Les résidus de bauxite de Provence : propriétés physico-chimiques et influence sur la formation et le fonctionnement des sols

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The bauxite residues from Provence : physico-chemical properties and their influence on soil formation and functionning

Les résidus de bauxite, aussi appelés boues rouges, sont des résidus miniers produits lors du procédé Bayer. Cette industrie est active dans le sud-est de la France depuis la fin du XIXème siècle, et plusieurs crassiers sont disséminés dans la métropole Aix-Marseille-Provence. L’objectif principal de cette thèse a été d’étudier les effets de ces résidus sur les plantes et les microorganismes du sol. Les résultats issus d’approches écosystémiques et d’expériences de laboratoire ont permis d’établir que la conductivité électrique, et donc la teneur en sodium, étaient les principaux facteurs responsables de la toxicité des résidus sur les fonctions des communautés microbiennes, mais aussi sur la capacité des résidus à être colonisé par des végétaux. De plus, il a été montré que certains résidus étaient plus toxiques que d’autres, en fonction du procédé industriel utilisé, de la provenance du minerai ou du mode de gestion des résidus. Lors de l’approche écosystémique, une biodiversité particulière a pu être observée sur un crassier colonisé par de la végétation, tant à du point de vue des plantes que des microorganismes. Ainsi, des espèces généralement inféodées à des milieux salées et / ou alcalins ont été inventoriées. Fort de ces observations, et dans le but d’optimiser la formation de technosols à partir de ces résidus miniers, leur modification à l’aide de gypse a été choisie pour réduire les valeurs de pH, de salinité et de sodicité. En complément, des intrants organiques ont été utilisés pour constituer un apport en nutriments. Cette démarche a permis d’obtenir des résultats encourageants pour la remédiation des résidus et initier leur transformation en sols fonctionnelsBauxite residues, also named red muds, are the tailings produces during the Bayer industrial process. This industry is active in the South-East of France since the end of the XIXth century, and several slag-heaps are present throughout the Aix-Marseille Provence metropolis. The main aim of this work was to study the effects of these residues on plants and soil microorganisms. Results from field studies and laboratory experiments showed that electrical conductivity, and so the sodium content, were the major factors responsible of the toxicity of the bauxite residues on the functions of microbial communities, and also on plant colonization capabilities. Moreover, it was shown that some residues were more toxic than others, depending on the industrial process used, the source of the ore, and the management methods applied to the residues. During the field approach, a particular biodiversity was observed on a vegetated slag-heap, both from the point of view of plants and microorganisms. Thus, species generally present in salty / sodic environments were found. With these results, and in order to optimize technosol formation from these tailings, their modification with gypsum was chosen to reduce pH, salinity and sodicity values. In addition, organic amendments were used as a nutrient supply. This approach gave encouraging results for the remediation of bauxite residues and initiate their transformation in functional soil

Résidus de bauxite issus des activités d’extraction de l’alumine : conséquences sur certains traits végétaux et microbiens

Séminaire de l’OHM-BMP, Salle Léon Masson, Simiane-Collongu

How bauxite residues affect soil biological components ? A preliminary experimental study

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Projet DORIS - Les dépôts de boues rouges du bassin minier de Provence : caractérisation et impacts sur la qualité physico-chimique et biologique des sols

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SUIVI DU FONCTIONNEMENT D'UN SYSTEME AQUAPONIQUE EXTENSIF A FAIBLE NIVEAU D'INTRANTS

International audienceL’aquaponie est un système de production combinant les principes de base de la pisciculture et de l’hydroponie. Ainsi, il permet le recyclage de l’eau des poissons comme solution nutritive pour la croissance des plantes. Par l’intermédiaire des microorganismes, l’ammoniac et les nitrites, toxiques pour les poissons, sont transformés en nitrates, peu toxiques et assimilables par les plantes. Cette synergie entre deux productions semblant au premier abord lointaines permet de limiter considérablement les déchets issus de la production piscicole et l’utilisation d’intrants chimiques tels que les engrais ou les pesticides pour la production maraîchère.Le projet de recherche « Vers une Aquaponie Autonome » (V2A), financé par la Région Grand-Est, a été co-construit par trois laboratoires de recherche et une exploitation commerciale : la Ferme Aquaponique de l’Abbaye. Située dans les Vosges et créée par Noémie Charpentier en 2019, cette ferme aquaponique a pour vocation de produire des poissons (cyprinidés), des légumes et des plantes aromatiques destinés à la vente locale en circuit court, tout en ayant un impact environnemental le plus faible possible. Les principaux objectifs du projet V2A sont (i) de caractériser et de mieux comprendre les dynamiques de ce système complexe, (ii) d’évaluer l’impact environnemental global de ce type d’exploitation et (iii) de proposer des moyens d’optimisation du système.Dans l’optique d’aboutir à des résultats permettant de proposer des pistes d’amélioration du système, les trois compartiments biologiques de ce système ont été étudiés et suivis pendant plusieurs mois, en 2021 et 2022. Entre autres, on pourra citer la dynamique de croissance des plantes ainsi que leur état nutritionnel, le bien-être et la croissance des poissons, la structure des communautés microbiennes ou encore l’évolution de paramètres chimiques aquatiques essentiels comme la concentration en nitrates, le pH ou la teneur en oxygène. Les premiers résultats de cette étude ont montré de fortes teneurs en nitrates (parfois supérieures à 1 g/L) ainsi qu’un potentiel manque de fer dans l’eau, qui devra être confirmé par des analyses dans les tissus végétaux. Concernant la microbiologie, il a été montré que la biodiversité microbienne est liée à la diversité piscicole et au support de culture des plantes, ouvrant la voie à des perspectives de recherche novatrices dans le domaine

