Thèse Approche Biogéochimique de la Phytoextraction des Métaux Toxiques de la Spéciation à la Prédiction du Potentiel de Dépollution H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Rennes École doctorale : École doctorale Écologie, Géosciences, Agronomie et Alimentation Laboratoire de recherche : GEOSCIENCES RENNES Direction de la thèse : Mathieu PEDROT ORCID 0000-0001-5215-3808 Date limite de candidature : 2026-09-10T00:00:00 Les sols assurent des fonctions essentielles mais sont de plus en plus impactés par les activités humaines, notamment par la contamination par les métaux toxiques. Les méthodes traditionnelles de remédiation sont coûteuses et dommageables pour les sols, ce qui souligne la nécessité de trouver des alternatives écologiques comme la phytoextraction, qui utilise des plantes pour éliminer les métaux toxiques sans nuire à la qualité du sol. Cependant, la phytoextraction est souvent limitée par une connaissance incomplète de la biodisponibilité des métaux toxiques, ce qui en fait un processus lent et coûteux. Le projet de thèse vise à améliorer l'efficacité de la phytoextraction en développant une méthodologie qui évalue la phytodisponibilité des métaux toxiques, en se concentrant sur : l'influence des propriétés du sol, des caractéristiques des plantes, la spéciation physique et chimique des contaminants, avec un suivi de la composition géochimique de la solution du sol et des réponses des plantes. Les sols assurent des fonctions essentielles mais sont de plus en plus impactés par les activités humaines, notamment par la contamination par les métaux toxiques. Les méthodes traditionnelles de remédiation sont coûteuses et dommageables pour les sols, ce qui souligne la nécessité de trouver des alternatives écologiques comme la phytoextraction, qui utilise des plantes pour éliminer les métaux toxiques sans nuire à la qualité du sol. Cependant, la phytoextraction est souvent limitée par une connaissance incomplète de la biodisponibilité des métaux toxiques, ce qui en fait un processus lent et coûteux. Le projet de thèse vise à améliorer l'efficacité de la phytoextraction en développant une méthodologie qui évalue la phytodisponibilité des métaux toxiques, en se concentrant sur : l'influence des propriétés du sol, des caractéristiques des plantes, la spéciation physique et chimique des contaminants, avec un suivi de la composition géochimique de la solution du sol et des réponses des plantes. Les sols assurent des fonctions essentielles mais sont de plus en plus impactés par les activités humaines, notamment par la contamination par les métaux toxiques. Les méthodes traditionnelles de remédiation sont coûteuses et dommageables pour les sols, ce qui souligne la nécessité de trouver des alternatives écologiques comme la phytoextraction, qui utilise des plantes pour éliminer les métaux toxiques sans nuire à la qualité du sol. Cependant, la phytoextraction est souvent limitée par une connaissance incomplète de la biodisponibilité des métaux toxiques, ce qui en fait un processus lent et coûteux. Le projet de thèse vise à améliorer l'efficacité de la phytoextraction en développant une méthodologie qui évalue la phytodisponibilité des métaux toxiques, en se concentrant sur : l'influence des propriétés du sol, des caractéristiques des plantes, la spéciation physique et chimique des contaminants, avec un suivi de la composition géochimique de la solution du sol et des réponses des plantes. Les sols assurent des fonctions essentielles mais sont de plus en plus impactés par les activités humaines, notamment par la contamination par les métaux toxiques. Les méthodes traditionnelles de remédiation sont coûteuses et dommageables pour les sols, ce qui souligne la nécessité de trouver des alternatives écologiques comme la phytoextraction, qui utilise des plantes pour éliminer les métaux toxiques sans nuire à la qualité du sol. Cependant, la phytoextraction est souvent limitée par une connaissance incomplète de la biodisponibilité des métaux toxiques, ce qui en fait un processus lent et coûteux. Le projet de thèse vise à améliorer l'efficacité de la phytoextraction en développant une méthodologie qui évalue la phytodisponibilité des métaux toxiques, en se concentrant sur : l'influence des propriétés du sol, des caractéristiques des plantes, la spéciation physique et chimique des contaminants, avec un suivi de la composition géochimique de la solution du sol et des réponses des plantes. Les sols assurent des fonctions essentielles mais sont de plus en plus impactés par les activités humaines, notamment par la contamination par les métaux toxiques. Les méthodes traditionnelles de remédiation sont coûteuses et dommageables pour les sols, ce qui souligne la nécessité de trouver des alternatives écologiques comme la phytoextraction, qui utilise des plantes pour éliminer les