Phytoextraction du Ni dans les sols ultramafiques d'Albanie, Phytoextraction of Ni in ultramafic soils of Albania

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INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE
INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE
Laboratoire Sols et Environnement UMR 1120 – INPL/INRA

UNIVERSITE AGRICOLE DE TIRANA
Département Agro-Environnement

Ecole Doctorale Ressources Procédés Produits Environnement

Thèse
Présentée en vue de l’obtention du
Doctorat de Sciences Agro - Environnement par
Aida BANI

Phytoextraction du Ni dans les sols ultramafiques d’Albanie


Soutenue publiquement le 31 août 2009 devant la Commission d’Examen :

Membres du Jury :
Thierry BECQUER, Directeur de Recherche IRD, Montpellier Rapporteur, Président
Alessandro CHIARUCCI, Professeur Université de Sienne Rapporteur
Alfred MULLAJ, Professeur Université de Tirana Examinateur
Guillaume ECHEVARRIA, Professeur INPL, Nancy Co-directeur, Membre invité
Sulejman SULÇE, Professeur Université Agricole de Tirana, Co-directeur
Jean Louis MOREL, Professeur INPL, Nancy Co-directeur
2







Je dédie ce travail à Besnik, mon mari et à mes enfants, Erla et Emarildo, pour
avoir accepté tant de sacrifices durant les années de thèse.

Je dédie aussi ce travail à mon oncle, Estref Haxhialushi, un grand professeur de
botanique albanais.


















1 Remerciements
Ces travaux de thèse ont été principalement effectués au sein du Laboratoire Sols
Environnement INPL/INRA et du Département Agro-environnement, Université
Agricole de Tirana.
J’adresse mes sincères remerciements à l'Ambassade française à Tirana (l'Albanie) pour
la bourse du gouvernement français dont j’ai bénéficié pour effectuer ce travail.
Avant tout, je remercie messieurs les membres du jury pour leur collaboration durant
l’examen de ce travail et pour m’avoir fait l'honneur d'assister à ma soutenance.
Je suis reconnaissant à Thierry BECQUER et Alessandro CHIARUCCI, d'avoir accepté
d'être rapporteurs de ma thèse. Leurs commentaires et leurs questions m'ont permis de
clarifier ma rédaction et m'ont donné de nouvelles pistes de réflexion.
J'exprime mes profonds remerciements à mon directeur de thèse, Monsieur Jean Louis
Morel, Professeur à l’ENSAIA, et Directeur du Laboratoire Sols Environnement, pour
m’avoir accueilli dans son laboratoire et pour l'aide compétente qu'il m'a apportée. Je
tiens également à lui exprimer toute ma reconnaissance pour ces années de thèse que
j’ai passées à leur côté. Au cours de ces années, sa grande disponibilité, sa rigueur
scientifique, son enthousiasme et ses précieux conseils m’ont permis de travailler dans
les meilleures conditions. La confiance qu’il m’a accordée ainsi que nos nombreuses
discussions m’ont permis de progresser et de mieux appréhender les différentes facettes
du métier d’enseignant-chercheur.
Je remercie Monsieur Sulejman Sulçe, professeur à Université Agricole de Tirana pour
m'avoir donné la possibilité de faire cette thèse en France et pour avoir encadré mon
travail en Albanie. Je tiens à te remercier pour tout ce que tu as fait pour moi pendant
ma thèse
J’adresse tout particulièrement ma reconnaissance à Monsieur Guillaume Echevarria,
professeur à l’ENSAIA, pour la co-direction de cette thèse aussi. Il a su me faire
profiter de ses nombreuses connaissances et de sa dimension internationale au travers
des publications et des conférences que nous avons pu réaliser ensemble. Par la suite
nos relations ont évolué vers une amitié sincère. Je tiens enfin à te remercier pour ton
implication dans ce travail de thèse, pour ton aide, ta disponibilité, tes nombreux
conseils et ton soutien sans faille. Je veux exprimer ma reconnaissance pour le temps
passé à corriger ma thèse et mes publications en anglais.
Je suis reconnaissant à famille Kanari pour le soutien pendant le temps que j'ai été à
Nancy.
Je remercie tout le magnifique personnel de mon laboratoire, le LSE.
J’exprime ma reconnaissance à Emmanuelle Montargès-Pelletier pour notre
collaboration scientifique pendant ma thèse.
Merci enfin à toute ma famille, en particulier mon mari (Besnik), mes enfants (Erla et
Emarildo), mes parents, mon frère et ma sœur de m'avoir supporté et aidé.
2 Table des matières
Table des matières .......................................................................................................... 3
Introduction générale ..................................................................................................... 7
Chapitre 1 : De la géobotanique au phytomining du nickel Etude bibliographique
........................................................................................................................................ 12
1. Introduction ........................................................................................................... 13
Les roches ultramafiques ............................................................................................. 13
1.1 Croûte océanique et ophiolites ......................................................................... 13
1.2 Mise en place des ophiolites ............................................................................ 14
1.3 Phénomènes de serpentinisation ...................................................................... 14
1.4 Serpentinites bréchiques et ophicalcites .......................................................... 15
1.5 Minéraux de serpentine .................................................................................... 15
Sols de serpentine ......................................................................................................... 16
1.6 Les Vertisols .................................................................................................... 17
a) Les caractéristiques des Vertisols ........................................................... 18
b) Dynamique minérale des Vertisols ......................................................... 19
c) Les Vertisols du bassin méditerranéen ................................................... 20
1.7 Localisation du Ni dans les sols ....................................................................... 21
1.8 Caractérisation des phases principales porteuses de Ni dans les sols
ultramafiques (serpentine) .......................................................................................... 22
a) Les serpentines ....................................................................................... 22
b) Les chlorites ............................................................................................ 23
c) Les smectites 23
d) Les oxy-hydroxydes de Fe et de Mn ...................................................... 24
Le syndrome de serpentine .......................................................................................... 26
1.9 Quelques problèmes de serpentines ................................................................. 27
a) Réponses morphologiques à la serpentine .............................................. 27
b) Taux élevés d’endémisme ...................................................................... 28
c) Types spécifiques de végétation ............................................................. 28
1.10 Mécanismes de tolérance à la serpentine ......................................................... 28
a) Rapport Ca/Mg ....................................................................................... 28
b) Toxicité du magnésium .......................................................................... 29
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