Réactivité minérale et diversité microbienne associées aux interactions eau-basaltes en conditions de subsurface

L’objectif de ces travaux de thèse consiste à fournir une évaluation réaliste de la contribution des microorganismes aux taux d’altération des silicates dans les environnements basaltiques de subsurface. La motivation est simple : ~ 70 % des bactéries et des archées vivent en milieu sous-terrain (sols, sédiments, croûtes océanique et continentale), et on soupçonne depuis longtemps les microorganismes d’avoir un impact sur les vitesses d’altération des silicates, qui affectent aussi bien le cycle biogéochimique de nombreux éléments que le climat de la Terre. Cependant, les vitesses et les mécanismes de l’altération microbienne des silicates restent mal contraints, en particulier dans les milieux basaltiques. Une approche interdisciplinaire et non-conventionnelle pour évaluer la contribution des microorganismes aux taux d’altération des silicates dans des milieux environnementaux complexes est mise en œuvre dans le cadre de ce projet de thèse. Elle consiste à estimer les vitesses de dissolution à l’aide de mesures non-invasives de la nanotopographie de substrats de silicates (olivine, plagioclases) ayant réagi dans des fluides naturels abritant leurs communautés microbiennes endémiques, prélevés dans des puits ciblant des aquifères basaltiques aux caractéristiques physicochimiques contrastées. Ces substrats sont traités au préalable pour obtenir des propriétés de surface qui reproduisent les différents stades du vieillissement des silicates en réponse à leur altération sur le long terme. Ces mesures sont combinées à des études de la diversité microbienne associée aux aquifères et aux substrats ciblés, à des techniques d’imagerie microbienne en milieu minéralisé et à des caractérisations innovantes à l’échelle nanométrique des surfaces ayant réagi pour proposer in fine une ‘heat map’ de la contribution microbienne à l’altération en fonction des paramètres physicochimiques des différents environnements échantillonnés.

Les travaux se déroulent dans le cadre du projet ERC Consolidator Mobidic porté par Damien Daval, ISTerre Grenoble (2021-2026 ; https://cordis.europa.eu/project/id/101001275).