métaux toxiques sans nuire à la qualité du sol. Cependant, la phytoextraction est souvent limitée par une connaissance incomplète de la biodisponibilité des métaux toxiques, ce qui en fait un processus lent et coûteux. Le projet de thèse vise à améliorer l'efficacité de la phytoextraction en développant une méthodologie qui évalue la phytodisponibilité des métaux toxiques, en se concentrant sur : l'influence des propriétés du sol, des caractéristiques des plantes, la spéciation physique et chimique des contaminants, avec un suivi de la composition géochimique de la solution du sol et des réponses des plantes. Les sols assurent des fonctions essentielles mais sont de plus en plus impactés par les activités humaines, notamment par la contamination par les métaux toxiques. Les méthodes traditionnelles de remédiation sont coûteuses et dommageables pour les sols, ce qui souligne la nécessité de trouver des alternatives écologiques comme la phytoextraction, qui utilise des plantes pour éliminer les métaux toxiques sans nuire à la qualité du sol. Cependant, la phytoextraction est souvent limitée par une connaissance incomplète de la biodisponibilité des métaux toxiques, ce qui en fait un processus lent et coûteux. Le projet de thèse vise à améliorer l'efficacité de la phytoextraction en développant une méthodologie qui évalue la phytodisponibilité des métaux toxiques, en se concentrant sur : l'influence des propriétés du sol, des caractéristiques des plantes, la spéciation physique et chimique des contaminants, avec un suivi de la composition géochimique de la solution du sol et des réponses des plantes. Le/la doctorant·e sera accueilli·e au sein du laboratoire Géosciences Rennes de l'Université de Rennes, en étroite collaboration avec le laboratoire ECOBIO, dont les locaux sont contigus à ceux de Géosciences Rennes. Il/elle bénéficiera de l'environnement scientifique des deux structures, participera à leurs animations scientifiques et disposera d'un accès privilégié à leurs infrastructures expérimentales et analytiques. Les travaux de recherche seront principalement réalisés à Géosciences Rennes, qui dispose des laboratoires et des équipements nécessaires à l'étude de la spéciation physique et chimique des contaminants, tout en bénéficiant des compétences et des équipements complémentaires du laboratoire ECOBIO. Le/la doctorant·e aura également accès aux plateformes de caractérisation de l'OSERen et de l'Université de Rennes (GeOHeLiS, UAR ScanMat). Le fonctionnement de la thèse sera assuré par le financement d'un projet ANR qui couvrira les expérimentations, les analyses ainsi que la participation du doctorant à un congrès scientifique international (par exemple SETAC ou Goldschmidt). Caractérisation des solutions du sol : propriétés physico-chimiques (pH, Eh...) et éléments inorganiques et organiques (Analyses COD et anions majeurs, DLS, A4F/MALS/ICP-QQQ-MS). Caractérisation du sol : paramètres physico-chimiques, analyses minéralogiques (DRX, MEB-EDS), analyses élémentaires (ICP-MS). Impacts des métaux toxiques sur les plantes et la rhizosphère : biomasse microbienne (C et N), réponses physiologiques des plantes, indicateurs de l'homéostasie redox, réponses moléculaires (protéomique : nLC-LTQ Orbitrap ; transcriptomique : PCR en temps réel à haut débit SmartChip) et bioconcentration des métaux toxiques dans le biote (ICP-QQQ-MS, MEB-EDS, HR-MET-EDS). La contamination des sols par les métaux toxiques constitue un enjeu environnemental mondial, amplifié par les activités industrielles, minières et les nouvelles technologies. Persistants et non biodégradables, ces contaminants menacent durablement les écosystèmes et la santé humaine. Les méthodes conventionnelles de dépollution, souvent coûteuses et impactantes pour l'environnement, présentent de nombreuses limites. Dans ce contexte, la phytoremédiation, et plus particulièrement la phytoextraction, apparaît comme une solution durable permettant d'extraire les métaux grâce à l'action des plantes et de leur microbiome. Cette approche présente de nombreux avantages, notamment un faible impact environnemental et sanitaire, la préservation des sols et une réduction des coûts. Cependant, son efficacité reste très variable en raison d'une mauvaise maîtrise de la phytodisponibilité des métaux. Si de nombreuses études cherchent à améliorer les performances de la phytoextraction en sélectionnant des espèces végétales ou en ajoutant des amendements, elles prennent rarement en compte la spéciation physico-chimique des contaminants. Une approche biogéochimique intégrant l'étude de la spéciation des métaux et des interactions dans la rhizosphère est donc essentielle pour mieux comprendre les mécanismes impliqués, améliorer la prédiction de l'efficacité de la phytoextraction et favoriser son déploiement dans des contextes environnementaux variés.