Laboratoire(s) d’accueil : UMR 7360 LIEC
Directeur et Co-directeur de la thèse: Pierre FAURE-CATTELOIN et Marc Offroy
Nature de la Bourse : Contrat doctoral
En Europe, 332 500 sites sont contaminés par des composés aromatiques polycycliques (CAP) incluant des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ces CAP représentent plusieurs centaines de molécules et présentent des propriétés toxiques, mutagènes et cancérigènes avérées. A l’heure actuelle, seuls 16 HAP sont suivis pour le diagnostic et le monitoring de sites contaminés car listés comme polluants prioritaires par l’US-EPA. Néanmoins, cette vision restrictive n’est pas représentative de la globalité́ de la contamination qui peut être décrite comme un continuum à l’échelle moléculaire, allant de composés simples à des macromolécules de structures plus complexes. Soumis à différents processus de transformation au cours des phénomènes d’atténuation naturelle ou en contexte de traitements de remédiation, la nature de la pollution évolue. Seule une caractérisation la plus exhaustive possible de la contamination couplée à un traitement numérique adapté des données générées permettra de comprendre une telle évolution.
L’objectif de cette thèse sera donc de mettre au point et d’appliquer plusieurs approches de chimiométrie pour caractériser sans à priori des matrices environnementales complexes contenant des CAP. La chimiométrie (ou ‘chemometric’ en anglais) est une discipline issue des mathématiques ayant pour but d’extraire le maximum d’information afin d’acquérir une interprétation plus complète d’échantillons analysés lors d’études en physico-chimie. Pour ce faire, plusieurs techniques analytiques vont être utilisées pour caractériser des extraits organiques de matrices contaminées (sols) : la fluorescence 3D, l’Infrarouge (i.e. informations structurales moléculaire) et la chromatographie en phase gaz couplée ou non à de la spectrométrie de masse (i.e. signature moléculaire et/ou concentration de composés ciblés). Parmi les nombreuses méthodes mathématiques développées en chimiométrie, les méthodes d’analyses multivariées ont déjà mis en évidence leur potentialité sur les différentes techniques analytiques précédemment citées (e.g. PARAFAC, MCR-ALS…). Néanmoins, l’une des difficultés quant à leur emploi réside dans la nature même de l’échantillon analysé. En effet, des «effets » indésirables peuvent apparaitre sur les différents signaux de ces appareils (e.g. déviation de ligne de base, influence de l’eau, effets d’échauffement, recouvrement spectrale, décalage des temps de rétention…).
Ce travail de thèse s’appuiera sur (i) des jeux de données déjà̀ existantes au laboratoire pour lesquels les informations (sources et/ou processus) sont connus afin de tester l’efficacité́ des traitements de chimiométrie développés et sur (ii) de nouveaux jeux de données (ciblés ou non ciblés) pour permettre au doctorant de bien appréhender les techniques analytiques sélectionnées et d’appliquer la méthodologie développée en condition réelle.
Contact : Pierre.Faure-Catteloin : pierre.faure@univ-lorraine.fr ou Marc Offroy : marc.offroy@univ-lorraine.fr