Postdoctorant (H/F) en cristallochimie des métalloïdes critiques dans les déchets miniers

Missions :
Ce projet s'inscrit dans le cadre du programme ANR REXEL (Atténuation naturelle et résilience des systèmes : comment concilier exploitation des ressources minérales et protection de l'environnement), qui vise à analyser les évolutions spatio-temporelles des déchets d’un ancien site minier soumis à l’altération et l'érosion depuis 60 ans. Un des objectifs principaux est d'acquérir des connaissances fondamentales sur les processus contrôlant les risques environnementaux liés à la dynamique de contaminants métalliques (spéciation, géochimie) dispersés par différents vecteurs et leur devenir dans les écosystèmes environnants à préserver (eau, sols, sédiments).
Activités :
Le/la post-doctorant.e étudiera les phases/minéraloïdes contenant de l'As, du Bi et du W, depuis leur forme primaire jusqu'à leur forme secondaire voire tertiaire, afin d’identifier les indices d'altération et/ou de stabilité et les diverses étapes aboutissant à des formes authigéniques stables en conditions supergènes. L’étude de telles phases se confronte à des verrous analytiques liés à la taille des minéraloïdes, dont la plupart mesurent 3 à 1 µm voir moins, limitant la précision des analyses réalisées à l'aide des techniques conventionnelles. Si des données minéralogiques existent déjà pour les matériaux du site d’étude visé, peu de données spectroscopiques (voire aucune pour certains éléments) ont été acquises concernant les environnements de coordination local et les états d'oxydation de As et encore moins de Bi & W. Ces objectifs seront atteints grâce à des techniques de minéralogie fine et de chimie cristalline combinant la diffraction des rayons X et analyse de la fonction de distribution de paires, la spectroscopie infrarouge et la spectroscopie µ-Raman. La cartographie chimique et la spéciation des phases seront évaluées par spectroscopies de fluorescence et d'absorption X sur synchrotron avec une résolution spatiale submicrométrique. Des données spectroscopiques sur l'As, Bi et W seront notamment recueillies afin de déterminer leur environnement de coordination local et leur état d'oxydation. Afin d'évaluer la probabilité/affinité et les mécanismes de rétention des « métaux » dans les phases porteuses, une approche originale de ce projet consistera à reproduire une série de phases synthétiques de type alunite AB3(XO4)2(OH)6 en faisant varier la composition des sites cristallographiques A (K, Bi), B (Fe, Al) et X (As, S, P). Ces phases modèles seront synthétisées par voie hydrothermale. Après caractérisation, la sorption/désorption des éléments As, Bi et W sera évaluée par des tests de lixiviation statiques et/ou dynamiques dont les solutions seront analysées par ICP-MS. Des extractions sélectives permettront de compléter les données minéralogiques sur la distribution de l'As, du Bi et du W dans différentes fractions plus ou moins mobiles en fonction des évolutions des paramètres physico-chimiques du milieu.
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