Les microbes des eaux souterraines protègent la qualité de l'eau

Un équilibre subtil entre biologie et géologie

Eau

Cette publication dans PNAS en janvier 2019, issue de la thèse de Tamara Kolbe (première auteure, et qui a piloté l’étude) sous la direction de Jean-Raynald de Dreuzy (Géosciences Rennes), est très largement OSURienne et associe également Luc Aquilina, Tristan Babey, Thierry Labasque, Anniet Lavermamn, Jean Marçais (université de Rennes 1, CNRS, Géosciences Rennes et ECOBIO), Ben Abbott (Brigham Young University USA, ECOBIO), Gilles Pinay (Irstea, ECOBIO), Zahra Thomas (Agrocampus Ouest, SAS).

L'azote est un nutriment indispensable en général pour la vie sur Terre, et essentiel en particulier pour les cultures. Mais, lorsqu'il y en a trop, cet azote peut provoquer par exemple des proliférations d'algues nuisibles et des zones « mortes » où seuls les vers et les bactéries peuvent survivre. Au cours des 50 dernières années, l'utilisation d'engrais et de combustibles fossiles a plus que doublé la quantité d'azote réactif qui entre dans le système terrestre chaque année. Cette pollution par l'azote affecte les deux tiers des masses d'eau douce dans le monde et cause des milliards d'euros de dommages au secteur de la pêche et aux écosystèmes. On sait depuis longtemps que cette pollution azotée est en partie éliminée dans les nappes phréatiques où, l’oxygène se faisant rare, les microorganismes sont contraints d’utiliser les nitrates.

Ainsi, tous les nitrates passant suffisamment de temps dans les milieux souterrains seraient transformés en diazote, une molécule inoffensive et dominante dans l’atmosphère. Cependant, quand les temps de résidence dans les nappes sont de plusieurs années et même dizaines d’années, il reste des quantités importantes de nitrate dans les aquifères limitant l’impact immédiat des politiques de réduction d’engrais azotés.
 

Tamara Kolbe & Jean-Raynald de Dreuzy

Une nouvelle étude publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences en janvier 2019 révèle que la géologie, à travers la disponibilité des minéraux réduits (comme la pyrite par exemple), est le facteur limitant de la dégradation. Les microorganismes des eaux souterraines sont bien les responsables de la dégradation et ils sont efficaces. La dégradation n’est donc pas tant facteur du temps que les nitrates passent dans les nappes, mais leur probabilité de rencontrer des zones de minéraux réduits sur lesquels se sont installés les microorganismes. En passant dans ces zones réduites, les nitrates sont rapidement dégradés. S’ils n’y passent pas, ils continuent leur transfert jusqu’à se retrouver quelques années ou décennies plus tard dans les rivières. Cette publication issue de la thèse de Tamara Kolbe (première auteure, et qui a piloté l’étude) sous la direction de Jean-Raynald de Dreuzy (Géosciences Rennes), est très largement OSURienne et associe également Luc Aquilina, Tristan Babey, Thierry Labasque, Anniet Lavermamn, Jean Marçais (université de Rennes 1, CNRS, Géosciences Rennes et ECOBIO), Ben Abbott (Brigham Young University USA, ECOBIO), Gilles Pinay (Irstea, ECOBIO), Zahra Thomas (Agrocampus Ouest, SAS).

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>>> Référence

Tamara Kolbe, Jean-Raynald de Dreuzy, Benjamin Walter Abbott, Luc Aquilina, Tristan Babey, Christopher T. Green, Jan H. Fleckenstein, Thierry Labasque, Anniet M. Laverman, Jean Marçais, Stefan Peiffer, Zahra Thomas, Gilles Pinay. Stratification of reactivity determines nitrate removal in groundwater. PNAS, jan 2019