Jacynthe Masse a l'habitude des sacs à dos lourds. L'été dernier, elle a déplacé des tonnes de terre pour les besoins de sa recherche de maitrise en géographie. Objectif: étudier la dispersion d'une vingtaine de métaux lourds ou «éléments traces» (cuivre, mercure, cadmium, argent, plomb, arsenic, etc.) dans le sol. «En comparant la présence de ces éléments dans deux sites, un secteur peu exposé des Basses-Laurentides et un endroit très urbanisé de l'île de Montréal, nous voulons déterminer quelle proportion est due à l'activité humaine», explique la jeune femme.
Pour ce projet de recherche sans précédent, elle a recueilli puis broyé des échantillons de terre provenant de six trous creusés sur plus de 80 cm, jusqu'au roc calcaire à Montréal et au roc granitique du Bouclier canadien à Saint-Hippolyte. «Il fallait que je me rende jusqu'à la roche en place, sur laquelle repose le sol, afin de caractériser les différents horizons minéraux et organiques», dit la chercheuse qui présentera ses travaux au congrès de l'Acfas. Par la suite, elle a procédé à des extractions chimiques sélectives.
Bien qu’elle n’ait pas encore obtenu les résultats de l'analyse de ses 516 échantillons (elle les attend ces jours-ci), elle en a long à dire sur sa méthodologie et ses hypothèses de travail. «Pour identifier ces éléments, il faut recueillir et broyer de grandes quantités de matériaux, puis les laisser tremper dans un milieu aqueux qui “digère” le sol, un peu comme les sucs de notre estomac», indique-t-elle. Ces extractions sélectives permettent de mesurer l'abondance des éléments chimiques.
Les traces de métaux qu'elle recherche sont très fines: à peine trois ou quatre milligrammes par kilo. Par comparaison, c'est l'équivalent de quelques grains de sable dans un seau de plage... Pour les identifier, on doit recourir à la spectrométrie de masse.
Bioaccumulation
Il faut savoir que ce qu'on appelle «éléments traces» ou ET sont des éléments chimiques qui sont présents en très faible quantité en milieux terrestre et aquatique. Si certains sont nécessaires aux organismes vivants (le cuivre et le zinc par exemple), d'autres s'accumulent dans la chaine alimentaire et peuvent la contaminer. Un végétal puisera dans le sol d'infimes quantités de plomb ou de cadmium qui se déposeront dans les tissus des herbivores. Une fois ingérés par les prédateurs, les ET passeront dans leur chair. «Actuellement, on ignore presque tout de la façon dont les éléments traces se retrouvent dans l'environnement et de leur dispersion dans l'écosystème terrestre. On soupçonne la pollution atmosphérique et les processus de biorecyclage de participer au phénomène d'accumulation dans le sol, mais les recherches sont rares. Mes travaux pourraient permettre d'en apprendre un peu plus sur le sujet.»
Science essentielle à la compréhension du cycle des éléments traces, la pédologie (étude des sols) est une des spécialités de François Courchesne, professeur au Département de géographie de l'Université de Montréal et directeur de recherche de Mme Masse. L'effondrement du World Trade Center, à New York en 2001, a entrainé le rejet dans l'atmosphère de grandes quantités d'ET présents dans les équipements de haute technologie concentrés dans les tours. Ce phénomène a mis la puce à l'oreille des chercheurs. «Il existe une grande variété d'éléments traces d'origine naturelle dans le sol, mentionne l'étudiante, qui est titulaire d’un baccalauréat en géographie, mais on soupçonne l'activité humaine d'augmenter leur densité près des milieux urbains. Je devais trouver des sites d'extraction qui soient très différents l'un de l'autre.»
Son travail de terrain a débuté à la Station de biologie des Laurentides, à Saint-Hippolyte, et s'est poursuivi dans l'est de Montréal. «C'est à Pointe-aux-Trembles, en milieu industrialisé, que j'ai ramassé mes échantillons. Plus précisément aux abords de l'autoroute 40, près des raffineries et à proximité d'une usine de traitement des eaux. Je m'attends à des différences sensibles d'un site à l'autre.»
Un autre aspect des ET a été étudié: leur forme chimique dans le sol. «Il est intéressant de connaitre la quantité totale d'éléments traces dans le sol, mais il est également pertinent de savoir si ces éléments sont présents sous une forme chimique biodisponible. Cette information nous permettra de déterminer s'ils sont susceptibles d'être incorporés dans la chaine alimentaire.»
Le plaisir de chercher
Jacynthe Masse a choisi la géographie après avoir renoncé à la médecine vétérinaire, un rêve de jeunesse. «Je voulais me consacrer à une discipline au confluent des sciences naturelles et des sciences humaines, souligne-t-elle. La géographie touchait aux deux univers.»
En réfléchissant sur les sujets fondamentaux, les scientifiques peuvent proposer des solutions aux problèmes de l'heure. Or, quand elle a été initiée à la pédologie, elle a senti que c'était sa voie. «J'ai très hâte de recevoir les résultats de mes échantillons. J'ai l'impression très satisfaisante de faire un travail utile.»
Mathieu-Robert Sauvé
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Le 10 mai à 13 h à la salle C-632 de l'École Polytechnique
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