En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez le dépôt de cookies dans votre navigateur. (En savoir plus)

Nanoparticules et matière organique des sols en gestion des eaux pluviales urbaines (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mercredi 11 août 2021

Assurez-vous que votre profil candidat soit correctement renseigné avant de postuler. Les informations de votre profil complètent celles associées à chaque candidature. Afin d’augmenter votre visibilité sur notre Portail Emploi et ainsi permettre aux recruteurs de consulter votre profil candidat, vous avez la possibilité de déposer votre CV dans notre CVThèque en un clic !

Faites connaître cette offre !

Informations générales

Référence : FR2488-BEABEC1-002
Lieu de travail : BOUGUENAIS
Date de publication : mercredi 21 juillet 2021
Nom du responsable scientifique : Denis COURTIER-MURIAS
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 4 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Contexte :
Les nanoparticules (NP), polluants émergents et particules fines de moins de 100 nanomètres, représentent une menace particulière en raison de leur utilisation très fréquente dans les technologies modernes (1-3). Les NPs peuvent pénétrer dans le sol par le biais de déversements industriels, mais elles peuvent également être utilisées en dépollution des sols (par exemple, elles ont été utilisées pour éliminer divers types de polluants du sol (4)). Les modèles suggèrent que le sol est un récepteur majeur des NP - plus que l'air ou l'eau, mais les NP peuvent également s'infiltrer à travers la zone vadose jusqu'à la nappe phréatique.
En raison de la complexité des sols (minéraux, matière organique, microbes...) et des difficultés techniques pour mesurer la contamination des sols in situ, de nombreux modèles environnementaux prédisant le devenir et le transport des contaminants dans les sols sont en cours de développement (5-7). Mais il existe encore des limites en ce qui concerne les prédictions complètes du devenir des contaminants dans les sols. Par exemple, les mécanismes de transport peuvent être déduits de courbes de percée de particules (BTC) obtenues par expérimentation en colonne de laboratoire, dont l'interprétation est susceptible d'être non unique (8).

Originalité du projet :
Pour mieux interpréter les BTCs, nous avons utilisé ces dernières années l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour produire des images à l'intérieur des colonnes et observer les phénomènes dynamiques de transport des NPs (9). Toutefois, ces expériences ont été réalisées dans des systèmes modèles (partie minérale des sols) sans tenir compte des interactions avec la matière organique du sol (MOS). Dans ce projet, nous allons donc étudier les interactions de NPs avec la MOS dans de systèmes de complexité croissante (jusqu'aux sols réels) pour pouvoir mieux modéliser le transport de NPs dans de sols réels.

Méthodologie scientifique :
Les conditions expérimentales seront conçues pour simuler les interactions de NPs dans les sols urbains. Des NPs seront caractérisées en termes de taille, de propriétés de surface et de nature (par exemple, par potentiel zêta et par spectrométrie de masse à plasma inductif "particule par particule" (sp-ICP-MS)). Les suspensions seront mises en contact avec des sols modèles puis réels préparés au laboratoire. En plus, la caractérisation du/des processus de rétention sera effectuée par RMN afin de comprendre les interactions avec la matière organique du sol au niveau moléculaire. La partie RMN sera effectuée par la supervision d'étudiants de M2 avec des échantillons modèles (acide humique, sol de référence IHSS), puis elle sera appliquée par le.la doctorant.e sur des sols réels dans le cadre d'une collaboration avec l'Université de Toronto (séjours d'environ 3 semaines par année). De plus, des NPs avec différents groupes fonctionnels seront utilisés pour étudier les conséquences de l'adsorption des contaminants sur les surfaces d'interaction. Des échantillons de sols de différentes textures (déjà caractérisés) seront utilisés.

