Encadrée par : Guillaume Morin
Démarrée en : 2022
Soutenance prévue : - pas de date -
Résumé :
Le projet doctoral s'insère directement dans le projet ANR DEPOLECO qui propose un nouveau concept pour la dégradation des contaminants organiques dans les eaux souterraines, à pH neutre avec l'air comme seul oxydant. Il répond au besoin évident de développer des méthodes éco-compatibles et efficaces à long terme pour la remédiation in situ des sols et des eaux souterraines. Des preuves de concept récentes de notre équipe et d'autres montrent que les effets délétères et les limitations des procédés d'oxydation avancée actuels utilisant des oxydants forts pourraient être surmontés. Ceci en exploitant la capacité intrinsèque des minéraux naturels de Fe(II) présents dans les sols et les sédiments à produire des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et à dégrader des polluants organiques, avec l'air comme seul oxydant. L'application d'un tel concept à des sites réels nécessite une stratégie capable de quantifier la réactivité, la sélectivité et l'applicabilité des minéraux naturels et d'analogues géo-inspirés synthétiques, pour produire des ROS et dégrader les contaminants sans oxydants forts. Dans la thèse, en premier lieu, nous quantifierons la capacité des minéraux du Fe(II) des sols/sédiments à produire des ROS et d'autres espèces réactives lors de l'oxydation par l'air. En effet, les argiles riches en Fe(II) et les sulfures de Fe(II) sont formés ou régénérés pendant les périodes d'engorgement en eau via la respiration microbienne anaérobie et sont susceptibles de produire des ROS lorsqu'ils sont exposés à l'air en période sèche. Le rôle de ces cycles redox naturels sur la dégradation des polluants organiques est largement inexploré. Nous étendrons cette approche, initiée sur les minéraux naturels riches en Fe(II), à des substrats géo-inspirés analogues de minéraux des sols, synthétisés pour cibler une large gamme de polluants organiques. En second lieu, nous mesurerons la dégradation des polluants organiques dans des expériences en batch/mésocosmes qui seront menées sur des sols et sédiments contaminés, avec ou sans ajout de substrats synthétiques de Fe(II). La compréhension des mécanismes de dégradation des polluants et l'amélioration de leur efficacité reposera notamment sur l'identification et la quantification des produits de dégradation des polluants ciblés. Des molécules modèles appartenant à des classes contrastées de polluants (antibiotiques quinolones, herbicides phénylurées et HAP) seront particulièrement ciblées, dans le but de donner de nouvelles bases mécanistiques pour mettre en uvre une assainissement in situ éco-compatible des eaux souterraines contaminées. Le projet posera ainsi les bases fondamentales d'un large éventail de futures applications écologiques, spécialement conçues pour un large panel de contaminants hautement prioritaires. En effet, il abordera directement la capacité des sols / sédiments naturels, authentiques ou modifiés avec des substrats réactifs, à dégrader ces contaminants organiques lors des cycles redox naturels. Cette approche unique fournira des informations nouvelles pour évaluer la résilience naturelle des milieux naturels vis-à-vis des contaminants organiques et pour concevoir des méthodes d'assainissement in situ à long terme basées sur des amendements éco-compatibles.
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