Développement d'une nouvelle méthode de séparation des minéraux nanométriques par filtration en flux tangentiel pour l'étude de la séquestration du carbone dans les sols du Sénégal.

L'initiative 4 pour 1000 a pour principal objectif de sequestrer du carbone dans les sols et d'en accroitre la fertilite. Dans le cadre du projet ANR nanoSoilC, notre objectif est de dechiffrer les processus de stabilisation et de destabilisation de la Matiere Organique (MO) avec les mineraux nanometriques du sol en decrivant leurs mecanismes d'interactions. En effet, ces mineraux nanometriques jouent un role preponderant dans le stockage du carbone. Les methodes traditionnelles d'extraction de ces nanophases organo-minerales (separation granulometrique et densimetrique) sont assez limitees. Cette etude se focalise sur le developpement d'une nouvelle methode par filtration en flux tangentiel (TFF) qui permettra d'acceder a des fractions permettant de quantifier le carbone associe a ces mineraux nanometriques faiblement cristallises. Dans la TFF, le pompage du fluide s'effectue tangentiellement le long de la surface de la membrane de sorte que les composants retenus ne s'y accumulent pas. Ce procede est peu utilise pour separer les particules < 2 µm dans les systemes naturels. Ainsi, chaque phase du fractionnement a fait l'objet d'optimisation et a ete applique sur un arenosol (sol dior) et un fluvisol (sol deck) du Senegal. Les seuils de coupure (2000 µm, 50 µm, 2 µm) ont ete effectues par tamisage et sedimentation ou centrifugation. Sur la fraction inferieure a 2 µm, le fractionnement par TFF a ete realise aux seuils de coupures 0,2 µm et 3 kDa. Chaque fraction de sol a ete sechee a l'etuve a 105°C puis pesee et conservee pour des analyses de carbone (total ou dissous). Une premiere filtration sequentielle a montre les repartitions suivantes : la fraction < 2µm represente 11 % pour le sol deck et 1 % pour le sol dior ; pour les deux types de sol environ 80 % de la fraction < 2µm est dans la classe 2-0,2µm. Chaque etape du fractionnement a fait l'objet d'optimisation et cette etude a permis : l'etablissement d'une methodologie innovante pour separer les particules dans la fraction < 2µm d'un sol ; d'appliquer cette methodologie sur deux types de sols du Senegal ; de determiner la distribution du carbone dans ces differentes fractions. L'application de la TFF a d'autres matrices (eaux, dechets…) ou a des domaines proches (microbiologie...) permet d'envisager de separer des fractions granulometriques < 2µm ; ces fractions sont les plus reactives mais les plus difficiles a caracteriser et a etudier. (Texte integral)