Devenir du plomb dans le système sol-plante

N° d’ordre : 2603
Thèse
Présentée pour obtenir
LE TITRE DE DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE
TOULOUSE
École doctorale : Sciences Ecologiques Vétérinaires Agronomiques et Bioingénieries.
Spécialité : Agrosystèmes, Ecosystèmes et Environnement
Par Melle Marie CECCHI
DEVENIR DU PLOMB DANS LE SYSTEME SOL-PLANTE
Cas d’un sol contaminé par une usine de recyclage du plomb et de
deux plantes potagères (Fève et Tomate)
Soutenue le 26 mars 2008 devant le jury composé de :
Mr Alain Bermond Professeur AgroParisTech Rapporteur
Mr Jean-Louis Morel Professeur INPL-ENSAIA Rapporteur
Mr Philippe Hinsinger Directeur de Recherche INRA Membre
Mr Eric Pinelli Professeur ENSAT Président
Mr Philippe Pradère Directeur STCM Membre invité
Mme Camille Dumat Maître de conférences ENSAT Co-directrice de thèse
Mme Maritxu Guiresse Maître de conférences ENSAT Co-directrice de thèse

Remerciements
Je tiens tout d’abord à remercier messieurs Alain Bermont et Jean-Louis Morel pour avoir accepté
de juger ce travail, ainsi que monsieur Philippe Hinsinger pour avoir accepté de participer au jury. Toutes
leurs remarques et leurs conseils ont contribué à améliorer la qualité de ce travail. J’adresse également toute
ma reconnaissance à Philippe Pradère, directeur de la STCM pour nous avoir permis d’accéder au site et
d’effectuer les prélèvements de sol, ainsi que pour son soutien financier. Je le remercie de nous avoir aidés à
mener ce travail à bien, ainsi que de nous avoir apporté son avis d’industriel averti en participant au jury de
thèse.
Je voudrais ensuite adresser tous mes remerciements à Maritxu Guiresse et Camille Dumat, mes
directrices de thèse, pour m’avoir aidée et guidée tout au long de ces années de thèse. Merci de m’avoir
initiée au monde de la pédologie qui m’était inconnu jusque la, ainsi qu’aux rudiments de la chimie.
Je tiens à remercier Eric Pinelli, pour toutes les discussions partagées, scientifiques ou non, pour son
aide et ses conseils depuis le DEA jusqu’à la fin de cette thèse, ainsi que pour avoir accepté de présider mon
jury de thèse.
Merci à Jean-Claude Revel pour son soutien pour l’obtention de la bourse qui a permis à cette thèse
de voir le jour, mais également pour m’avoir initiée à la DRX ou encore à la fusion alcaline !
Je voudrais également remercier Jérôme Silvestre pour m’avoir accompagné dès mes débuts au
laboratoire, pour son soutien et son aide. Un grand merci pour sa patience à toute épreuve, depuis le DEA
et le fameux « Comet Assay » jusqu’aux coupes de dernière minute au microtome.
Merci à Alain Alric pour les nombreuses heures passées à l’ICP (pardon pour les dosages multi-
élémentaires et les 10000 méthodes avec 3 échantillons!).
Je remercie également Georges Merlina, Séverine Jean, Florence Mouchet, Jean Kallerhoff ou
encore Laury Gauthier pour leur présence et l’aide qu’ils ont pu m’apporter au fil des échanges.
Je ne peux oublier tous ceux qui rendent la vie plus légère et agréable au labo, à commencer par les
occupants du bureau 202, Aurore, Geoff, Bouz et Thomas. Geoff, merci de m’avoir supportée (à tous les sens
du terme !), aidée, encouragée, remotivée tout au long de ces années de thèse. Merci pour ta patience et pour
tout ce qu’on a pu partager. Un grand merci à Bouz également, tout d’abord pour ton soutien et ton aide
(précieuse à des moments clé comme la rédaction) mais aussi pour ta bonne humeur, ton humour (…) et
toutes les bonnes soirées partagées. Merci à Aurore pour la touche de féminité salutaire pendant les 2
dernières années, dans ce bureau très masculin, pour toutes tes séances de remotiavtion (le parking de
l’ENSAT s’en souviendra), pour toutes les heures de défoulement à la gym (ce soir il n’y aura pas de
survivants !) et enfin pour toutes les après-midi thé et les soirées grillades (spéciale dédicace au Dav au
passage). Un grand merci à Thomas, pour ta sympathie, ton calme olympien qui aide parfois à rester zen,

