Description du sujet de thèse

Le sujet de la thèse porte sur l'Implémentation de méthodes de spéciation avancée pour l’étude de la biodisponibilité contrastée du sélénium à l’échelle d’un territoire.
Le sélénium (Se) est un micro-nutriment essentiel qui peut devenir toxique dans une gamme très étroite de concentration. Il trouve son origine dans des processus naturels d’altération des minéraux et d’activité volcanique auxquels s’ajoutent des contributions anthropiques (utilisations industrielles et agricoles). Le sol représente un réservoir important de sélénium et la source principale de son transfert à la végétation. La capacité des plantes à prélever le sélénium est quantifiée par le facteur de transfert sol-plante, c’est à dire le rapport des concentrations totales de sélénium dans le végétal et le sol. Toutefois, dans ce calcul les caractéristiques internes et externes du sol et leur influence sur la biodisponibilité du sélénium ne sont pas pris en considération.
Les valeurs de facteurs de transfert reportées dans la littérature pour le sélénium varient ainsi de 0,1 à 100 en fonction de l’espèce végétale, de l’organe ciblé, des propriétés du sol et de la forme chimique de Se apportée au sol ou de la solubilité de celles initialement présentes dans le sol. Les données préliminaires disponibles pour les sols du territoire concerné par cette étude indiquent des niveaux de concentration totale de sélénium plutôt homogènes et classiques mais pourtant associés à des facteurs de transfert pouvant varier de 2 ordres de grandeur. A l’échelle du territoire d’étude, des zones de biodisponibilités contrastées de Se pour la végétation semblent donc coexister indépendamment des teneurs totales de Se dans les sols. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est de comprendre les processus biogéochimiques impliqués dans cette amplification de la biodisponibilité de Se.
Pour cela, ce projet visera à :
- caractériser et comparer la distribution et la spéciation du sélénium dans des sols engendrant les valeurs extrêmes de facteur de transferts,
- l’étude approfondie des transferts de Se via un suivi mensuel sur une année des compartiments eau de pluie, eau de nappe, eau du sol, phase solide du sol, végétation, atmosphère du site pour une description quantitative et qualitative du cycle de Se sur site où sa biodisponibilité est accrue.

Contexte de travail

Le/la candidat/e au doctorat travaillera à l’Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l’environnement et les matériaux (IPREM), unité mixte de recherche CNRS/UPPA (UMR 5254). Plus précisément, il/elle sera membre du Pôle de Chimie et Microbiologie de l’Environnement (Pôle CME) dont les axes de recherche s’intéressent à comprendre les mécanismes (physico-chimiques et (micro)biologiques) à différentes échelles (de la molécule à l’écosystème) qui contrôlent le devenir et les effets des éléments traces et de contaminants dans l’environnement. Pour atteindre les objectifs fixés, le projet s’appuiera sur les installations instrumentales du laboratoire (entre autres HPLC/GC-ICPMS) et les compétences des scientifiques impliqués (David Amouroux, Maïté Bueno, François Rigal et Emmanuel Tessier). Ce projet est mené en collaboration avec l’Andra.

Le/la candidat/e doit être titulaire d’un Master en chimie analytique ou sciences environnementales avec un intérêt pour la biogéochimie. Il/elle est passionné/e par les problèmes environnementaux, rigoureux/se et très motivé/e. Une expérience en développement analytique et en spéciation des métaux serait un plus. Le /la candidat/e doit avoir un bon niveau d’anglais et la capacité à travailler de façon autonome.

Contraintes et risques

Des déplacements sont à prévoir sur le site d’étude situé en Meuse/Haute Marne (prélèvements, expérimentation terrain). Le/la candidat(e) travaillera alors en extérieur, sous conditions climatiques pouvant être difficiles selon les saisons.