Honeybee tracking with microchips: a new methodology to measure the effects of pesticides

International audienceLosses of foraging bees are sometimes attributed to altered flight pattern between a meliferous plant treated with an insecticide and the hive. Only a limited number of studies has investigated the impact of pesticides on homing flight due to the difficulty of measuring the flight time between the food source and the hive. Monitoring the flights of the foraging bees needs their individual identification. The number of bees monitored simultaneously and the time span during which observations can be made limit most of the monitoring techniques. However, techniques of automatic tracking and identification of individuals have the potential to revolutionize the study of the ecotoxicological effects of xenobiotics on the bee behaviors. Radio Frequency Identification (RFID) offer numerous advantages such as an unlimited number of codes, a large number of simultaneous recording, and a quick reading, especially through materials (e.g., wood). The aim of this study was to show how the RFID device can be used to study the effects of pesticides on both the behavioral traits and the lifespan of bees. In this context, we have developed a method under tunnel to automatically record the displacements of foragers individualized with RFID tags and to detect the alteration of the flight pattern between an artificial feeder and the hive. Fipronil was selected as test substance due to the lack of information on the effects of this insecticide on the foraging behavior of free-flying bees. We showed that oral treatment of 0.3 ng of fipronil per bee (LD50/20) reduced the number of foraging trips. The strengths of our approach were briefly discussed

Analyse des traits comportementaux d'abeilles marquées avec des puces RFID en conditions de plein champ

National audienceUn premier article paru dans le bulletin Technique Apicole recensait les différentes technique de marquage des abeilles, dont les récents outils de télédétection, puis un second s'est focalisé sur l'application d'une de ces technologies (Radio Frequency Identification ou RFID) pour mesurer sous tunnel les effets du fipronil sur les allers et retours des butineuses entre la ruche et un nourrisseur. le potentiel de cet outil RFID, fondé sur de longues périodes d'enregistrement et sur l'analyse d'une très grande quantité de données, est révélé ici pour la première fois en plein champ. Ce travail s'inscrit dans une recherche méthodologique de plus grande ampleur visant à la mise au pont d'une méthode permettant l'analyse du comportement des ouvrières et la détection du non-retour à la ruche des ouvrières. La mesure d'un tel phénomène est en effet confrontée actuellement à l'absence de technique capable d'identifier les sorties et les entrées de individus

Analyse des traits comportementaux d'abeilles marquées avec des puces RFID en conditions de plein champ

National audienceUn premier article paru dans le bulletin Technique Apicole recensait les différentes technique de marquage des abeilles, dont les récents outils de télédétection, puis un second s'est focalisé sur l'application d'une de ces technologies (Radio Frequency Identification ou RFID) pour mesurer sous tunnel les effets du fipronil sur les allers et retours des butineuses entre la ruche et un nourrisseur. le potentiel de cet outil RFID, fondé sur de longues périodes d'enregistrement et sur l'analyse d'une très grande quantité de données, est révélé ici pour la première fois en plein champ. Ce travail s'inscrit dans une recherche méthodologique de plus grande ampleur visant à la mise au pont d'une méthode permettant l'analyse du comportement des ouvrières et la détection du non-retour à la ruche des ouvrières. La mesure d'un tel phénomène est en effet confrontée actuellement à l'absence de technique capable d'identifier les sorties et les entrées de individus

A multi-trait evaluation framework to assess the consequences of polyculture in fish production: An application for pikeperch in recirculated aquaculture systems

Polyculture offers an alternative to monoculture in recirculated aquaculture systems (RAS). Nevertheless, RAS polyculture can potentially result in beneficial as well as detrimental consequences. This places a premium on assessing consequences of a particular polyculture prior to its implementation in farming production. In fish aquaculture, most of previous assessments of polyculture consequences have been carried out through multi-trait approach by analysing independently species traits related to a single biological function. Yet, polyculture can impact many biological functions and the overall consequences are the result of multiple interactions from different functions. Therefore, an integrative analysis is required to synthesise the polyculture consequences at the multi-trait levels. Here we propose a multi-trait evaluation framework (i.e. considering traits related to multiple functions), for the polyculture consequence assessment. We analyse this framework through multivariate analysis prior integrating results for each trait. As test case, we used pikeperch (Sander lucioperca), reared in monoculture and in polyculture with European perch (Perca fluviatilis), common carp (Cyprinus carpio) and black-bass (Micropterus salmoides). Our results revealed the importance of applying multi-trait framework to obtain a reliable assessment of fish polycultures. The divergence that might occur in the expression of some traits in the same polyculture has been highlighted to support this argument. Through the integration method, it was possible to find the suitable combination(s) of fish and to exclude the unsuitable ones. For future researches, we suggest to support the multi-trait assessment by weighting the traits involved in the multivariate analysis