mais également pour ta disponibilité et ton aide que ça soit pour m’initier aux joies des extractions
séquentielles ou de l’isotopie du plomb. Un tout aussi grand merci à Claire-Emmanuelle pour les cours
d’excel, les heures à compter les micronoyaux, nos séances de motivation mutuelles en particulier dans la
dernière ligne droite et enfin pour votre accueil dans le Gers. Je remercie aussi Gaelle, la 2ème madame plomb
du labo, pour m’avoir souvent éclairée sur l’usine, le process et les particules, mais aussi pour ton soutien et
tes conseils avisés. La liste ne serait pas complète sans remercier Tim (dit le benêt) pour avoir contribué à
animer nos journées, Laure, Anne-Sophie, Sylvain, Mohamadou, Matthieu, Lobat, Victor, mais également
Doyen pour la bonne ambiance les premières années et Boris qui nous a montré la voie.
Je ne remercierai jamais assez Annick, notre 2ème maman à tous, qui se met toujours en 4 pour nous
faciliter la vie dans les méandres du labo. Merci de m’avoir aidé à surmonter les coups de blues et moments
difficiles, mais aussi pour tous les bons moments partagés.
De façon plus personnelle, je voudrais également remercier tous ceux qui, en dehors de l’ENSAT
m’ont soutenu depuis plus ou moins longtemps et qui m’ont aidé chacun à leur manière à mener ce travail à
bien. Marie, un grand merci pour ta présence, ton soutien inconditionnel, toutes les soirées filles et
félicitations à toi aussi (2008 c’était notre année). Soumaya pour toutes ces années partagées, ton sens de
l’organisation et ton soutien. Merci aussi à Stéphanie pour ta zen attitude lors de ces quelques mois de
colloc, t’es la seule au monde à pouvoir venir à bout de mon stress. Merci à Anne, Paul et toute ma deuxième
famille de cœur, toujours présents depuis près de 25 ans. Enfin, merci à Atrok (mon grand frère de cœur),
Kaki, Nico (le cordon bleu), Fred (merci pour la conclusion générale et pour ton soutien quotidiens les
derniers mois) ou encore à Alexia pour les moments sympathiques dans mon deuxième labo.
Je ne peux clore ces remerciements sans adresser toute mon affection et ma reconnaissance à ma
famille. Une pensée pour les chiliens, ma famille du bout du monde. Merci à mes grands-parents, oncle,
tante, cousins et petits cousins, toujours présent dans mon cœur malgré la distance nous séparant. J’en
profite pour passer le flambeau à Matìas, le prochain sur la liste des docteurs. Une pensée également pour la
Catalogne, ma grand-mère, mon grand-père que je n’ai pas eu la chance de connaitre, Cati et Léo, mes grand-
tantes, et les cousins, Emma et le futur bébé, Bastien et Coline (le BAC ma coco !!!). Merci également à Gil,
à Delphine et tout le reste de la « famille par alliance » !.
Et enfin et surtout tout mon amour à Manu, Caro et Daniel, et mes parents, pour leur soutien
inconditionnel, leur patience (surtout les derniers mois), leurs nombreux encouragements et leur confiance en
moi. C’est surtout grâce à vous que j’ai trouvé la force de me dépasser et d’arriver jusque la.

Avant-propos
Cette thèse a été réalisée dans le cadre d’une Allocation de Recherche du Ministère de
l’Education et de la Recherche Technologique (octobre 2004-septembre 2007). Elle a par ailleurs
bénéficié du soutien financier de la Société de Traitement Chimique des Métaux, qui nous a
également permis l’accès au site contaminé, afin de réaliser les prélèvements de sol utilisés tout au
long de l’étude.
L’ensemble de ces travaux ont abouti à la rédaction de deux publications :
• Multi-metal contaminationof a calcic Cambisol by fallout from lead recycling
plant. M. Cecchi, C. Dumat, A. Alric, R. Bidegain, P. Pradere and M. Guiresse. Geoderma
(2008), 144 (1-2): 287-295.
• Fate of lead in the soil-plant system of Vicia faba and Lycopersicon
esculentum cultivated on a contaminated calcareous soil. M. Cecchi, M. Guiresse and C.
Dumat. Soumis à Water, Air and Soil pollution, 2008.
Ils ont également fait l’objet de communications par poster dans deux colloques :
• Study of lead impact and behavior in the soil-plant system. Case of Vicia faba
and Pelargonium cultivated on a calcareous soil contaminated by lead
recycling plant fallouts. M. Cecchi, M. Guiresse, J. Silvestre, P. Pradère, E.
Pinelli & C. Dumat. Difpolmine Conférence (ADEME), 12-14 Décembre 2006
(Poster+ rédaction d’un article de 10 pages pour les actes du colloque).
• Lead behavior in a contamined calcic cambisol profile. M. Cecchi, C. Dumat,
P. Pradère, R. Bidegain, J.C. Revel, E. Pinelli & M. Guiresse. 18th world
congress of soil sciences. Philadelphia, USA. July 9th-14th 2006 (Poster)
Par ailleurs, j’ai pu bénéficier d’un poste de monitrice de l’enseignement supérieur durant ces
3 années de thèse. J’ai réalisé mes trois années d’enseignement à l’ENSAT, sous la direction de
Pierre Maury, principalement dans les deux premières années du cycle ingénieur. J’ai effectué les
travaux dirigés et les travaux pratiques dans l’unité Phytotechnie (Principes généraux d’agronomie,
Croissance et développement des végétaux cultivés, Interactions plante/environnement). Les
principaux travaux dirigés auxquels j’ai participé portaient sur la photosynthèse nette (paramètre
d’analyse de la croissance), la caractérisation de l’état hydrique des plantes (système sol – plante -
atmosphère), ainsi que sur l’étude des effets des différents facteurs sur la phase de germination et de
levée du maïs.

Tous ces enseignements se déroulaient sur du matériel végétal vivant, qui nécessitait donc un
semis au départ, puis un suivi régulier d’irrigation, et de protection contre les maladies parfois. Cette
tache m’était entièrement impartie, et je tiens d’ailleurs par ces quelques lignes à remercier
profondément Patricia Nouri, technicienne au laboratoire, pour son aide constante et précieuse
concernant cette préparation du matériel végétal, ainsi que du matériel pour les séances de TD. De
plus, j’étais chargée de la correction de l’ensemble des comptes-rendus de travaux dirigés rendu à la
fin des séances.
Ce poste de monitrice m’a également permis de bénéficier des formations du Centre
d’Initiation à l’Enseignement Supérieur de Midi-Pyrénées, qui ont été pour la majeure partie,
profitables, et m’ont initié au monde universitaire, que l’on croit bien connaitre, mais qui est en réalité
beaucoup plus complexe. C’était l’occasion de réfléchir véritablement sur le métier d’enseignant
chercheur, de prendre du recul sur cette fonction, et même, en général de discuter sur de nombreux
sujets.