Chapitre 1 :
Synthèses bibliographiques
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saturation) sont favorables, les minéraux contenus dans les eaux interstitielles du sédiment
peuvent précipiter sous forme de cristaux qui vont souder les particules entre-elles.
Les réactions diagenétiques conduisant à la formation d’une roche cohérente, se déroulent sur
une échelle de temps très longue, et, notamment pour la compaction, à des profondeurs très
importantes, puisque contrôlées majoritairement par l’augmentation de la pression.
Cependant, d’autres réactions se déroulent beaucoup plus rapidement, dès le dépôt des
particules à l’interface eau-sédiment, et ont une importance capitale sur le devenir des ETM.
Ces réactions constituent la diagenèse précoce.
7.2. Diagenèse précoce
Regroupe l’ensemble des transformations que subissent les particules au cours des premières
étapes de leur enfouissement, jusqu’à une centaine de mètres de profondeur, où les
températures rencontrées ne sont pas trop élevées et où les pores du sédiment sont toujours
remplis par de l’eau interstitielle (Berner, 1980).
La diagenèse précoce désigne les transformations qui commencent dès le dépôt des particules
et qui sont prédominantes aux petites échelles géologiques (quelques dizaines d’années). Du
point de vue des ETM, il est intéressant de prendre en compte ces réactions car elles jouent un
rôle important sur leurs transferts dans les cours d’eau (Ternat, 2004).
C’est l’ensemble des processus biogéochimiques issus de la minéralisation bactérienne de la
matière organique sédimentaire (MOS). Ce processus d’oxydation de la MOS contrôle la
dynamique d’un grand nombre d’éléments/espèces chimiques, des éléments composant la MO
sont mobilisés quand cette dernière est dégradée [C, N, Si, P] des éléments-oxydants utilisés
pour minéraliser la MO [O, N, Mn, Fe] et des éléments ayant une affinité avec des phases
sédimentaires transformées lors de la diagenèse [As ou Co vis-à-vis des oxydes de Mn/Fe].
Les réactions diagenétiques qui affectent la matière dans les couches superficielles des
sédiments aquatiques sont essentiellement contrôlées par des processus physiques (tassement,
consolidation, diffusion, bioturbation, bioirrigation, advection), chimiques (précipitation,
dissolution, complexation, sorption, redox) et biologiques (minéralisation de la matière
organique par l’activité bactérienne). Ces derniers correspondent à une succession de
réactions induites ou catalysées par les bactéries et les micro-organismes. Ainsi, la présence
des bactéries et de matière organique sont les deux conditions sine qua non pour induire les
réactions biogéochimiques de la diagenèse précoce.
7.3. Diagenèse tardive
Se déroule à des températures supérieures à 70°C, (Morad et al.,2000 ; Hendry, 2002),
correspond à la fenêtre à huile, zone où la température est suffisamment élevée pour générer
des hydrocarbures par la maturation (décarboxylation) de la matière organique ( Esteban et
Taberner,2003 et Schneider et al.,2008).
De nombreuses transformations minérales se déroulent dans ce domaine de température : la
transition illite/smectile (Potter et al,2005), l’altération de feldspaths (Land et al, 1987 et
Morad et al., 1990), où la dolomitisation à grande échelle des sédiments carbonatés
(Warren, 2000).
Lors de dépôt des sédiments, des transformations physiques et chimiques complexes
commencent et continuent durant leur enfouissement. Ces derniers peuvent provoquer des
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saturation) sont favorables, les minéraux contenus dans les eaux interstitielles du sédiment
peuvent précipiter sous forme de cristaux qui vont souder les particules entre-elles.
Les réactions diagenétiques conduisant à la formation d’une roche cohérente, se déroulent sur
une échelle de temps très longue, et, notamment pour la compaction, à des profondeurs très
importantes, puisque contrôlées majoritairement par l’augmentation de la pression.
Cependant, d’autres réactions se déroulent beaucoup plus rapidement, dès le dépôt des
particules à l’interface eau-sédiment, et ont une importance capitale sur le devenir des ETM.
Ces réactions constituent la diagenèse précoce.
7.2. Diagenèse précoce
Regroupe l’ensemble des transformations que subissent les particules au cours des premières
étapes de leur enfouissement, jusqu’à une centaine de mètres de profondeur, où les
températures rencontrées ne sont pas trop élevées et où les pores du sédiment sont toujours
remplis par de l’eau interstitielle (Berner, 1980).
La diagenèse précoce désigne les transformations qui commencent dès le dépôt des particules
et qui sont prédominantes aux petites échelles géologiques (quelques dizaines d’années). Du
point de vue des ETM, il est intéressant de prendre en compte ces réactions car elles jouent un
rôle important sur leurs transferts dans les cours d’eau (Ternat, 2004).
C’est l’ensemble des processus biogéochimiques issus de la minéralisation bactérienne de la
matière organique sédimentaire (MOS). Ce processus d’oxydation de la MOS contrôle la
dynamique d’un grand nombre d’éléments/espèces chimiques, des éléments composant la MO
sont mobilisés quand cette dernière est dégradée [C, N, Si, P] des éléments-oxydants utilisés
pour minéraliser la MO [O, N, Mn, Fe] et des éléments ayant une affinité avec des phases
sédimentaires transformées lors de la diagenèse [As ou Co vis-à-vis des oxydes de Mn/Fe].
Les réactions diagenétiques qui affectent la matière dans les couches superficielles des
sédiments aquatiques sont essentiellement contrôlées par des processus physiques (tassement,
consolidation, diffusion, bioturbation, bioirrigation, advection), chimiques (précipitation,
dissolution, complexation, sorption, redox) et biologiques (minéralisation de la matière
organique par l’activité bactérienne). Ces derniers correspondent à une succession de
réactions induites ou catalysées par les bactéries et les micro-organismes. Ainsi, la présence
des bactéries et de matière organique sont les deux conditions sine qua non pour induire les
réactions biogéochimiques de la diagenèse précoce.
7.3. Diagenèse tardive
Se déroule à des températures supérieures à 70°C, (Morad et al.,2000 ; Hendry, 2002),
correspond à la fenêtre à huile, zone où la température est suffisamment élevée pour générer
des hydrocarbures par la maturation (décarboxylation) de la matière organique ( Esteban et
Taberner,2003 et Schneider et al.,2008).
De nombreuses transformations minérales se déroulent dans ce domaine de température : la
transition illite/smectile (Potter et al,2005), l’altération de feldspaths (Land et al, 1987 et
Morad et al., 1990), où la dolomitisation à grande échelle des sédiments carbonatés
(Warren, 2000).
Lors de dépôt des sédiments, des transformations physiques et chimiques complexes
commencent et continuent durant leur enfouissement. Ces derniers peuvent provoquer des