References
(1) Hagens, W. I.; Oomen, A. G.; de Jong, W. H.; Cassee, F. R.; Sips, A. J. A. M. What Do We (Need to) Know about the Kinetic Properties of Nanoparticles in the Body? Regulatory Toxicology and Pharmacology 2007, 49 (3), 217–229.
https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2007.07.006.
(2) Nemmar, A.; Hoet, P. H. M.; Vanquickenborne, B.; Dinsdale, D.; Thomeer, M.; Hoylaerts, M. F.; Vanbilloen, H.; Mortelmans, L.;Nemery, B. Passage of Inhaled Particles Into the Blood Circulation in Humans. Circulation 2002, 105 (4), 411–414.
https://doi.org/10.1161/hc0402.104118.
(3) Takenaka, S.; Karg, E.; Roth, C.; Schulz, H.; Ziesenis, A.; Heinzmann, U.; Schramel, P.; Heyder, J. Pulmonary and Systemic Distribution of Inhaled Ultrafine Silver Particles in Rats. Environmental Health Perspectives 2001, 109 (suppl 4), 547–551. https://doi.org/10.1289/ehp.01109s4547.
(4) Araújo, R.; Castro, A. C. M.; Fiúza, A. The Use of Nanoparticles in Soil and Water Remediation Processes. Materials Today: Proceedings 2015, 2 (1), 315–320. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2015.04.055.
(5) Alexander, M. Aging, Bioavailability, and Overestimation of Risk from Environmental Pollutants. Environmental Science &Technology 2000, 34 (20), 4259–4265. https://doi.org/10.1021/es001069+.
(6) McGinley, P. M.; Katz, L. E.; Weber, W. J. A Distributed Reactivity Model for Sorption by Soils and Sediments. 2.Multicomponent Systems and Competitive Effects. Environmental Science & Technology 1993, 27 (8), 1524–1531.
https://doi.org/10.1021/es00045a006.
(7) Lafolie, F.; Hayot, C.; Schweich, D. Experiments on Solute Transport in Aggregated Porous Media: Are Diffusions Within Aggregates and Hydrodynamic Dispersion Independent? Transport in Porous Media 1997, 29 (3), 281–307.
https://doi.org/10.1023/A:1006513725029.
(8) Tufenkji, N.; Elimelech, M. Breakdown of Colloid Filtration Theory: Role of the Secondary Energy Minimum and Surface Charge Heterogeneities. Langmuir 2005, 21 (3), 841–852. https://doi.org/10.1021/la048102g.
(9) Nestle, N.; Baumann, T.; Niessner, R. Peer Reviewed: Magnetic Resonance Imaging in Environmental Science. Environmental Science & Technology 2002, 36 (7), 154A-160A. https://doi.org/10.1021/es0222723.
(10) Courtier-Murias, D.; Michel, E.; Rodts, S.; Lafolie, F. Novel Experimental–Modeling Approach for Characterizing Perfluorinated Surfactants in Soils. Environ. Sci. Technol. 2017, 51 (5), 2602–2610. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b05671.
(11) Lehoux, A. P.; Faure, P.; Michel, E.; Courtier-Murias, D.; Rodts, S.; Coussot, P. Transport and Adsorption of Nano-Colloids in Porous Media Observed by Magnetic Resonance Imaging. Transport in Porous Media 2017, 119 (2), 403–423.
https://doi.org/10.1007/s11242-017-0890-4.
(12) Lehoux, A. P.; Faure, P.; Lafolie, F.; Rodts, S.; Courtier-Murias, D.; Coussot, P.; Michel, E. Combined Time-Lapse Magnetic Resonance Imaging and Modeling to Investigate Colloid Deposition and Transport in Porous Media. Water Research 2017, 123,12–20. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.06.035.
(13) Lehoux, A. P.; Rodts, S.; Faure, P.; Michel, E.; Courtier-Murias, D.; Coussot, P. Magnetic Resonance Imaging Measurements Evidence Weak Dispersion in Homogeneous Porous Media. Physical Review E 2016, 94 (5). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.94.053107.

Contexte de travail

Cette thèse sera développée dans le cadre d'un programme de collaboration de recherche entre l'Université de Toronto (UofT) et le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Ce travail de thèse sera encadré par le Laboratoire Eau et Environnement (LEE) de l'Université Gustave Eiffel (UGE) sur le campus de Nantes et l'Institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville (IRSTV, FR2488). De plus, le doctorant passera 3 semaines par an à l'Université de Toronto. En outre, le doctorant bénéficiera d'une collaboration avec un doctorant de l'Université de Toronto et pourra travailler avec deux experts français reconnus en RMN (Jonathan Farjon, CEISAM, et Denis Courtier-Murias, LEE) sur le développement d'expériences de RMN liquide et solide multi-échelles (à haut et bas champ) ainsi que d'expériences d'IRM à bas champ (profils 1D) pour étudier les interactions des NPs avec le MO des sols.

Contraintes et risques

Sans objet

Informations complémentaires

Le dossier de candidature à déposer sur le site du CNRS doit comprendre CV et lettre de candidature. Les notes de master 1 et 2 sont aussi demandées. Merci de les joindre à la lettre de candidature. Une/des lettres de recommandation peuvent être jointes aussi au CV ou à la lettre de candidature, si cela est pertinent.

Compétences attendues : : le/la candidat-e devra être titulaire d'un master en chimie de l'environnement ou en physico-chimie des solides. Des connaissances solides en méthodes d'analyses chimiques inorganiques et/ou organiques, appliquées aux compartiments de l'environnement, ainsi qu'un savoir-faire en expérimentation en laboratoire sont attendues. Une expérience en analyse par RMN serait un plus mais n'est pas rédhibitoire. Une bonne maitrise de l'anglais est nécessaire, ainsi que des capacités de travail en équipe et de synthèse pour présenter les travaux réalisés.

On en parle sur Twitter !