Contexte
La réhabilitation des sites contaminés représente un enjeu sociétal, économique et environnemental majeur. L’Agence Européenne de l’Environnement a recensé plus de 300 000 sites potentiellement impactés par des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques ou HAP, dont plus de 1 500 en France et 228 en Région Grand Est (base de données BASOL). Le diagnostic et le suivi de ces sites se fait généralement par la quantification des composés réglementés (16 HAP répertoriés), dont certains présentent des propriétés toxiques, sans tenir compte de leur disponibilité et de la présence d'autres contaminants. En effet, la pollution n'est pas limitée aux composés réglementés, mais comprend d'autres fractions ou familles de composés organiques i.e. composés polaires et macromolécules. Certaines de ces molécules, e.g. les composés aromatiques polycycliques (CAP) polaires, sont également connues pour provoquer des réponses toxiques chez plusieurs organismes. L’application de traitements de remédiation, tels que l’oxydation chimique, peut s’avérer nécessaire dans un but de réhabilitation. L'impact de tels traitements (i) sur l'ensemble de la contamination (pas seulement sur les substances réglementées), (ii) sur sa disponibilité qui contrôle le niveau d'exposition des organismes aux polluants et l'efficacité des traitements de dépollution, et (iii) sur sa mobilisation par l'eau n'est pas connu.
Objectif
L’objectif principal du projet de thèse ImpACT est de mieux comprendre le comportement des CAP en intégrant le suivi d’autres molécules, en plus des substances réglementaires (16 HAP). Une caractérisation chimique des fractions de la pollution, tenant compte de la disponibilité des CAP, du potentiel mobilisable par l’eau et de l’impact du traitement de remédiation sur ces fractions, est nécessaire pour (i) promouvoir une méthodologie de surveillance du site plus réaliste que la méthode actuelle et (ii) proposer des recommandations pour l’optimisation de traitements de remédiation (doses d’oxydant), dans le but de limiter leur impact sur les écosystèmes terrestres et aquatiques et pour la santé humaine.
La thèse ImpACT a pour objectif d'identifier (i) l'impact des traitements d'oxydation sur la chimie de la contamination, et (ii) l’effet du traitement d'oxydation sur la mobilisation des composés organiques dans l'eau.
Mise en œuvre
Les sols seront sélectionnés en Région Grand Est pour leurs pollutions historiques en HAP (sols de cokeries, sols d’usines à gaz). Au cours d'une première étape intégrative, l'ensemble du sol, la fraction des CAP disponibles, la fraction résiduelle, le type d'oxydant chimique (permanganate de potassium et réactif de type Fenton) et la dose d’oxydant seront étudiés afin de déterminer l'impact de ces paramètres sur la chimie du sol et la mobilisation des composés organiques dans l'eau. Une seconde étape sera dédiée à l'investigation des mécanismes impliqués. Un sol sera sélectionné et l'impact des différentes fractions constituant la matière organique (incluant la pollution) avant et après oxydation sera étudié en termes de chimie, en s’intéressant particulièrement à la fraction mobilisable à l’eau.
Cette thèse s’intègre dans un projet plus vaste, le projet ImOTEP (« Impact de traitements par Oxydations chimiques de sols contaminés aux composés aromatiques polycycliques sur la chimie, le Transfert et l’Écotoxicité de la Pollution ») qui inclut un volet complémentaire d’étude de l’impact écotoxicologique des différentes fractions étudiées (des solides et des lixiviats). La thèse contribuera donc à obtenir des informations sur (i) les fractions constitutives de la pollution, en particulier celles qui sont jusqu'à présent mal caractérisées (composés polaires, macromolécules), et (ii) leur toxicité potentielle pour les organismes vivants. Elle permettra d'identifier la présence de certaines molécules initialement présentes dans le sol ou générées en cours de traitement par oxydation, leur mobilisation dans l'eau et leur mode d'action.
Laboratoire d’accueil
La thèse se déroulera sur le site Aiguillettes (Vandœuvre-lès-Nancy) du Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC – UMR7360 Université de Lorraine-CNRS) et sera intégrée à l’équipe « Cycles Biogéochimiques des Ecosystèmes Perturbés » en collaboration les équipes « Toxicologie de l’Environnement » et « Physico-chimie et réactivité des Surfaces et Interfaces » du laboratoire et l’équipe « Ressources carbonées » et la plateforme de géochimie organique du laboratoire GeoRessources.
Cette thèse s’intègre dans les travaux du GISFI (groupement d’intérêt scientifique sur les friches industrielles).
Profil des candidats
Le/la candidat/e recherché/e aura idéalement un profil de (géo)chimiste et sera formé/e pour travailler de façon autonome sur la plateforme de géochimie organique. Des connaissances en analyses chromatographiques (GC-MS, HPLC) seront fortement appréciées. Il/elle participera à la réalisation de certains tests d’écotoxicité qui sont faits classiquement au laboratoire et qui seront pilotés par C. Cossu-Leguille (Ecotoxicologue au LIEC).
Compte-tenu de la collaboration internationale liée au projet (séjour en Suède envisagé), une bonne maitrise de l’anglais (lu, parlé, écrit) sera requise
Niveau : Master 2 ou équivalent avec mention AB minimum
Financement : ADEME (projet ImOTEP) et Région Grand EST
Ecole Doctorale SIReNa - Sciences et Ingénierie des Ressources Naturelles
Salaire : 20 591 € annuel net
Date limite de candidature : le 28 juin 2020
Début : 1e octobre 2020
Durée : 36 mois
Envoyer CV, lettre de motivation, relevés de note et lettres de recommandation à Pierre Faure (pierre.faure@univ-lorraine.fr) et Coralie Biache (coralie.biache@univ-lorraine.fr)