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Fiche détaillée Thèses
Université du Sud Toulon Var (12/07/2004), Benaim Jean Yves (Dir.)
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Modélisation et évaluation des équilibres de complexation entre la matière organique naturelle, les métaux traces et le proton. Applications aux eaux naturelles
Cédric Garnier1

L'objet de cette étude est de mettre au point une méthode d'analyse et de modélisation des propriétés de complexation et d'acidité de la matière organique naturelle (MON) la plus rigoureuse possible, en représentant ses interactions par des paramètres fiables, et en s'affranchissant de la structure exacte des composés organiques la constituant. La MON a été définie à partir d'un modèle chimique constitué de quasi-particules reproduisant les interactions non-spécifiques de la MON vis-à-vis des cations, et les interactions spécifiques à un seul métal. Le logiciel PROSECE, spécifiquement développé à cet effet, permet de calculer la spéciation chimique et d'optimiser un grand nombre de paramètres de complexation à partir de la modélisation de données expérimentales. Comparé à d'autres traitements de données, PROSECE s'est montré nettement plus approprié, d'autant plus lorsqu'il est couplé à une technique d'ajouts logarithmiques. Les interactions MON-métaux traces ont été analysées par DPASV, sur la plus large fenêtre analytique possible. Un stand de mesure a été spécialement élaboré afin d'automatiser les titrations logarithmiques. Les interactions MON-proton ont été analysées par titration acido-basique. Une caractérisation simultanée des interactions entre une MON standard, l'acide fulvique Suwannee River, le cadmium, le plomb et le proton a été réalisée. Les propriétés d'acidité d'échantillons prélevés sur La Seine au cours d'une année ont été étudiées et reliées à différents facteurs biogéochimiques. Une concentration minimale de 0.04 meq en sites acides a été définie comme limite en dessous de laquelle l'optimisation des propriétés d'acidité d'une MON devient incorrecte. PROSECE a été également utilisé pour modéliser des expériences de quenching de fluorescence, rendant plus précise leur analyse. L'analyse des propriétés de MON marines a été initiée. Du fait de la complexité du milieu, la caractérisation des propriétés de complexation est plus difficile, nécessitant quelques adaptations analytiques.
1 :  PROTEE - PROcessus de Transfert et d'Echanges dans l'Environnement
Matière Organique Naturelle – Métaux Traces – Proton – Complexation – Titration logarithmique – Modélisation – quasi-particules – PROSECE

Modelling and evaluating natural organic matter complexing equilibriums towards trace metals and proton. Relevance to natural waters characterisation
The aim of this study is the modelling of NOM acidity and complexing properties by an accurate determination of its interactions and by exemption from the exact structure of its organic components. NOM has been defined by a chemical modelling composed of quasi-particles mimicking non-specific and specific NOM interactions towards cations and metal respectively. PROSECE software, developed in this study, allows the calculation of the speciation and the optimisation of most of the complexation parameters from experimental data. Compared to other data treatments, PROCESE proved itself the most suitable one, especially when it is linked to a non-linear addition technique: the logarithmic titration mode. NOM-trace metal interactions have been analysed by DPASV on the largest analytic scale and the automation of the logarithmic titrations has specially been developed. NOM-proton interactions have been analysed by acido-basic titration. Interactions between a standard NOM, Suwannee River fulvic acid, cadmium, lead and proton have simultaneously been carried out. Acidic properties of the Seine river (France) samples have been studied during a year and linked to various biogeochemical factors. A 0.04 meq acidic sites concentration has been defined as the lowest value for a correct optimisation of NOM acidic properties. PROSECE has been used to the modelling of fluorescence quenching experiments to precise their analysis. Marine NOM properties analysis has been initiated. Due to the environment intricacy, those complexing properties characterisation is more complex and analytical adaptations are needed.
Natural Organic Mater – Trace Metals – Proton – Complexing – Logarithmic titration – Modelling – quasi-particles – PROSECE