mercredi, 1 avril, 2026
Base de données des fractionnements
La base de données des fractionnements est le référentiel scientifique qui alimente les valeurs par défaut des cartes du Nexus. Cette page décrit sa structure, son contenu actuel et les règles qui gouvernent sa qualité.
Rôle et positionnement
La base de données des fractionnements est distincte de la base de données analytiques d'IsoFind (isofind.db). Elle est stockée dans un fichier SQLite dédié (fractionation_database.db) et ne contient aucune donnée de terrain : uniquement des coefficients de fractionnement tirés de la littérature expérimentale, théorique ou de terrain publiée.
Son rôle est de fournir aux cartes du Nexus des valeurs δ de référence, des plages documentées et des conditions expérimentales associées, afin que chaque paramètre utilisé dans un calcul soit traçable jusqu'à sa publication d'origine. Lorsqu'une carte de processus est ajoutée au canvas, ses valeurs par défaut proviennent de cette base, filtrées par type de processus, élément et matériau.
Structure de la table
La base contient une table principale, fractionation_data, organisée en six groupes de champs.
Identification de l'élément et du système isotopique
| Champ | Type | Description |
|---|---|---|
| element | TEXT (obligatoire) | Symbole de l'élément (ex. Sb, Fe, Zn). |
| isotope_system | TEXT (obligatoire) | Notation du système isotopique analysé (ex. 123Sb/121Sb, 56Fe/54Fe). |
Processus géochimique
| Champ | Type | Description |
|---|---|---|
| process_type | TEXT (obligatoire) | Catégorie du processus : adsorption, redox, precipitation, dissolution, biological, evaporation, diffusion, complexation. |
| process_category | TEXT | Nature cinétique du processus : equilibrium, kinetic ou mixed. Détermine quel modèle (Rayleigh d'équilibre ou cinétique) s'applique par défaut dans le Nexus. |
| phase_A | TEXT | Phase source du transfert isotopique (ex. aqueous, Sb(III), stibnite). |
| phase_B | TEXT | Phase produit (ex. adsorbed, Sb(V), aqueous). |
| material_detail | TEXT | Minéral ou matériau adsorbant spécifique (ex. Ferrihydrite, γ-Al2O3, Sb2S3). |
Valeur de fractionnement
| Champ | Type | Description |
|---|---|---|
| delta_notation | TEXT | Notation du fractionnement telle qu'exprimée dans la publication source. |
| delta_value | REAL (obligatoire) | Valeur du fractionnement en per mil. Obligatoire, sauf si delta_min et delta_max sont renseignés (contrainte CHECK). |
| delta_min / delta_max | REAL | Plage de valeurs observées dans l'étude (utilisée pour les processus avec variabilité documentée). |
| uncertainty | REAL | Incertitude analytique associée à delta_value, en per mil. |
Conditions expérimentales
| Champ | Description |
|---|---|
| temperature / temperature_unit | Température de l'expérience (défaut : °C). |
| ph | pH du milieu expérimental. |
| ionic_strength | Force ionique en mol/L. |
| time_scale | Durée de l'expérience ou mention de l'équilibre atteint (ex. <48 h, equilibrium). |
| equilibrium_reached | Booléen indiquant si l'équilibre thermodynamique a été atteint dans l'expérience. Conditionne le choix du modèle de calcul dans le Nexus. |
| oxidation_state_initial / oxidation_state_final | États d'oxydation de l'élément au début et à la fin du processus. |
| oxidant_reductant | Agent chimique utilisé pour induire le changement redox. |
| concentration / concentration_unit | Concentration initiale de l'élément dans l'expérience. |
Paramètres biologiques
| Champ | Description |
|---|---|
| biological_agent | Souche bactérienne ou organisme responsable du fractionnement (renseigné uniquement pour process_type = biological). |
| metabolic_pathway | Voie métabolique impliquée (ex. oxydation Sb(III) → Sb(V) par voie enzymatique). |
Traçabilité bibliographique et qualité
| Champ | Description |
|---|---|
| study_type | Nature de l'étude source : experimental, theoretical ou field. |
| reference | Citation complète de la publication (auteurs, année). |
| doi | Identifiant DOI de la publication. |
| year | Année de publication. |
| notes | Informations complémentaires non couvertes par les autres champs (contexte, catégorie d'adsorbant, etc.). |
| quality_flag | Indicateur de fiabilité de l'entrée : high, medium ou low. Basé sur la précision de l'incertitude rapportée, la reproductibilité et le type d'étude. |
| date_added / added_by / last_modified | Métadonnées d'audit : date d'ajout, identifiant de l'utilisateur ayant saisi l'entrée, date de dernière modification. |
Exemle de contenu de la base de données
La version distribuée avec IsoFind contient 28 entrées couvrant l'antimoine (Sb) sur le système isotopique ¹²³Sb/¹²¹Sb, issues de publications entre 2003 et 2024. C'est le premier élément documenté, en cohérence avec le domaine d'expertise du développeur d'IsoFind.
