Origine et impact des pollutions liées aux activités minières sur l'environnement et la santé, cas de

319 Pages·2017·13.28 MB·French

by  Sylvaine Goix

Origine et impact des pollutions liées aux activités
minières sur l’environnement et la santé, cas de Oruro
(Bolivie)
Sylvaine Goix
To cite this version:
Sylvaine Goix. Origine et impact des pollutions liées aux activités minières sur l’environnement et
la santé, cas de Oruro (Bolivie). Interfaces continentales, environnement. Université Paul Sabatier -
Toulouse III, 2012. Français. ￿NNT: ￿. ￿tel-00781152￿
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TTHHÈÈSSEE

En vue de l'obtention du

DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE

Délivré par L’Université de Toulouse-Toulouse III
Discipline ou spécialité : Environnement et Santé

Présentée et soutenue par Sylvaine Goix
Le 23 Avril 2012

Titre : Origine et impact des pollutions liées aux activités minières sur l’environnement
(eau-sol-atmosphère) et la santé, cas de Oruro (Bolivie)

JURY
Bruno Lartiges – Professeur - Université de Toulouse – Président du Jury
Françoise Elbaz-Poulichet - Directrice de Recherche – CNRS - Rapportrice
Yves Noack - Directeur de recherche – CNRS - Rapporteur
Anne Probst – Directrice de recherche - CNRS – Examinatrice
Sébastien Denys – Directeur d’unité – ANSES - Examinateur
Priscia Oliva – Maître de Conférence – Université de Toulouse – Directrice de thèse
Jacques Gardon – Chargé de Recherche – IRD – Co-directeur de thèse

Ecole doctorale : SDU2E
Unité de recherche : Géosciences Environnement Toulouse (GET)
Directeur(s) de Thèse : Priscia Oliva et Jacques Gardon

AVANT PROPOS

Ayant longtemps hésité entre une "carrière" littéraire ou scientifique, je profite de cette
occasion unique pour publier l'un de mes premiers (et heureusement derniers) poèmes. Celui-
ci montre que ma passion pour la protection de l'environnement ne date pas d'hier, et explique
donc ma motivation pour cette longue mais passionnante thèse. D'après le nombre de photes
d'aurtograffes à la ligne, ce texte doit dater le la fin des années 80…

