Interactions microorganismes - mercure - composante du sol : des outils pour l'évaluation de la qualité de la restauration écologique des sites miniers aurifères en Guyane française

Depuis plus de 150 l’exploitation aurifere en Guyane francaise bouleverse le paysage en entrainant une deforestation massive des concessions minieres. Les consequences sont multiples, aussi bien pour l’environnement que pour la sante humaine. Pendant des decennies l’utilisation du mercure dans le processus d’extraction a entraine une contamination du reseau hydrique et de la chaine trophique. Afin d’inscrire l’exploitation aurifere dans une optique de developpement durable le code minier impose depuis 1998 une obligation de rehabilitation des sites exploites. Des methodes de revegetalisation utilisant differentes essences vegetales ont donc ete adoptees afin d’accelerer les successions ecologiques. Le controle de la qualite de restauration ecologique est neanmoins difficile a mettre en œuvre et il est necessaire d’avoir des outils de bio-geo-indications fiables et peu couteux pour estimer le recouvrement des fonctionnalites des ecosystemes et apprecier le risque de mobilites des elements traces toxiques. Dans ce contexte, les objectifs de ce travail de these ont ete d’evaluer la qualite de restauration ecologique de sites miniers en Guyane francaise a travers une caracterisation des activites microbiennes, du fonctionnement des cycles biogeochimiques d’elements majeurs (C,N,P) et de la dynamique du mercure. L’originalite de ce travail reside dans l’evaluation dans le temps et dans l’espace des interactions entre couvert vegetal – proprietes physico-chimiques du sol – activites microbiennes – speciation du mercure apres revegetalisation et en faire un outils diagnostic de la reussite de cette restauration. Dans ce but, plusieurs campagnes d’echantillonnages ont ete realisees en Guyane sur un panel de sites miniers rehabilites, avec differents types de couverts vegetaux. Des echantillons de sols ont ete preleves sur des sites revegetalises avec des especes de fabacees, et sur des sites non revegetalises. Nous avons evalue les fonctionnalites des communautes microbiennes de ces sites avec plusieurs bio-marqueurs de la qualite du sol. Afin d’estimer le devenir du mercure, des mesures du mercure total ainsi que des speciations operationnelles et environnementales ont ete realisees. Ce travail de these a permis de mettre en evidence un effet positif de la revegetalisation sur la densite et les activites des communautes microbiennes telluriques. Les sites restaures ont montre une biomasse microbienne, des taux de mineralisation des macroelements (C,N,P), une diversite catabolique plus elevees que des sites non restaures. Nos resultats confirment egalement que la restauration influence les activites des communautes microbiennes anaerobies. En effet, les travaux portant sur les communautes bacteriennes ferri-reductrices (BFR) et sulfato-reductrices (BSR) montrent des activites variantes entre les modalites de revegetalisation. Ces differences sont a mettre en relation avec les proprietes physiques et chimiques du sol ainsi qu’avec la nature et la densite du couvert vegetal. Les communautes BFR sont actives sur les sites rehabilites alors que les communautes BSR seraient davantage actives sur les sites faiblement restaures. Ces differences ont des consequences sur la mobilite du mercure. Nos travaux montrent egalement que si dans les sites revegetalises le mercure est associe a des phases stables du sol alors que dans les sites non restaures il est sous des formes solubles mobilisable dans le reseau hydrique, biodisponible pour les organismes de la chaine trophique. Pour conclure, l’approche interdisciplinaire proposee dans ce travail a permis d’identifier certains processus d’ecologie microbienne fondamentaux impactant le recouvrement des fonctionnalites des ecosystemes miniers degrades. Ce travail offre un outil d’evaluation de la qualite de la restauration ecologique original, applique et prometteur, qui pourra interesser les decisionnaires responsables de la rehabilitation des sites miniers en Guyane francaise