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Développement d'une nouvelle méthode de séparation des minéraux nanométriques par filtration en flux tangentiel pour l'étude de la séquestration du carbone dans les sols du Sénégal

Fall B.G., Legros S., Diome F., Ntoma-Diallo R., Feder F.. 2017. Montpellier : CIRAD, 1 p.. Conférence Intensification Durable 2017 : Biodiversité et ingénierie écologique pour une intensification durable de l'agriculture, 2017-04-24/2017-04-26, Dakar (Sénégal).

L'initiative 4 pour 1000 a pour principal objectif de séquestrer du carbone dans les sols et d'en accroître la fertilité. Dans le cadre du projet ANR nanoSoilC, notre objectif est de déchiffrer les processus de stabilisation et de déstabilisation de la Matière Organique (MO) avec les minéraux nanométriques du sol en décrivant leurs mécanismes d'interactions. En effet, ces minéraux nanométriques jouent un rôle prépondérant dans le stockage du carbone. Les méthodes traditionnelles d'extraction de ces nanophases organo-minérales (séparation granulométrique et densimétrique) sont assez limitées. Cette étude se focalise sur le développement d'une nouvelle méthode par filtration en flux tangentiel (TFF) qui permettra d'accéder à des fractions permettant de quantifier le carbone associé à ces minéraux nanométriques faiblement cristallisés. Dans la TFF, le pompage du fluide s'effectue tangentiellement le long de la surface de la membrane de sorte que les composants retenus ne s'y accumulent pas. Ce procédé est peu utilisé pour séparer les particules < 2 µm dans les systèmes naturels. Ainsi, chaque phase du fractionnement a fait l'objet d'optimisation et a été appliqué sur un arénosol (sol dior) et un fluvisol (sol deck) du Sénégal. Les seuils de coupure (2000 µm, 50 µm, 2 µm) ont été effectués par tamisage et sédimentation ou centrifugation. Sur la fraction inferieure à 2 µm, le fractionnement par TFF a été réalisé aux seuils de coupures 0,2 µm et 3 kDa. Chaque fraction de sol a été séchée à l'étuve à 105°C puis pesée et conservée pour des analyses de carbone (total ou dissous). Une première filtration séquentielle a montré les répartitions suivantes : la fraction < 2µm représente 11 % pour le sol deck et 1 % pour le sol dior ; pour les deux types de sol environ 80 % de la fraction < 2µm est dans la classe 2-0,2µm. Chaque étape du fractionnement a fait l'objet d'optimisation et cette étude a permis : l'établissement d'une méthodologie innovante pour séparer les particules dans la fraction < 2µm d'un sol ; d'appliquer cette méthodologie sur deux types de sols du Sénégal ; de déterminer la distribution du carbone dans ces différentes fractions. L'application de la TFF à d'autres matrices (eaux, déchets¿) ou à des domaines proches (microbiologie...) permet d'envisager de séparer des fractions granulométriques < 2µm ; ces fractions sont les plus réactives mais les plus difficiles à caractériser et à étudier.

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