Répartition par type de processus
| Type de processus | Entrées | δ moyen (‰) | Plage observée (‰) |
|---|---|---|---|
| Adsorption | 19 | +0,61 | [0,00 ; 2,35] |
| Redox | 5 | +0,62 | [0,00 ; 1,45] |
| Biologique | 2 | −0,40 | [−0,60 ; −0,20] |
| Dissolution | 2 | +0,50 | [0,50 ; 0,50] |
Matériaux adsorbants documentés
Les 19 entrées d'adsorption couvrent quatre familles de phases minérales, toutes pertinentes pour la géochimie environnementale de Sb :
| Famille | Minéraux | Entrées |
|---|---|---|
| Oxyhydroxydes de fer | Ferrihydrite, Goethite, Hématite, Schwertmannite | 11 |
| Oxydes de manganèse | β-MnO2, Birnessite | 3 |
| Oxydes d'aluminium | γ-Al2O3 | 3 |
| Argiles | Kaolinite, Montmorillonite | 2 |
Processus biologiques documentés
Deux entrées biologiques sont présentes, correspondant à des expériences d'oxydation bactérienne Sb(III) → Sb(V). Les deux présentent un fractionnement négatif, à rebours des processus abiotiques, ce qui les rend discriminants dans un workflow de traçage. Les souches documentées sont Ensifer (Ferrari et al., 2023) et Pseudomonas sp. J1 (Jia et al., 2024).
Références bibliographiques intégrées
| Référence | Année | Processus couverts |
|---|---|---|
| Rouxel et al. | 2003 | Redox |
| MacKinney | 2016 | Redox |
| Zhou et al. | 2022 | Adsorption cinétique (γ-Al2O3) |
| Ferrari et al. | 2022 | Redox théorique (Senarmontite/Cervantite) |
| Ferrari et al. | 2023 | Redox, biologique (Ensifer) |
| Zhou et al. | 2023 | Adsorption (Ferrihydrite, Goethite, Hématite) |
| Ferrari et al. | 2024 | Adsorption (Ferrihydrite, Schwertmannite), Sb(III) et Sb(V) |
| Luo et al. | 2024 | Adsorption (Ferrihydrite, Goethite) |
| Wu et al. | 2024 | Adsorption (Goethite, Hématite, γ-Al2O3, β-MnO2, Kaolinite) |
| Wen et al. | 2024 | Adsorption (β-MnO2) |
| Zhou et al. | 2024 | Adsorption (Birnessite) |
| Jia et al. | 2024 | Biologique (Pseudomonas sp. J1) |
| Kaufmann et al. | 2024 | Dissolution de stibnite (Sb2S3) |
Qualité des données et indicateur de fiabilité
Le champ quality_flag permet de pondérer la confiance accordée à chaque entrée dans les calculs du Nexus. Un indicateur high est attribué aux entrées qui combinent une incertitude analytique explicitement rapportée, une reproductibilité démontrée et une étude expérimentale rigoureuse (conditions bien contrôlées, équilibre documenté). Dans la version actuelle, la grande majorité des entrées n'ont pas encore de flag assigné, ce qui reflète l'état de la littérature disponible sur Sb : les incertitudes ne sont pas toujours rapportées de façon standardisée dans les publications.
L'entrée à qualité high dans la version actuelle correspond à la dissolution de stibnite (Kaufmann et al., 2024, δ = +0,50 ‰ ± 0,05), qui est l'une des rares à fournir une incertitude explicite et une condition expérimentale complète.
Dans le Nexus, lorsque plusieurs entrées correspondent au même type de processus et matériau, le moteur calcule une valeur de fractionnement représentative (moyenne ou médiane selon la dispersion des données), pondérée par le quality_flag quand il est renseigné. Les entrées sans flag contribuent avec un poids neutre. L'utilisateur peut toujours remplacer cette valeur par défaut par sa propre mesure dans la carte.
Étendre la base à d'autres éléments
La base est conçue pour être multi-éléments. Son schéma est générique : les champs element et isotope_system n'ont aucune contrainte sur les valeurs acceptées, ce qui permet d'y intégrer n'importe quel système isotopique documenté (Fe, Zn, Cu, Mo, Cr, Hg, etc.) sans modification du schéma.
Les nouvelles entrées peuvent être ajoutées directement via la Bibliothèque de Processus dans le Nexus. Chaque entrée ajoutée par l'utilisateur est stockée dans la même table, avec le champ added_by renseigné à l'identifiant de l'utilisateur courant pour distinguer les données intégrées par IsoFind des données ajoutées localement.
Les données ajoutées localement par l'utilisateur ne sont pas synchronisées avec les mises à jour de la base distribuée par IsoFind. Lors d'une mise à jour du logiciel, les nouvelles entrées de la base officielle sont ajoutées sans écraser les entrées existantes. Toute entrée créée localement est préservée tant qu'elle n'est pas supprimée manuellement.
Pour contribuer des données de fractionnement à la base distribuée d'IsoFind, le canal recommandé est de transmettre les entrées au format de la table (élément, processus, phases, valeur δ, conditions, référence DOI) via le formulaire de contact IsoFind. Les données seront vérifiées et intégrées dans la prochaine mise à jour après validation.