REMERCIEMENTS ( !)
Et me voilà à la page des remerciements. Enfin ! Cette page qu’on écrit quand on a fini
tout le reste, ou presque…Ca fait un bout de temps que j’y pense, à tous ceux que je dois
remercier, avec la peur d’oublier quelqu’un vu tous les gens qui ont mis la main à la pâte
pour que cette thèse soit possible. Alors j’espère que je n’oublierai personne en chemin, et me
voilà partie dans l’énumération de tous ceux sans qui ce travail n’aurait pas été possible.
Je voudrais commencer par le Jury de cette thèse, et notamment mes rapporteurs,
Françoise Elbaz-Poulichet et Yves Noack qui ont accepté de corriger mon manuscrit dans un
délai très court compte tenu de certains impératifs qui m’obligent à soutenir rapidement.
Merci également au président de ce Jury, Bruno Lartiges, et aux deux examinateurs, Anne
Probst et Sébastien Denys.
J’aimerais ensuite remercier mes encadrants. Ma directrice de thèse, Priscia Oliva, qui
m’avait déjà encadrée pour mon stage de Master 1, et qui m’a accordé sa confiance pour
réaliser cette thèse. Merci pour l’aide apportée tout au long de ce travail, comme sur le
dépiotage des DRX qui fut long et douloureux et que je n’aurais jamais pu réaliser toute
seule. Ensuite Jacques Gardon, mon co-directeur, médecin épidémiologiste à l’IRD. Merci de
tout cœur pour avoir réussi à communiquer avec moi malgré la disparité de nos disciplines,
pour avoir été un professeur particulier de statistique et m’avoir encouragé quand je ne
voyais plus le bout. Je me souviendrai longtemps de ces longues conversations téléphoniques
passées à essayer de comprendre quelque chose à ce grand schmilblik qu’est Oruro.
Ensuite viennent ceux qui n’ont pas la mention encadrant sur le papier mais qui m’ont
pourtant tellement aidé. D’abord David Point, qui a été embauché à l’IRD au début de ma
thèse sur le chantier Bolivie. Merci David de t’être interessé d’aussi prés à mon travail, de
m’avoir conseillée et de m’avoir transmis un peu de ta rigueur scientifique. Merci à Mireille
Polvé, qui m’a accompagnée au début de cette thèse pour tenter de comprendre ce qui se
passait dans ces aérosols. Et merci à Gaëlle Uzu toute nouvelle embauchée IRD qui risque de
tripatouiller mes échantillons une fois que je serai partie et qui a pris le temps de corriger
mes gribouillages sur la santé. Bonne chance à toi ! Merci à Flavia Barbieri pour l’aide sur
la partie santé du papier sur les aérosols. Dans cette catégorie rentre aussi Sylvie Castet, qui
m’a aidé à mettre en place les manips de bioaccessibilité, mais qui n’a malheureusement pas
pu assister aux résultats. Merci Sylvie de m’avoir fournit aussi bien en matériel qu’en
assistance et en réflexion. Ca restera toujours un plaisir de travailler avec toi, et je regrette
que nous n’ayons pas pu parler ensemble de ces données. Je n’oublie pas non plus Hubert
Mazurek et Emmanuelle Cadot, de l’IRD, qui m’ont coatchée sur ce satané ArcGis durant de
longues heures. Mes cartes ne sont pas celles d’un géographe (je n’aurais jamais assez de
sens artistique pour ça), mais elles ont le mérite d’exister et de m’avoir aidé à interpréter mes
données !
Il y a 5 personnes sans lesquels tout cela n’aurait pas été possible non plus, ce sont les
stagiaires que j’ai encadré durant cette thèse. Merci à Laura, Jeremy, Joël, Eléonore et
Mélissandre. J’ai eu la chance de ne tomber que sur des esclaves étudiants motivés,
volontaires et rigoureux, je vous remercie chaleureusement pour tout le travail effectué et je
vous souhaite bonne chance pour le futur!
Travailler sur un terrain situé à plus de 10 000 km a bien des avantages (ah… les
campements au bord du lac Uru-Uru ou les pataugeages dans les DMA !!!), mais aussi bien
des inconvénients. Heureusement qu’une équipe de choc était sur place ! Chez les Boliviens,
je tiens à remercier Jean-Louis Duprey, pour l’organisation de toutes les missions, son
accueil chaleureux et sa bonne humeur constante. Las « chicas » Lincy Ugarte et Erika de la
Galvez Murillo qui ont participé à bien des missions, préparé et analysé de nombreux
échantillons, et ce toujours avec le sourire ! Merci à Jaime Chincherros de m’avoir accueillie
dans son laboratoire à chaque fois que je suis venue au LCA, et à toutes les personnes dont je
ne connais pas les noms mais qui étaient présent dés que j’étais perdue dans ce laboratoire
du bout du monde. Et puis merci aux écologues, Carlos et Carla, duo de choc, présents
également à de nombreuses missions et toujours très accueillants. Le dernier membre de
l’UMSA que je veux remercier est Ludivine Guislain, que je n’ai rencontré qu’une fois en
2007, mais qui a été essentielle à la réalisation de ce projet. En volontariat international sur
le projet ToxBol, Ludivine a réalisé toutes les premières missions de prélèvement des aérosols
et de l’eau, a fait preuve d’initiatives qui ont été plus que bénéfiques au projet ! Merci
Ludivine pour tout ce travail d’une grande rigueur, et pour ces power points pointilleux de
compte rendus de missions que j’ai épluché minutieusement et qui m’ont sacrément aidé.
Gracias a Carlos Huayta, el hombre de la situación en Bolivia, con quien he caminado
en las calles de Oruro, buscando muestras de cualquier natura. Gracias para haber
entendido mi pobre castellano, para tus contestas rápidas a mis preguntas, y para tu
conocimiento de la ciudad y de su medio ambiente. Tu ayuda ha sido esencial para la
realización de esto proyecto. Suerte con los chonchitos, y que todo te vaya bien…
