Géochimie des eaux souterraines en milieu cristallin : incidence des apports organiques sur les paramètres chimiques majeurs

Les interactions entre résidus de matières organiques et minéraux des sols ont fait l'objet de plusieurs travaux récents, à cause du problème de la fixation de protéines infectieuses (prions) dans les sols et les minéraux argileux. Mais il existe d'autres types d'interactions, comme celle qui existe entre le CO2 dissous provenant de la minéralisation de matières organiques, et les silicates des roches. Ces interactions ont des conséquences importantes sur la géochimie des eaux souterraines. Il y a tout d'abord un rapport entre pH et bicarbonates, ce qui est classique compte tenu de l'équilibre carbonique : plus intéressante est la liaison entre silice dissoute et bicarbonates, qui traduit l'hydrolyse des silicates sous l'effet des eaux plus ou moins chargées en CO2. C'est dans les eaux riches en nitrates que les concentrations en CO2 dissous sont les plus élevées ; les concentrations en silice et cations sont alors elles aussi, augmentées. L'hypothèse la plus vraisemblable, compte tenu de la géographie physique et humaine des régions étudiées, est que des apports de matières organiques animales (rôle de l'azote) accélèrent l'hydrolyse des silicates. L'origine des éléments mis en solution serait à rechercher du côté des micas noirs, qui par hydrolyse évolueraient en vermiculites ou smectites ; ces minéraux dans des eaux de plus en plus acides seraient ensuite transformés en silicates à faible rapport Si/Al du type kaolinite, puis enfin en espèces très pauvres en Si, hydroxydes d'aluminium par exemple. La constance de ces phénomènes, qui s'observent sur une large superficie (Massif central et Corse), suggère que les interactions entre matières organiques et silicates (hydrolyse, mais aussi sorption ou rétention), représentent une règle plutôt qu'une exception