Les impacts environnementaux dues à l'extraction minière sont considérables. C'est l'action des microorganismes, en utilisant leur métabolisme du soufre sur les déchets miniers, qui engendre les plus grands défis. Jusqu'à présent, peu de recherches ont été effectués sur les microorganismes environnementaux pour la compréhension globale de l'action du métabolisme du soufre dans une optique de prévention et de rémédiation des impacts environnementaux de l'extraction minière. Dans cette étude, nous avons étudié une bactérie environnementale, Acidithiobacillus thiooxidans, dans le but de comprendre le métabolisme du soufre selon le milieu de culture et le niveau d'acidité du milieu. Nous avons utilisé la transcriptomique à haut débit, RNA-seq, en association avec des techniques de biogéochimie et de microscopie à électrons pour déterminer l'expression des gènes codants les enzymes du métabolisme du soufre. Nous avons trouvé que l'expression des gènes des enzymes du métabolisme du soufre chez ce microorganisme sont dépendantes du milieu, de la phase de croissance et du niveau d'acidité présent dans le milieu. De plus, les analyses biogéochimiques montrent la présence de composés de soufre réduits et d'acide sulfurique dans le milieu. Finalement, une analyse par microscopie électronique révèle que la bactérie emmagasine des réserves de soufre dans son cytoplasme. Ces résultats permettent une meilleure compréhension de son métabolisme et nous rapprochent de la possibilité de développer une technique de prédiction des réactions ayant le potentiel de causer des impacts environnementaux dus à l'extraction minière. / The environmental impact of mining extraction is important. The action of microorganisms using their sulfur metabolism to metabolise compounds in mining waste contributes to reactions that may impact water quality and the environment. Few studies have been conducted on environmental microorganisms to advance the global comprehension of their sulfur metabolism in an attempt to study their impact on the environment. In this study, we cultivate an environmental bacterium, Acidithiobacillus thiooxidans, in an attempt to understand its sulfur metabolism in different growth media and at different levels of acidity. We used high-throughput RNA sequencing in association with sulfur biogeochemistry and electron microscopy to determine the expression of the genes encoding sulfur metabolism enzymes. The expression of genes encoding sulfur metabolism enzymes was media and pH-dependent. Also, the biogeochemical analysis showed the presence of reduced sulfur intermediates and of sulfuric acid in the medium. Finally, an electron microscopic analysis revealed that the bacteria stock sulfur in the cytoplasm. These results resulted in a better comprehension of its sulfur metabolism and it opens the possibility to predict reactions in mining operations that have impact on the environment.

L’exploitation minière de l’uranium et les processus de traitement du minerai sont à l’origine d’un marquage potentiel de l’environnement par les descendants des chaînes de désintégration U-Th et des éléments traces métalliques (ETM) associés. Ces contaminants s’accumulent ensuite préférentiellement dans des zones de sédimentation continentales (étangs ou lacs) ou des zones humides (tourbières, berges de rivière) situées à l’aval hydraulique des mines. Les zones humides en particulier sont des milieux sensibles aux changements globaux et à la pression anthropique, situés en général en tête de bassin versant. Cela pose donc un risque en cas relargage des contaminants depuis ces milieux. L’objectif de cette étude est de mettre en place une méthodologie aisément reproductible, y compris aux sites miniers orphelins, et permettant l’identification et la caractérisation des contaminations et la compréhension des mécanismes d’accumulation et des risques de relargage. Cette étude a été réalisée dans l’environnement de l’ancienne mine de Bertholène (Aveyron, 12, France). Les zones d’accumulations préférentielles ont été identifiées par spectrométrie gamma in situ mobile et fixe. Des échantillons de sols, sédiments, végétaux, eaux et tourbes ont été prélevés autour du site, afin (a) de caractériser l’activité des différents descendants des chaînes de l’U et du Th et les contaminations en ETM associées à différentes échelles d’observation, (b) de comprendre les mécanismes d’accumulation et de relargage potentiel et (c) de tracer les sources des contaminants. Les résultats obtenus montrent que l’essentiel de la contamination est localisée dans une zone inondable de l’environnement proximal aval de la mine. Les activités en uranium élevées (U-238 > 20000 Bq.kg-1) et le fort enrichissement des radionucléides du début de chaîne par rapport à la fin de chaîne de l’U-238 traduisent un apport préférentiel d’U-238 et de Th-230, par rapport au Ra-226, lors d’inondations. Les contaminations en ETM associées sont relativement faibles, excepté en Mn, en Ba et en S. Les accumulations en radionucléides et en ETM sont expliquées à la fois par les caractéristiques géochimiques du minerai d’uranium et par les processus de traitement du minerai et des eaux d’exhaure. Les lessivages chimiques réalisés révèlent que les fractions acido-solubles et oxydes amorphes des sols constituent des pièges prépondérants des contaminants et que des variations du pH ou du potentiel d’oxydoréduction pourraient générer des relargages important d’uranium et de radium dans l’environnement. Finalement les déséquilibres radiologiques et les isotopes du plomb sont des traceurs fiables de la contamination associée à l’exploitation d’une mine d’uranium. / Uranium mining and uranium ore processing increase