants.

Projet ODyssée

(CTG Guyane, 2024-2027, correspondant S. Guédron)
L’exploitation minière en Guyane reste une activité économique importante mais qui n’est pas sans conséquences sur l’environnement et la santé. La réhabilitation des sites miniers après exploitation s’avère être la meilleure alternative pour restreindre les impacts, permettant un retour à l’équilibre des sols après exploitation. Le projet, ODyssée “Origine et Dynamique des contaminants (mercure et autres métaux et métalloïdes) au cours de la Réhabilitation et refonctionnalisation des sols de sites miniers en Guyane Française” fédère des chercheurs d’ISTerre, du CNRS, du BRGM et de l’Université de Guyane autour des l’étude de la spéciation et la dynamique biogéochimique du mercure (Hg) en association à l’étude de la refonctionnalisation écologique des sols. Il cherche à (i) évaluer, via une approche isotopique, l’accumulation du mercure dans les différents compartiments (sols/plantes/atmosphère) afin d’identifier les sources et phases porteuses pendant le processus d’exploitation et de réhabilitation de sites miniers et (ii) a évaluer l’état fonctionnel des sols réhabilités et le lien entre cet état et la séquestration du mercure et autres contaminants métalliques ou métalloïdes (Pb, As, Cd).

Projet WISE

(BQR ISTerre, 2023-2024, correspondant B. Wild)
Ce projet interdisciplinaire fédère de nouveaux partenaires Sud (Univ. A. de Kom, région Suriname/Guyane) et plusieurs domaines d’expertise d’ISTerre (géochronologie, minéralogie, géomorphologie, microbiologie et géochimie expérimentale) autour de la problématique des sables blancs de la zone intertropicale. En plus de leur intérêt géologique comme marqueurs des conditions paléo-environnementales, ces formations sont le point focal de problématiques écologiques et sociétales emblématiques au Sud. Ce projet apportera de nouvelles contraintes quantitatives sur (1) la genèse de ces formations, (2) la chronologie de leur mise en place, (3) le maintien des niches écologiques associées, et (4) leur potentiel de valorisation, dans le cadre notamment de la fertilisation durable des agrosystèmes. Ce projet propose une nouvelle approche des structures écologiques et géologiques complexes, combinant ADN environnemental, datations (luminescence, nucléides cosmogéniques), caractérisations minéralogiques et géochimiques, et expérimentation in situ (incubations minérales). Il s’appuiera sur l’expertise des partenaires locaux (Univ. Guyane et Univ. A. de Kom) et s’accompagnera d’un transfert mutuel de savoirs avec les équipes d’ISTerre.

Projet Rehab

(Labex OSUG et DGTM Guyane, 2022-2025, correspondant S. Guédron)
Le projet ReHab étudie la dynamique hydro-biogéochimique des contaminants métalliques (Pb, Hg, Cd) et métalloïdes (As) en association à l’étude de la fonctionnalisation écologique des sols pour pouvoir apporter des réponses intégratives, des outils méthodologiques, pour une réhabilitation durable des sites miniers aurifères en Guyane Française. Ce projet est centré sur la thèse de Naomi Nitschke CIFRE (ANRT-Gaïa SAS). Cette étude est développée sur un flat minier en Guyane Française présentant différentes étapes d’exploitation (ouverture, fermeture, réhabilitation effectuée à différentes temporalités). Elle est abordée de manière comparative (différents stades de réhabilitation/revégétalisation), multi-échelles spatiale [des compartiments de l’écosystème (espace poral, sol, rhizosphère, biomasse et atmosphère) à la parcelle] et temporelle (de l’évènement de crue à l’échelle pluriannuelle) en utilisant des outils transdisciplinaires [chimie analytique (élémentaire, spéciation et spectroscopie), physique de l’érosion et du transport sédimentaire, écologie fonctionnelle, et microbiologie].

Projet MynAFaso

(BQR ISTerre et IRD, 2022-2025, correspondant S. Guédron)
Le projet MynAFaso étudie l’impact de l’orpaillage au Burkina Faso et en Guinée sur la contamination et l’exposition humaine (épidémiologie) au cyanure et aux contaminants métalliques (Pb, Hg, Cd) et métalloïdiques (As). Ce projet est centré sur la thèse de Djamilatou Dabre (ACE Partners). Ce projet s’attache dans un premier temps à cartographier les niveaux et la spéciation du Hg, de l’As et d’autres contaminants associés (Se, Pb, Cd…) dans l’environnement (sols, sédiment, macrophytes…) et à (ii) évaluer leur devenir (mobilité, phases porteuses) dans les hydrosystèmes. Le deuxième volet de recherche s’attache à évaluer les niveaux d’imprégnation des espèces aquatiques (MeHg) et les niveaux d’exposition des populations (Hg et As) et les risques sanitaires associés. Enfin, l’identification d’espèces végétales aquatiques (macrophytes) et biofilms capables de séquestrer ces contaminants dans les écosystèmes aquatiques permettra de développer des systèmes pilotes de remédiation/ mitigation des eaux (type jardins filtrants) et /ou de phytostabilisation des contaminants dans les sols contaminés et affectés par les activités d‘orpaillage.

Projet Latérite

(BQR ISTerre, 2021-2022, correspondante C. Gautheron)
Ce projet « Latérite » s’inscrivait dans le cadre d’une initiative transverse entre trois équipes et repose sur l’étude de la formation et de l’évolution de la zone critique (sols s.s., latérites). Ces sols sont des composants essentiels de la zone critique sur laquelle nous vivons et extrayons des géoressources. Cependant des questions majeures demeurent quant aux conditions climatiques permettant leur développement, et les évènements paléoclimatiques ayant favorisé leur formation, ainsi que les relations temporelles et génétiques entre la latérite et le sol. Pour répondre à ces questions, nous avons lancé un chantier pilote en Guyane Française, qui a pour vocation d’être transposé également au Brésil, en couplant des méthodes géochronologiques (OSL, 14C, isotope cosmogénique 10Be, (U-Th)/He) et géochimiques (majeurs, traces, matière organique, d13C, REE). Ce projet, nous a permis de renforcer nos collaborations déjà existantes avec nos partenaires en Guyane (Université, BRGM, compagnies minières), et de lancer des premières données de géochronologie OSL et d’isotope cosmogénique via l’encadrement d’une étudiante en M2.

Projet RECA

(ANR, 2020-2023, correspondante C. Gautheron)
Ce projet ANR RECA vise à quantifier l’impact des changements climatiques sur la formation des latérites et leurs évolutions dans le temps. Pour répondre aux questions, nous avons combiné pour la première fois différentes méthodes issues de la géochronologie, minéralogie et de la géochimie. Seule la combinaison des méthodes a permis de démêler les informations, en caractérisant dans le temps les régimes et conditions d’altération. Ce projet focalisé sur les latérites développées depuis le Cénozoïque sur les roches du craton Guyanais, s’est attelé à dater les différentes générations de minéraux supergènes par deux méthodes complémentaires et d’identifier les grandes phases d’altération, afin de les relier aux grands changements climatiques. Les études minéralogiques et géochimiques permettent de reconstituer les conditions paléo-environnementales et de quantifier l’intensité de l’altération. L’ensemble des résultats nous permet d’identifier des grandes phases d’altération dans le temps sur le Cénozoïque, avec pour chaque phase, des conditions environnementales différentes (quantité d’eau, température, durée des processus). De plus, le décryptage des conditions de formation et d’évolution des latérites aide à comprendre l’évolution du paysage et à lier leur évolution avec les changements de biodiversité.