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Animation : Alexandra Ter Halle, Cécile Miège, Pierre Faure et Pierre Benoît

La session 3 a regroupé des présentations orales et posters couvrant de façon inégale les processus suivants :
• Interactions organo-minérales dans les sols et les sédiments ;
• Evolution dans le temps, (bio)dégradation des matières organiques ;
• Mobilité, biodisponibilité des matières organiques ;
• Interaction des matières organiques vis-à-vis des contaminants métalliques ;
• Interaction des matières organiques vis-à-vis des contaminants organiques.

La très large diversité des champs d'étude et des compétences (pédologues, chimistes, agronomes, modélisateurs, …) ouverts par ces différents volets montre que le terme de "réactivité" a été interprété de façons très différentes et mériterait d'être défini plus précisément pour la suite.

Séance de posters :
Dans chaque présentation ou poster, la stratégie suivie pour étudier cette réactivité est présentée : elle met en œuvre différents types de méthodes de caractérisation (chimique, biologique, physique) et plus rarement des modèles. Par ailleurs, nous avons pu distinguer très nettement un groupe de présentations traitant des MO particulaires et un groupe traitant des MO dissoutes avec une approche différente et rarement un lien entre ces 2 compartiments.

Majoritairement consacrées au milieu tempéré, les communications ont concerné autant les matières organiques naturelles qu’anthropiques. Les MO fossiles ont été peu abordées (3 présentations sur 21). Nous avons noté une très forte représentation des milieux continentaux, en particulier des sols, et une faible représentation du milieu marin. D’autres MO ont été complètement absentes du colloque et de ce thème en particulier : les MO de l’atmosphère et celles de certaines roches.

Il ressort qu’un grand nombre des recherches présentées portent sur la caractérisation des MO sans pouvoir la relier au déterminisme de la réactivité des MO. Un champ très vaste de recherches semble ouvert pour des travaux visant à caractériser la diversité des matières organiques naturelles et anthropiques. Des développements méthodologiques récents permettent des caractérisations in situ des matières organiques dans des matrices complexes, polyphasiques à des échelles de plus en plus fines, allant jusqu’au niveau moléculaire.

En contrepartie, le développement de modèles conceptuels permettant de relier les informations sur la caractérisation des MO et leur réactivité à court et moyen terme reste peu avancé. Lors du débat, il est apparu qu’un effort de clarification d’objectif était nécessaire pour ce qui concerne la modélisation. La modélisation est un outil au service d’objectifs précis. La modélisation peut servir à tester des concepts et des hypothèses sur des processus en jeu dans la réactivité des MO (modèle à base mécaniste). Elle peut être empirique à des fins prédictives, mais se heurte alors à des limites de généralisation.

Synthèse des débats :
L’analyse des présentations et des discussions permet d’identifier plusieurs points faibles :

• Faible intégration entre chimie, physico-chimie et biologie dans les études portant sur la réactivité des MO. Or, dans de nombreux milieux, les processus biologiques exercent un rôle moteur sur l’évolution biochimique des MO.
• Des degrés de connaissance différents de la réactivité des MO liés aux problèmes analytiques : (i) MO dissoutes vs. MO solides. Les premières sont relativement plus faciles à isoler mais elles sont souvent en concentrations très faibles ; (ii) Fraction dissoute hydrophobe vs. fraction dissoute hydrophile. La seconde est moins facile à isoler.
• Des modèles conceptuels existent pour décrire les interactions physico-chimiques avec les métaux, en particulier pour la fraction dissoute des MO. Le développement de tels modèles est moins avancé pour les contaminants organiques. Le problème des contaminations multiples organiques et/ou métalliques est a fortiori encore moins abordé.
• Il existe des modèles d’évolution et de dégradation des MO et également des modèles d’interactions avec des contaminants métalliques. Il semble manquer de modèles couplant dynamique d’évolution des MO et interaction vis-à-vis des contaminants.
• Transfert d’échelle. (i) Temporelle : comment passer des dynamiques d'évolution à court/moyen terme à des dynamiques d’évolution à long terme (géosciences) ? (ii) Spatiale : Difficulté de généraliser les résultats obtenus en laboratoire vs. in situ, avec un échantillon ponctuel vs. à l'échelle d'un bassin versant.