Thèse (H/F) en Mathématiques Appliquées, Statistique : Pollution par les PFAS : de la Nécessité de partir des Observations Urbaines pour une analyse Statistique

Description du Poste

Sujet De Thèse

Utilisés depuis des décennies dans de nombreux secteurs industriels et produits du quotidien pour leurs propriétés remarquables, les composés per- et polyfluoroalkylés (PFAS) se distinguent par la grande stabilité de leurs liaisons chimiques, qui les rend très résistants à la dégradation naturelle [1,2]. Cette caractéristique, à l’origine de leur efficacité, est également la cause de leur persistance dans l’environnement. Bien que certains PFAS puissent se transformer en composés à chaîne plus courte, tels que le trifluoroacétate (TFA), ces produits de dégradation restent eux-mêmes très stables et contribuent à une pollution durable. Face à ces constats, les élus [3], les collectifs citoyens [4,5], les médias [6] alertent sur les risques que ces substances présentent pour la santé humaine et les écosystèmes, et des actions en justice sont en cours [7].

La richesse de ce thème de recherche est multiple. Le financement de la thèse s’inscrivant dans la Mission pour les Initiatives Transverses et Interdisciplinaires (MITI), un premier élément clé de la thèse est clairement de nourrir cette dynamique transdisciplinaire. Les objets d’intérêt sont chimiques, leurs productions et leurs utilisations ont peu été légiférées alors que leurs présences contaminent l’eau et sont la cause de plusieurs risques sanitaires. Chimistes, industriels, juristes, citoyens, statisticiens, représentants de l’état ont tous un rôle à jouer dans la maîtrise de ces composants. Par la suite, on désigne par consortium l’ensemble des interlocuteurs privilégiés de la thèse (cf la section 'contexte de travail').
La complexité du problème relève également de son analyse statistique. L’élément le plus sensible concerne les données. Leur disponibilité, leur qualité, leur quantité, seront autant d’éléments à mesurer, et une méthodologie de prélèvement en fonction de la question citoyenne étudiée pourra être préconisée.

Le domaine scientifique principal de la thèse est la statistique, et le travail se déclinera de la manière suivante :
La première étape consistera à réaliser un état des lieux des données déjà disponibles [8]. Il s’agit de recenser les informations existantes depuis différentes sources, analyser leur localisation, leur fréquence et leur spécificité. Cette analyse permettra d’identifier les lacunes spatiales, temporelles ou matricielles [9,10] et conduira à l’élaboration de questions cohérentes avec les demandes citoyennes.
Dans un second temps, la planification des prélèvements afin d’y opérer une analyse chimique sera abordée en veillant à l’adapter précisément à la question posée. Peut-on identifier des “hotspots” à partir des données spatiales ? Observe-t-on une tendance ou saisonnalité marquée dans l’évolution du niveau de pollution au fil du temps ? Le niveau moyen de pollution diffère-t-il significativement entre différentes métropoles ou zones urbaines ? L’enjeu ici est de ne pas partir de la question statistique standard, mais de laisser le consortium formuler les questions utiles et de les traduire dans un sens statistique tractable. En effet, le choix des points de mesure, la fréquence d’échantillonnage ou encore les variables à mesurer ne peuvent pas être définis de façon uniforme : ils dépendent directement du type de polluant étudié, de l’échelle spatiale pertinente, de la dynamique temporelle attendue, de la modélisation envisagée mais surtout de la question posée. Ainsi, différentes méthodes de planification d’expériences [11,12,13] seront considérées et analysées en tandem avec la question posée. L’objectif sera d’identifier, pour chaque type de question, les stratégies de prélèvement permettant de maximiser l’information réellement utile pour répondre à la problématique ciblée.
La troisième étape sera consacrée à la dimension statistique de détection d’anomalies ou de dépassements de seuils dans ces données complexes, à la fois hétérogènes, marquées par différentes covariables qualitatives, et possédant de nombreuses données manquantes. On espère ainsi pouvoir investiguer des questions du type : Les niveaux mesurés sont-ils la résultante d'une diffusion uniforme des différentes matrices (eau, sol, air), ou sont-ils significativement élevés, permettant de l'assigner à une source particulière ?

