Membres du groupe :
Permanents
Emmanuel Guillon - Professeur des universités
Nicolas Maurin - Ingénieur de recherche
Stéphanie Sayen - Maître de conférences
Non-permanents
Veronica Baldasso - doctorante
Noémie Célaries - doctorante
Phuong Quynh Nguyen - doctorante
Domaines de compétence :
- Transfert de polluants organiques et inorganiques dans l’environnement
- Approche multi-échelle des phénomènes de sorption
- Caractérisation et modélisation des interactions solide-solution
- Remédiation contre les pollutions
- Gestion intégrée de l’eau en milieu rural
Les activités de recherche de l’équipe sont consacrées pour l’essentiel à l’étude et à la compréhension des phénomènes de transfert des polluants organiques (pesticides et polluants émergents) et inorganiques (éléments traces métalliques) dans les sols, les sédiments et les digestats et les boues de stations d’épuration (STEP).
Une méthodologie, basée à la fois sur l’étude des isothermes de sorption et sur l’utilisation de techniques physico-chimiques d’analyse de surface (EXAFS et XANES, fluorescence X, XPS, MEB/EDX), permet de rendre compte des propriétés de surface des divers solides naturels étudiés (interface solide-solution) et ainsi de mieux comprendre les phénomènes de transfert des polluants dans l’environnement.
Les objectifs principaux du groupe sont ainsi d’obtenir des informations à l’échelle macroscopique, qui combinées à celles obtenues à l’échelle moléculaire, devraient permettre d’établir des systèmes prédictifs pertinents de transfert de polluants. Ces travaux sont donc abordés tant sur un plan fondamental qu’appliqué.
L’étude de la sorption de polluants sur des surfaces est ainsi abordée, de façon originale, par une approche physico-chimique multi-échelle. Il est en effet fondamental de pouvoir vérifier la validité des extrapolations et des modélisations à l’ensemble des échelles pour valider les systèmes prédictifs. Ceci est notamment le cas lors de l’étude de la réactivité des surfaces de solides pour laquelle la connaissance de l’ensemble des interactions est particulièrement importante dans la compréhension du mode de réactivité.
Dans ce contexte, nos activités se déclinent en 3 axes principaux :
1 - Transfert des éléments traces métalliques dans l’environnement
Dans cet axe thématique, les travaux sont menés sur des sols, des sédiments, des digestats et boues de stations d’épuration et des sols amendés, mais aussi sur des constituants individuels de ces différents solides.
- Tracé d’isothermes d’adsorption/désorption
- Expériences en colonne
- Vieillissement
- Modélisation
- Spéciation à l’échelle moléculaire
L’obtention de cartographies et les études à l’échelle atomique et moléculaire sont indispensables pour comprendre précisément les interactions mises en jeu entre la surface et le milieu qui l’environne. Elles permettront d’expliquer les mécanismes de sorption, migration, diffusion, etc.
2 - Transfert de contaminants organiques dans l’environnement
Nous nous intéressons dans cet axe à l’étude de l’influence des paramètres physico-chimiques des sols et des paramètres intrinsèques des molécules sur les processus d’adsorption/désorption. Les travaux portent sur les pesticides, produits pharmaceutiques, HAP, BETX, phtalates, …
- Tracé d’isothermes d’adsorption/désorption
- Expériences en colonne
- Modélisation
Le tracé d’isothermes d’adsorption et/ou de courbes de percées peut conduire à l’établissement de relations empiriques permettant de proposer des modèles prédictifs de transfert des molécules.
3 - Interaction entre contaminants organiques et inorganiques dans l’environnement
Les éléments traces métalliques sont présents simultanément aux contaminants organiques dans l’environnement. Ils peuvent interagir entre eux via la formation de complexes de coordination, ce qui pourra affecter leur devenir. L’étude de tels systèmes, appelés « cocktails », est primordiale tant les données sont manquantes. Les activités de notre équipe s’inscrivent donc dans cette optique.
- Tracé d’isothermes d’adsorption/désorption
- Expériences en colonne
- Modélisation
- Spéciation à l’échelle moléculaire
- « Effet cocktail »
- Interactions contaminants organiques – métaux
- Détermination de constantes d’acidité et de complexation
Mise en évidence de la formation d’un complexe ternaire à la surface d’un sol par combinaison d’approches à différentes échelles