Chapitre I : Synthèse bibliographique
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Dans les premières dizaines à centaines de mètres de la pile sédimentaire, les réactions
d’oxydation bactérienne de la matière organique sont prépondérantes, notamment dans les
sédiments riches en matière organique réactive (Irwin et al, 1977; Gieskes, 1975 et Arndt et al,
2006).
Les réactions diagénétiques sont catalysées par l’activité microbienne (Boust et al, 1999).
D’après Cauwet (1985), l’activité bactérienne modifie non seulement la matière organique du
sédiment mais aussi son substrat minéral. Les bactéries agissent directement sur les sédiments.
La minéralisation ou l’oxydation de la matière organique par les microorganismes nécessite un
accepteur d’électrons ou oxydant. Les microorganismes utilisent préférentiellement l’oxydant
qui produit la plus grande quantité d’énergie libre indispensable à leur développement
physiologique (Schulz and Zabel, 2000).
Des facteurs thermodynamiques et cinétiques, la disponibilité de l’oxydant ainsi que la
biodiversité bactérienne, vont induire une cascade verticale de réactions d’oxydoréduction : la
minéralisation de la matière organique utilisera préférentiellement l’oxydant libérant la plus
grande énergie libre par mole de carbone organique oxydé. Lorsque cet oxydant sera épuisé, le
processus redox se poursuivra en utilisant l’oxydant suivant.
Dans le sédiment, cette séquence peut engendrer différentes zones (Figure4):
- Zone oxique où l’oxygène dissous est l’oxydant.
- Zone suboxique dans laquelle les oxydants secondaires sont utilisés.
- Zone anoxique où le sulfate est l’accepteur primaire (Alagarsamy et al, 2005).
Cette stratification, qui se met en place dés l’interface eau-sédiment, est probablement due à
l’efficacité énergétique de chaque réaction redox (Froelich et al, 1979 et Jorgensen, 2000). Ces
réactions s’ordonnent en fonction de leurs potentiels d’oxydoréduction décroissants selon une
séquence théorique qui peut être établie d’après le « modèle de Froelich » (Froelich et al, 1979).
(Figure 4).
Figure 4: Réactions simplifiées de la dégradation de la matière organique selon le « modèle de
Froelich avec les quantités d’énergies libres ∆G° résultantes (Schulz and Zabel, 2000).
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Dans les premières dizaines à centaines de mètres de la pile sédimentaire, les réactions
d’oxydation bactérienne de la matière organique sont prépondérantes, notamment dans les
sédiments riches en matière organique réactive (Irwin et al, 1977; Gieskes, 1975 et Arndt et al,
2006).
Les réactions diagénétiques sont catalysées par l’activité microbienne (Boust et al, 1999).
D’après Cauwet (1985), l’activité bactérienne modifie non seulement la matière organique du
sédiment mais aussi son substrat minéral. Les bactéries agissent directement sur les sédiments.
La minéralisation ou l’oxydation de la matière organique par les microorganismes nécessite un
accepteur d’électrons ou oxydant. Les microorganismes utilisent préférentiellement l’oxydant
qui produit la plus grande quantité d’énergie libre indispensable à leur développement
physiologique (Schulz and Zabel, 2000).
Des facteurs thermodynamiques et cinétiques, la disponibilité de l’oxydant ainsi que la
biodiversité bactérienne, vont induire une cascade verticale de réactions d’oxydoréduction : la
minéralisation de la matière organique utilisera préférentiellement l’oxydant libérant la plus
grande énergie libre par mole de carbone organique oxydé. Lorsque cet oxydant sera épuisé, le
processus redox se poursuivra en utilisant l’oxydant suivant.
Dans le sédiment, cette séquence peut engendrer différentes zones (Figure4):
- Zone oxique où l’oxygène dissous est l’oxydant.
- Zone suboxique dans laquelle les oxydants secondaires sont utilisés.
- Zone anoxique où le sulfate est l’accepteur primaire (Alagarsamy et al, 2005).
Cette stratification, qui se met en place dés l’interface eau-sédiment, est probablement due à
l’efficacité énergétique de chaque réaction redox (Froelich et al, 1979 et Jorgensen, 2000). Ces
réactions s’ordonnent en fonction de leurs potentiels d’oxydoréduction décroissants selon une
séquence théorique qui peut être établie d’après le « modèle de Froelich » (Froelich et al, 1979).
(Figure 4).
Figure 4: Réactions simplifiées de la dégradation de la matière organique selon le « modèle de
Froelich avec les quantités d’énergies libres ∆G° résultantes (Schulz and Zabel, 2000).