Les mécanismes de synthèse de l'apatite par activité bactérienne; rôle et comportement de quelques éléments minéraux : Application aux phosphates sédimentaires

Abstract

La présence étude a été entreprise dans le but de préciser le mécanisme de la formation des apatites par l’activité bactérienne, de caractériser minéralogiquement et chimiquement ces minéraux et d’y introduire des éléments traces pendant la cristallisation. La synthèse des apatites a été réalisée dans un milieu liquide d’eau douce ou marine, par transformation de carbonate et par précipitation directe. La cristallogenèse de ces minéraux nécessite une activité bactérienne indispensable à la biodégradation de la matière organique (ARN) et à la minéralisation du phosphore sous forme d’acide phosphorique. En plus de leur activité biodégradante, les bactéries servent de site à la nucléation et à la cristallisation purement chimique de l’apatite hors de leur membre. Cette nucléation est favorisée par une forte saturation en phosphore, calcium et fluor dans un micro-milieu crée à proximité de ces micro-organismes. Les apatites formées sont des carbonate-fluorapatites de type B ou francolites, très proches de celles des phosphates sédimentaires récents. L’introduction du fluor dans le milieu de synthèse améliore la cristallinité des apatites obtenues par transformation de carbonates. Dans le cas des apatites formées par précipitation, la présence de fluor dans le système est nécessite pour obtenir une carbonate-fluorapatite et empêcher la cristallisation du phosphate octocalcique. Les apatites synthétisées se présentent sous forme de micro-grains, constitués de cristallites enchevêtrés, possédant une grande surface et déterminant des micropores fermés dans lesquels se piégent l’eau connée et la matière organique. Les éléments traces trouvent donc plusieurs sites possibles : insertion dans le réseau cristallin, adsorption sur la grande surface offerte par les cristallites, piégeage dans les micropores.