Chacune de ces étapes sera à la fois investie sous l’angle des données et de la méthodologie de traitement, et sous l’angle mathématique, le premier angle permettant de dégager des questions de recherche théorique qui seront développées tout au long de la thèse.

Références :
[1] Colloque PFAS : enjeux et alternatives ; 27-27 mars 2024. Synthèse élaborée par la MITI, disponible via
https://miti.cnrs.fr/wp-content/uploads/2024/12/Synthese_PFas_web.pdf
[2] Site ANSES https://www.anses.fr/fr/content/pfas-substances-chimiques-persistantes
[3] https://www.eaudugrandlyon.com/actualites/pfas-tfa-eau-metropole-lyon/
[4] Générations Futures https://victimes-pfas.fr/actions/plainte-metropole-lyon-arkema-daikin/
[5] Générations Futures https://www.generations-futures.fr/actualites/pfas-alimentation/rapport-pfas-alimentation-vf/
[6] Communiqué France Info https://www.franceinfo.fr/sante/polluants-eternels-l-anses-alerte-sur-la-presence-des-pfas-dans-l-environnement-et-livre-ses-pistes-pour-mieux-les-controler_7568077.html
[7] Article de Reporterre, 2 février 2026 https://reporterre.net/Ce-qu-on-a-decouvert-est-siderant-contre-les-geants-de-la-chimie-elles-defendent-200-citoyens-intoxiques-aux-PFAS
[8] Outil de visualisation développé par le BRGM, mis à jour en octobre 2025. https://macarte.ign.fr/carte/HzWzr5/Info-PFAS
[9] Composés per ou polyfluoroalkylés (PFAS) Méthode d’analyse multimatrice, INERIS, avril 2025. https://www.ineris.fr/fr/composes-polyfluoroalkyles-pfas-methode-analyse-multimatrice
[10] Comportement des substances per et polyfluoroalkylées (PFAS) dans les sols et les eaux souterraines - Synthèse bibliographique, Ineris, 2024. https://www.ineris.fr/fr/comportement-substances-polyfluoroalkylees-pfas-sols-eaux-souterraines-synthese-bibliographique
[11] Montgomery, D. (2013). Design and analysis of experiments (8th ed.). Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, Inc. ISBN 9781118146927.
[12] Box, George E.P. ; Hunter, William G. ; Hunter, J. Stuart (2005). Statistics for Experimenters : Design, Innovation, and Discovery (2 ed.). Hoboken, N.J. : Wiley.
[13] Fang, B.-T., Li, R., Sudjianto, A. (2005). Design and Modeling for Computer Experiments, Chapman and Hall/CRC.

Votre Environnement de Travail

Cette thèse PRIME 2026 du CNRS est associée au projet du même nom :
"Pollution par les PFAS : de la Nécessité de partir des Observations Urbaines pour une analyse Statistique ».
Elle se déroulera dans le laboratoire de mathématiques ICJ UMR 5208, rattaché à l’école doctorale ED512, et s'inscrit en Statistique, domaine central du projet jouant le rôle de pivot pour les thématiques connexes. En effet, ce projet se place dans la continuité d'un travail entamé depuis plusieurs années par Gwenola Le Naour dans le contexte de pollution de la région du sud lyonnais, et de mise en place de l’Institut écocitoyen territoire lyonnais.
Ce projet repose sur les interactions transverses et interdisciplinaires entre enseignants-chercheurs lyonnais :
Gwenola Le Naour (science politique), Anne-Laure Fougères et Cécile Mercadier (mathématiques, toutes deux co-directrices de cette thèse),
Emmanuel Martinais (géographie) et Cécile Miège (chimie) ainsi qu’avec la métropole Grand Lyon.

Contraintes et risques

Le sujet a la spécificité d'être au croisement de plusieurs disciplines.
Les questions traitées sont concrètes donc techniquement ambitieuses combinées à une bibliographie relativement réduite.
La personne recrutée sera amenée à rencontrer les différents partenaires du projet,
à leur présenter à échéances régulières les avancées obtenues,
à participer à des conférences, journées d'études ou à rédiger des synthèses scientifiques en français comme en anglais.
La doctorante ou le doctorant ne sera pas amené à manipuler des substances chimiques.
Leur analyse est faite en amont par des laboratoires disposant de cette compétence.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est de 2 300€ brut mensuel.

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

Le CNRS

Les métiers de la recherche