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Comprendre le comportement des contaminants dans les milieux aquatiques

Nos travaux visent à appréhender l’évolution des contaminations organiques et inorganiques, d’origine urbaine/domestique ou agricole diffuse, aux dimensions spatiales et temporelles (cycle journalier, évènement hydrologique, chronique pluriannuelle).

A l’échelle d’une station ou d’un bassin versant, nos travaux intègrent des études :  i) de partition entre différents compartiments (eau, matières en suspension, sédiment, sols, végétaux, biofilms…), ii) de spéciation chimique (en se focalisant sur la nature des phases porteuses), iii) sur les processus de transformations biotique et abiotique (dégradation, sorption), et iv) sur la dynamique de bioaccumulation des contaminants inorganiques (ex. cuivre dans les biofilms).

a) dynamique bi-hebdomadaire des concentrations en mercure dissous évaluées par échantillonnage ponctuel et intégratif passif (DGT) sur le site du Gier ; b) évolution inter-mensuelle des contaminants inorganiques et organiques entre 2008-2018 à l’embouchure du Rhône ; c) rendement d’élimination de 7 composés pharmaceutiques en fonction de la dose d’ozone spécifique corrigée par les nitrites

Mieux comprendre les transferts de contaminants dans les cours d’eau

Des expérimentations menées dans le Rhône lors d’opérations de chasse de barrage ont permis de montrer le relargage d’arsenic sous sa forme réduite (As^III), plus toxique, depuis la phase particulaire vers la phase dissoute, en lien avec des modifications des conditions redox en aval des barrages (thèse Marie Bretier).

Dans le cadre du programme de l’Observatoire des Sédiments du Rhône (OSR), nous évaluons les concentrations et les flux de matières en suspension (MES) et contaminants associés dans le bassin du Rhône, depuis le lac Léman jusqu’à la Mer Méditerranée, afin d’améliorer notre compréhension des processus (apports différentiés des affluents, influence des évènements hydrologiques) (post doc Hugo Delile).

Pour mieux comprendre le devenir des pesticides et contaminants inorganiques dans les petits bassins agricoles, nous étudions la dynamique des transferts lors des crues et leur partition entre phases dissoute et particulaire. La prise en compte de la formation des produits de dégradation permet de préciser le comportement des contaminants dans les différents compartiments (sols, eaux, …) (Thèse Kevin Rocco).

Etude des processus de dégradation des contaminants organiques

Les processus d’oxydation de contaminants organiques d’origine urbaine (pharmaceutiques, pesticides) sont étudiés au travers de (i) leur photo-oxydation en zone de rejet végétalisée grâce à une stratégie expérimentale originale ciblée sur la photodégration naturelle in situ et (ii) leur élimination par ozonation dans une station d’épuration d’eaux usées (procédé tertiaire) (thèse Baptiste Mathon).

Les objectifs de nos travaux visent aussi à identifier l’ensemble des produits de dégradation dans les sols de quelques pesticides sélectionnés en développant une stratégie d’analyse suspectée par HRMS (thèse Kevin Rocco).

Devenir du cuivre dans la zone hyporéïque et réponse des communautés microbiennes

En collaboration avec les équipes de l’UR RiverLy (thèse Laura Kergoat), nous étudions la dispersion du cuivre dissous dans la zone hyporhéique plus ou moins colmatée par des particules fines. Ces approches, menées en conditions contrôlées de laboratoire, ont pour but de comprendre les réponses structurelles et fonctionnelles des communautés microbiennes à ces stress combinés (apport de cuivre et colmatage). Un des objectifs est de mettre en évidence ou pas l’adsorption du cuivre dissous sur le matériel colmatant dans les premiers centimètres de la zone hyporhéique.

Projets de recherche :

• Observatoire des Sédiments du Rhône (OSR-5 et OSR6, 2018-2023)
• TAPIOCA (2020) « Caractériser l’exposition chronique aux produits de transformation des produits phytopharmaceutiques et leurs effets écotoxiques dans les milieux aquatiques »
• Projet ZRV- Zones de Rejet Végétalisées (ZRV-Marguerittes, ZRV-Biotrytis, 2013-2018)
• Projet Micropolis-Procédés (2014-2017)

Sites ateliers :

• Zone Atelier Bassin du Rhône (ZABR)
• Site atelier Ardières-Morcille (SAAM)

Thèses :

• Kevin Rocco (2019-2022) – Stratégies analytiques innovantes pour étudier le devenir des pesticides dans les hydrosystèmes
• Marie Bretier (2018) : Evaluation de la variabilité spatio-temporelle du mercure et de l’arsenic dans les eaux de surface par échantillonnage passif.

Baptiste Mathon (2016) : Photodégradation et oxydation chimique de micropolluants pharmaceutiques et phytosanitaires en traitement complémentaire : performances, mécanismes et modélisation.

Post-doctorats :

• Hugo Delile  – Flux, tendances et sources de contaminants, MES, OSR, Rhône
• Maria Villarin – Statistiques, modélisation, devenir des contaminants environnementaux
• Gaëlle Poulier (2016-2017) : Calculs des flux de matières en suspension et contaminants associés, évaluation des tendances et des sources de contaminants prioritaires et émergents