the environmental activity of U and Th decay products and trace elements, in particular in case of releases to the adjacent rivers. Contaminants accumulate then preferentially in sedimentation areas (such as ponds or lakes) or in wetlands (peatlands, marshes or riverbanks) located downstream to the mine. Wetlands – generally located at the head of watershed – are particularly sensitive to environmental changes and anthropogenic pressure. This poses a risk of release of contaminants from these accumulation areas. The objective of the present study is to propose an easily reproducible methodology – in particular for the orphan mining sites – to identify and characterize accumulation areas. This study also aims to improve our understanding of the mechanisms of accumulation and release, in these areas. This study was performed around the former mining site of Bertholène (France). Standing and mobile in situ gamma spectrometry is used to accurately locate the accumulation areas. Soils, sediments, vegetation, water and peat are also sampled upstream and downstream of the mine, in order to (a) characterize the activities and the disequilibria of the U-Th decay chains and the associated trace elements according to the scale of observation, (b) understand the mechanisms of accumulation and release and (c) identify the potential sources using geochemical proxies and isotopic analyses. The results obtained show that radionuclides are mainly accumulated in a flooding area located downstream the mine. Strong U-238 activities (> 20000 Bq.kg-1) and strong Ra-226/U-238 and Th-230/Ra-226 activity ratios are recorded, involving preferential inputs of U-238 and Th-230 during flooding events. Trace element contamination is low, except for Mn, Ba and S. Such contaminations are potentially explained by the geochemical composition of the uranium ore and by the past and current processes of ore and water mine. Sequential extractions highlight the importance of the acido-soluble and the amorphous oxides in the trapping of contaminants. Thus, pH or Eh potential changes could induce major releases of uranium to the environment. The large differences in Pb isotope composition between natural soils and uranium ores, as well the activity ratios of the U-238 and decay chain products, make these indicators helpful to identify the soils and the sediments impacted by uranium mining.

Dans la ville de Malartic, en Abitibi, se trouve depuis 2011 la plus grande mine aurifère à ciel ouvert du Canada : la mine Canadian Malartic. Dès son annonce, celle-ci cause moult remous dans la population malarticoise en raison de ses répercussions sociales et environnementales délétères. Dans cette thèse, je cherche à expliquer comment un projet minier de cette ampleur et avec de telles conséquences peut être réalisé en milieu habité dans le Québec contemporain. Pour ce faire, je m'appuie sur une ethnographie du développement minier en Abitibi qui met en lumière le rôle de trois groupes d'acteurs, soit l'industrie minière, l'État québécois et les résidents de la région. Celle-ci me permet de détailler les discours de l'industrie minière et de l'État sur le développement minier, les pratiques minières de ces deux groupes d'acteurs et l'expérience des Abitibiens à l'égard des activités minières. Ce faisant, je passe successivement de l'échelle provinciale à l'échelle régionale puis à l'échelle locale. J'analyse les données qualitatives récoltées à partir d'une perspective d'écologie politique qui s'inspire de la théorie de la production sociale de l'espace d'Henri Lefebvre. Mes résultats révèlent l'enchevêtrement des facteurs historiques, politiques, économiques et sociaux qui rend possible des projets miniers comme Canadian Malartic. Ils remettent aussi en question certaines idées préconçues à propos du développement minier Abitibi. L'anthropologie des mines est un champ à la marge de la discipline qui appelle un plus grand nombre d'études, particulièrement en contexte occidental. Ma recherche alimente ce créneau lacunaire en exposant le fonctionnement et les implications de l'extraction des ressources au Québec. / Since 2011, the town of Malartic, in Abitibi, has been home to the largest open-pit gold mine in Canada: the Canadian Malartic mine. From the moment it was announced, the mine caused a stir in the Malartic population because of its deleterious social and environmental repercussions. In this thesis, I seek to explain how a mining project of this magnitude and with such consequences can be carried out in a populated area in contemporary Quebec. To do so, I rely on an ethnography of mining development in Abitibi that highlights the role of three stakeholder groups: the mining industry, the Quebec state, and the residents of the region. This allows me to detail the discourses of the mining industry and the state on mining development, the mining practices of these two stakeholder groups, and the experiences of Abitibi residents with respect to mining activities. Doing so, I move successively from the provincial to the regional to the local level. I analyze the qualitative data collected from a political ecology perspective that draws on Henri Lefebvre's theory of the social production of space. My results reveal the intertwining of historical, political, economic, and social factors that make mining projects like Canadian Malartic possible. They also challenge certain preconceived notions about Abitibi mining development. Mining anthropology is a field on the fringe of the discipline that calls for more study, particularly in a Western context. My research contributes to this gaping hole by exposing the workings and implications of resource extraction in Quebec.