De retour en France, je tiens à remercier Tous les personnels techniques du GET ex-
LMTG. Je ne sais pas si ça se voit, mais cette thèse à un côté pluridisciplinaire qui fait que
j’ai eu affaire à pratiquement tous les services du laboratoire. On va donc commencer par la
salle blanche, dans la quelle j’ai passé de longues longues longues heures de préparation, en
compagnie de Manu, Jonathan, Caco ou Seb. Une spéciale dédicace à Manu pour les heures
que nous avons passées ensemble sur la chimie de l’étain, de bonne ou de mauvaise humeur,
mais en tous cas toujours bien vivants. Courage, ça finira par marcher !
Ensuite viennent tous les autres services : le service chimie, merci Carole et Stéphanie
pour votre sourire et votre disponibilité, et merci Philippe pour le temps passé sur l’analyse
de l’étain ! A la plateforme ICP je remercie Fred, Aurélie et Jérôme pour toutes ces analyses,
jamais simples, et souvent en catastrophe… Au service MEB j’ai embêté Thierry et Sophie de
longues heures sur des échantillons pas très folichons. Merci à Michel Thibault, Monsieur
DRX, pour avoir toujours accepté avec le sourire la quantité d’échantillons que je lui donnais
au dernier moment. Merci à l’atelier roche (Fabienne, Ludovic et Jeff) pour avoir répondu à
toutes les demandes incongrues que je pouvais avoir. Merci au personnel passé et présent du
service gestion pour la gestion des missions de dernière minute en catastrophe (et plus
spécialement à Salima et Pascale Dedieu à qui j’ai donné bien du fil à retordre). Merci
également à Philippe Azéma d’avoir réussi à récupérer ma thèse qui a eu la merveilleuse idée
de disparaître de mon ordinateur 45 minutes avant l’heure limite pour rendre à l’école
doctorale. A Montpellier je tiens à remercier Rémi Freydier pour les nombreuses analyses
ICP-MS qu’il a réalisées cette dernière année, et encore désolée pour le plomb qui a du très
légèrement encrasser les tuyaux…
Il ya aussi tous les chercheurs que j’ai embêté à un moment ou à un autre avec des
questions, Jeroen Sonke sur l’isotopie, Damien Guillaume sur les séparations granulo,
Stéphane Audry sur les sédiments, Mathieu Benoit sur des questions de salle blanche, David
Labat sur des stats, José Darrozes sur ENVI, et j’en oublie surement beaucoup. Un merci
spécial à M’sieur Dandurand pour l’aide matérielle sur les analyses de bioaccessibilité et
pour m‘avoir fait découvrir les joies de la géochimie en L3.
Et puis on arrive enfin au soutien psychologique. Malgré leur exil progressif, les
thésards forment un noyau dur au sein du GET, soudé et uni face au même ennemi : le
découragement. Alors merci à mes collègues de bureau Quentin, Vanessa et Sylvain pour
avoir supporté mes sautes d’humeur, pour avoir commenté l’actualité quand personne n’avait
envie de bosser et pour m’avoir nourrie quand j’avais faim. Merci à Joe, Jack et Averell alias
Camillon, Alison et Sophititchka pour toutes ces heures à rêvasser, ragoter, rigoler,
s’épauler, médire, chanter, pleurer, s’encourager, enfin bref, merci d’avoir vécu cette thèse
avec moi ! Et puis merci à tous les autres passés ou présents, Aude, pauvre sociologue isolée
qui comprend mes blagues de geek, Jeremy et Julien, les exilés du DTP, Irinichka pour
m’avoir appris des rudiments de russe (ti krasivaya sevodna), Ana Valdès pour les longues
discussions sur les aérosols, Lucia pour les discussions sur Oruro, Vassilis pour son humour
décalé, Tristan pour ses pulls d’une couleur toujours plus originale, Lars pour son imitation
constante de Clark Kent, Adrien et ses mésaventures de kayak et de mini parachutes les jours
de grands vents, etc, etc…
Et puis merci aux copains qui m’ont soutenu de prés ou de loin tout au long de ces trois
ans, qui ont fait semblant de m’écouter parler isotopie ou exposition sans forcément bien
comprendre, mais toujours avec patience, alors merci à Lolo et Loulou avec ou sans
galouille, Céline l’exilée gerçoise, Anaïs et Gil pour m’avoir permis de mesurer ma capacité
à bosser dans des conditions extrêmes avec Eliot dans les bras, Arno (ça fait toujours du bien
d’avoir quelqu’un qui se plaint plus que soit même), et puis ceux qui sont loin mais dont les
coups de fils font tellement de bien, Fabienne ,Laurène et Emilie (sans ces vacances au Mas
Razal qui sait ce que je ferais à l’heure qu’il est ?), et tous les autres pour les chouilles qui
changent les idées !
Merci à mes parents d’avoir accepté mon changement d’orientation et d’avoir financé
ma reprise d’études quand j’aurais du être une infirmière désabusée à l’heure qu’il est. A
aucun moment je n’ai regretté ce choix, et j’espère que vous non plus. Merci à mon frère à
qui j’ai réussi à faire faire du Matlab pendant ses vacances, et un énorme remerciement à ma
soeur et sa smala pour toutes ces heures de décompression passées à Gourdon dans la
Maison du Bonheur.
Et enfin, je dédie ce travail à mon amour sans « e » qui a su me partager avec mon
travail sans désespérer que ça se termine un jour. Merci Sylvain de m’avoir consolée,
encouragée, rassurée, nourrie (ça c’était très important) et surtout aimée.
Et puis merci à toi qui n’a pas encore de nom mais qui gigote sans cesse, de m’avoir
aidée à supporter cette phase de rédaction par ton omniprésence au fond de moi. A partir de
d’aujourd’hui, promis j’arrête de passer la journée à manger du chocolat scotchée devant
l’ordinateur. Maintenant que ce travail est terminé je vais pouvoir me focaliser sur toi, pour
le meilleur et pour le pire, tu n’as plus qu’à espérer je passe mon HDR quand tu feras ta crise
d’adolescence !

