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Développements de méthodes et de technologies innovantes pour améliorer le suivi de la contamination dans les cours d’eau

Pour mieux caractériser les pressions chimiques, nous développons des stratégies innovantes de mesure in situ (spectrophotométrie UV-visible) et d’échantillonnage (échantillonneurs passifs-intégratifs, EIP ; piège à particules), et des méthodes d’analyse chimique (analyses non ciblées, nouveaux descripteurs de la matière organique dissoute). Ces méthodologies sont mises en oeuvre dans nos projets de recherche et transférés aux opérateurs de terrain.

a) déploiement d’échantillonneurs passifs – DGT ; b) comparaison de concentrations en mercure dans des matières en suspension prélevées manuellement, par centrifugation et par piège à particules ; c) empreinte de matière organique dissoute entre une eau résiduaire brute et une eau traitée obtenue par analyse LC-HRMS

Développement de l’échantillonnage intégratif passif

La comparaison de l’échantillonnage par DGT avec des prélèvements ponctuels pour la mesure de la spéciation du mercure dans des cours d’eau contaminés (la Deûle et le Gier en France ;  bassin versant du réservoir Rapel, Chili)  a permis de mettre en évidence la présence transitoire des formes organique (méthylmercure) et réduite gazeuse (Hg⁰) du mercure, en fonction des conditions environnementales des milieux étudiés ; thèse Marie Bretier).

Un nouvel outil d’échantillonnage passif (Tiges Silicone Polaire ; thèse Alexis Martin) a été mis au point et validé  en laboratoire et in situ pour faciliter la mesure de pesticides, caractérisés par une large gamme de propriétés physico-chimiques et une toxicité forte à de très faibles concentrations dans les eaux (thèse Alexis Martin). Les recherches portent aussi sur la compréhension des mécanismes d’accumulation dans ces échantillonneurs, les modèles associés et la définition des domaines d’application (DGT organique pour les substances pharmaceutiques, hormones et pesticides ; thèse Bertille Bonnaud).

Développement de nouvelles stratégies de traitement de données analytiques

Afin d’améliorer la caractérisation et le suivi de la matière organique dans les milieux aquatiques, nous optimisons l’usage de la spectrophotométrie UV-visible et développons des approches par HPSEC-UV/fluorescence.  L’intégration de ces données avec d’autres techniques comme la fluorescence 3D et la spectrométrie de masse haute résolution (LC-HRMS) permettra la conception de nouveaux descripteurs de matière organique et d’une typologie pour identifier les sources naturelles et anthropiques de matière organique diffuse dans les milieux aquatiques (ex: site RBV Yzeron ; thèse Amine Boukra).

Appui aux pouvoirs publics

Dans le cadre du programme AQUAREF et du réseau national de surveillance prospectif (RSP), les échantillonneurs passifs intégratifs (EIP) ont été déployés sur une vingtaine de sites nationaux et pendant une année complète sur trois sites dans le but de démontrer leur pertinence pour la surveillance des contaminants dans les eaux de surface, dans le cadre de  la directive cadre sur l’eau (post doc Baptiste Mathon). Nous contribuons à l’organisation de formations pilotes des opérateurs de la surveillance. Nous coordonnons aussi une action qui vise à évaluer la pertinence de différentes matrices (échantillonneurs passifs, poissons, sédiments) pour la surveillance des substances hydrophobes.

Dans le cadre du projet IMPACT CE (Ecophyto 2), nous avons déployé des échantillonneurs passifs pour évaluer l’efficacité de plans d’actions pour réduire les apports des pesticides dans les cours d’eau (ex: site ZABR Ardières-Morcille).

Projets de recherche :

• Observatoire des Sédiments du Rhône (OSR4, 2015-2017 ; OSR5 2018-2021 ; OSR6 – 2021-2024)
• Programme AQUAREF (OFB)
• Projet bilatéral ECOS-SUD (2016-2018) avec le Chili (PUC, Santiago).
• Ecophyto 1 (2012-2015) et 2 – IMPACT CE (2016-2019)
• ANR POTOMAC (2012-2015)

Sites ateliers :

• Zone Atelier Bassin du Rhône (ZABR) et Observatoire Hommes Milieux – Vallée du Rhône (OHM-VR)
• Site atelier Ardières-Morcille (SAAM)
• Bassin versant de l’Yzeron (RBV, OTHU)

Thèses :

• Bertille Bonnaud (2020, co-direction LAMA-CARMA) : Développement de la DGT-organique pour l’échantillonnage intégratif passif de micropolluants organiques hydrophiles orphelins, dont les ionisables, dans les eaux.
• Marie Bretier (2019) : Evaluation de la variabilité spatio-temporelle du mercure et de l’arsenic dans les eaux de surface par échantillonnage passif.
• Alexis Martin (2016) : Développement de matériaux innovants à base d’élastomère de silicone pour l’échantillonnage passif de pesticides dans les eaux de surface et de subsurface.

Post-doctorat :

• Baptiste Mathon (en cours) : Essais large échelle/surveillance DCE par échantillonnage passif
• Romain Jacquet (2008-2011) : Mise en œuvre des échantillonneurs passifs intégratifs POCIS pour les composés pharmaceutiques et SPMD pour les PCB (projet AERMC puis ECLIPSE-PCB)