Interaction des éléments terres rares avec des colloïdes organo-minéraux comme moyen de contrôle de la dissémination des éléments terres rares... - Bâtiment 5 - Campus De Beaulieu

Titre complet : Interaction des éléments terres rares avec des colloïdes organo-minéraux comme moyen de contrôle de la dissémination des éléments terres rares dans l'environnement La soutenance pourra également être suivie en ligne avec ce lien:

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Direction de thèse :

Mélanie DAVRANCHE Professeur, Université de Rennes

Julien GIGAULT Directeur de Recherche, TAKUVIK-Université Laval

Delphine VANTELON Responsable de ligne; Synchrotron SOLEIL

Composition du jury :

Christophe HISSLER (Rapporteur) Directeur de Recherche, Université de Luxembourg

Marie-Noëlle PONS (Rapporteur) Directrice de Recherche, CNRS-Université de Lorraine

Carlos RUIZ CÁNOVAS (Membre du jury) Professeur, University of Huelva

Delphine DURCE (Membre du jury) Chef de projet, SCK-CEN

Invité :

Aline DIA Directrice de Recherche, CNRS-Université de Rennes

Résumé : Les colloïdes fer-matière organique (Fe-MO) jouent un rôle crucial dans la mobilité et le transport des terres rares dans l'environnement. Malgré de nombreuses études sur le comportement et la structure des colloïdes, les interactions terres rares-colloïdes et leur impact sur la dissémination environnementale des terres rares restent mal contraints. Cette étude a montré que le pH influence de significativement la structure et la réactivité des colloïdes Fe-MO. La spectroscopie d'absorption des rayons X (XAS) a démontré que les terres rares sont liés aux phases organiques des colloïdes Fe-MO et non pas aux phases ferriques. La présence de Ca en tant que coagulant, augmente leur taille et faiblement leur capacité d'adsorption des colloïdes par ouverture de leur structure colloïdale. L’étude de la fraction nano-colloïdales (20kDa-400nm) des colloïdes Fe-OM ont confirmé que les terres rares, en particulier lourdes agissent comme agent d'agrégation, augmentant la taille des colloïdes auxquels elles sont adsorbées et diminuant ainsi leur propre mobilité. La combinaison d’un pH acide, de la présence d’ions majeurs et la concentration en terre rares sont donc les principaux facteurs permettant de limiter la mobilité et le transfert colloïdale des terres rares dans l'environnement.

Mots clés : Colloïdes Fe-OM, ETR, adsorption, dissémination dans l'environnement, XAS, A4F-ICPMS, agrégation, fractionnement

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I'm pleased to invite you to my thesis defense, entitled Rare earth elements(REE) interaction with iron-organic matter colloids as a control of the REE environmental dissemination.

The defense can be also followed on line by the following link:

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Thesis supervisors:

Mélanie DAVRANCHE Professeur, Université de Rennes

Julien GIGAULT Directeur de Recherche, TAKUVIK-Université Laval

Delphine VANTELON Responsable de ligne; Synchrotron SOLEIL

Jury composition:

Christophe HISSLER (Rapporteur) Directeur de Recherche, Université de Luxembourg

Marie-Noëlle PONS (Rapporteur) Directrice de Recherche, CNRS-Université de Lorraine

Carlos RUIZ CÁNOVAS (Membre du jury) Professeur, University of Huelva

Delphine DURCE (Membre du jury) Chef de projet, SCK-CEN

Guest: Aline DIA Directrice de Recherche, CNRS-Université de Rennes

Abstract: Iron-Organic matter-colloids (Fe-OM) play a crucial role in governing the mobility and transport of rare earth elements (REE) in the environment. Despite numerous studies elucidating the colloidal behavior and structure under various conditions, uncertainties persist regarding the mechanisms of REE binding to these colloids and their subsequent dissemination in the environment. This study revealed that pH significantly increases the aggregation Fe-OM colloids and modify their surface reactivity against REE and Calcium (Ca). X-ray absorption spectroscopy (XAS) experiments revealed that REE predominantly bind to the OM rather than Fe phases of the FE-OM colloids. As coagulating agent, Ca slightly enhances the colloid size and adsorption capacity of Fe-OM colloids by opening their structure. Experimental data on Nano-colloids fraction (20kDa-400nm) confirmed that REE, and more particularly heavy REE, can act as aggregating agents, subsequently decreasing their own mobility. The combination of acidic pH and major ions and REE loading are the main parameter that control the aggregation of Fe-OM colloids and therefore the REE environmental mobility and transfer.

Keywords : Fe-OM colloids, REE, adsorption, environmental dissemination, XAS, A4F-ICPMS, aggregation, nano-colloids