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION GENERALE ............................................................................................... 1
I.1. CONTEXTE DU PROJET ....................................................................................................... 1
I.2. PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE .............................................................................. 3
I.2.1. CONTEXTE GEOGRAPHIQUE : UN ENVIRONNEMENT EXTREME ......................................... 3
I.2.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE : UNE ZONE POLYMETALLIQUE ................................................. 5
I.2.3. CONTEXTE ENVIRONNEMENTAL : DE MULTIPLES SOURCES DE CONTAMINATION ............ 7
I.2.4. CONTEXTE SANITAIRE : QUEL IMPACT DE L’ACTIVITE MINIERE SUR LA SANTE ? ............. 9
I.2.5. CONTEXTE SOCIOLOGIQUE : PERCEPTION ET VULNERABILITE DE LA POPULATION ........ 11
I.3. LES ETM EN CONTEXTE MINIER ..................................................................................... 13
I.3.1. POSSIBILITES DE TRANSFERTS D’ETM ENTRE LES DIFFERENTS COMPARTIMENTS A
ORURO 13
I.3.2. PHYSICOCHIMIE DES ETM EXPLOITES A ORURO EN CONTEXTE MINIER SELON LES
COMPARTIMENTS ................................................................................................................................... 15
I.4. OBJECTIFS SPECIFIQUES DE LA THESE ........................................................................... 18
IERE PARTIE : GEOCHIMIE ................................................................................................... 19
IIEME PARTIE : EXPOSITION ................................................................................................ 21
CHAPITRE II. MATERIEL ET METHODE ..................................................................... 23
II.1. EAUX ................................................................................................................................ 23
II.1.1. STRATEGIE D’ECHANTILLONNAGE ................................................................................ 23
II.1.2. PRELEVEMENT, CONDITIONNEMENT, FILTRATION ET ANALYSES IN SITU ..................... 25
II.1.3. ANALYSES CHIMIQUES .................................................................................................. 25
II.1.4. MODELISATION GEOCHIMIQUE ...................................................................................... 26
II.2. AEROSOLS ....................................................................................................................... 26
II.2.1. STRATEGIE D’ECHANTILLONNAGE ................................................................................ 26
II.2.2. ANALYSES CHIMIQUES .................................................................................................. 29
II.2.3. ANALYSES MICROSCOPIQUES ......................................... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
II.2.4. CALCUL DES FACTEURS D’ENRICHISSEMENT ................................................................ 31
II.3. TILLANDSIA CAPILLARIS ................................................................................................ 32
II.3.1. STRATEGIE D’ECHANTILLONNAGE ................................................................................ 32
II.3.2. ANALYSES CHIMIQUES .................................................................................................. 34