Thèse : Caractérisation des interactions métaux - nanoplastiques - ligne LUCIA

SOLEIL est le centre français de rayonnement synchrotron, situé sur le plateau de Saclay près de Paris. Outil unique en matière de recherche académique et d’applications industrielles, SOLEIL est utilisé annuellement par plusieurs milliers de chercheurs français et étrangers. Cette Très Grande Infrastructure de Recherche (TGIR), partenaire de l’Université Paris-Saclay et ouverte vers l’international, est constituée en société civile dont les actionnaires sont le CNRS et le CEA.

PhD Position – Caractérisation des interactions métaux – nanoplastiques et impacts sur leur mobilité.

Début du poste 1er octobre 2024. Clôture des candidatures : 30 avril 2024

Le doctorat proposé se déroulera au sein du Synchrotron SOLEIL, sur la ligne de lumière LUCIA.

Le travail proposé sera réalisé à SOLEIL, en collaboration avec les laboratoires Géosciences Rennes, l’Institut de Physique de Rennes, l’Université Laval (Québec, Canada) et l’Institut of Nuclear Waste Disposal du Karlsruhe Institute of Technology (Allemagne), dans le cadre du projet ANR NANOCLIPO (Dissémination environnementale des NaNOplastiques : Impact des conditions pédoCLImatiques et Conséquences  sur les POlluants associés) (https://anr.fr/Projet-ANR-23-CE01-0002). Ce consortium de recherche est interdisciplinaire, composé de partenaires spécialistes en géochimie, chimie analytique, physique des écoulements, modélisation thermodynamique, agrégation et transport réactif, dont les membres travaillent ensemble depuis de nombreuses années. Dans le cadre de ce projet, outre l’environnement scientifique riche de ces différents établissements dans lesquels l’étudiant.e retenu.e pourra être amené.e à réaliser des séjours, il/elle collaborera avec deux post-doctorant.e.s et deux doctorant.e.s de ces laboratoires.

L’étudiant.e sera inscrit.e à l’école doctorale SMEMAG de l’Université Paris Saclay

Description du projet :

Au cours du siècle dernier, l’usage des plastiques s’est généralisé et leur production a augmenté de façon spectaculaire. Il en résulte une production dramatique de déchets plastiques dans le monde. Jusqu’à maintenant, l’essentiel des études évaluant les impacts environnementaux des plastiques se sont concentrées sur les microplastiques dans les environnements marins. Cependant, désormais, des études ont démontré la présence de nanoplastiques dans les systèmes terrestres. Or, les risques environnementaux liés aux (nano)plastiques ne résultent pas seulement de leur présence, mais aussi de leur capacité à transporter des contaminants (tels que les métaux traces, dont la présence dans les sols n’est plus à démontrer) à travers les interfaces environnementales.

Le projet NANOCLIPO vise à évaluer le transfert et la migration des nanoplastiques et des métaux associés, du sol vers l'hydrosystème, dans différentes conditions pédoclimatiques. Ces informations sont nécessaires pour mieux comprendre leurs voies de dissémination et caractériser et évaluer le risque réel posé par la présence des nanoplastiques dans la zone critique, sur l'environnement et la santé.

Dans ce contexte, le sujet de thèse proposé se concentrera sur l’étude des interactions métaux – nanoplastiques.

Les nanoplastiques utilisés seront issus des plastiques prélevés sur les différents sites d’études. Les métaux étudiés seront le plomb (dont le suivi de spéciation sera complété par un suivi de composition isotopique), le chrome (entrant fréquemment dans la composition des plastiques, sous différentes espèces) et le cerium (polluant émergeant).

Après la production et une étude complète de la composition, de la structure et de la surface des nanoplastiques environnementaux synthétisés, l’étude portera sur les interactions métaux – nanoplastiques dans différents environnements physico-chimiques (pH, force ionique, présence de colloïdes, minéraux (oxydes de fer) organiques et organométalliques, …) et différentes conditions d’écoulement (en statique et en cellule microfluidique). Les modes d’interactions et leurs effets sur l’agrégation des particules seront caractérisées.

Méthode

(1) production on de particules de nanoplastiques par UV

(2) Caractérisation des nanoplastiques formés : MET, spectroscopies IR, XRF

(3) Adsorption des métaux (Pb, Cr, Ce) en conditions statiques et écoulement en fonctions de différents environnements physico-chimiques

(4) Caractérisation et modélisation des interactions métaux – nanoplastiques / colloides : spectroscopie XAS

(5) Caractérisation de l’évolution de l’organisation structurale des colloïdes : MEB, SAXS, DLS, …

Résultats attendus

Ce travail de doctorat vise à apporter un nouvel éclairage sur les conséquences environnementales de la pollution plastique en axant sa recherche sur les interactions nanoplastique – polluants métalliques et les conséquences sur leurs possibilités de mobilité. Les nouvelles données attendues seront décisives pour la compréhension, la modélisation et l’anticipation de leur capacité de transfert dans le réseau hydrique de la Zone Critique.

Qualifications et expérience

- Master en géosciences ou équivalent.

- Compétences en géochimie.

- Dispositions pour le travail en laboratoire, dont la réalisation de synthèses, la caractérisation des minéraux et l’usage de différentes techniques analytiques telles que la spectroscopie IR, l’absorption et la diffraction/diffusion des rayons X, ...).

- Capacité à travailler en autonomie

- Dispositions pour le travail en équipe

- Excellent niveau en anglais ou en français.

Conditions générales et procédure de recrutement

Ce poste à plein temps sera disponible à partir d'octobre 2024 et est proposé sur un contrat à durée déterminée de 36 mois. Le lieu de travail sera le synchrotron SOLEIL, situé en banlieue parisienne (Saint-Aubin) à proximité de l’Université Paris Saclay.

Le demandes de renseignements peuvent être adressées au directeur de thèse, Dr. Delphine VANTELON - Tel: +33 (0)1 69 35 96 94 - delphine.vantelon@synchrotron-soleil.fr.

Les candidatures doivent comprendre une lettre de motivation, un CV, un relevé de notes de licence et de maîtrise ainsi que le nom et les coordonnées de deux ou trois personnes de référence. 

Toute demande doit être finalisée avant le 30 avril 2024 pour recevoir toute l'attention nécessaire, les entretiens devant avoir lieu en mai 2024.