Développement d’une station citoyenne d’analyse de l’eau

La prise en compte de l’eau dans les Objectifs de Développement Durable (ODD) de l’ONU (Organisation des Nations Unies) se justifie pleinement par son caractère vital pour l’ensemble de la biosphère et en particulier pour le développement humain. Pour évaluer sa qualité, une masse d’eau est caractérisée par son état écologique qui est représentatif du fonctionnement global de l’écosystème aquatique. Cela inclut les éléments biologiques (faune, flore), physico-chimiques (phosphore, nitrate, pH, etc…) et hydromorphologiques (état des berges, continuité de la rivière). Malheureusement, le suivi de la qualité de l’eau demande du temps et des moyens humains et financiers importants qui ne sont pas au rendez-vous, ce qui se traduit par un manque de données régulièrement réparties dans l’espace et dans le temps. 

Pour pallier ce manque de données, une solution pourrait se trouver dans ce qu’on appelle aujourd’hui les démarches de sciences participatives. Depuis 2023, une collaboration avec le lycée Louis Pasteur de Strasbourg a permis la mise en place d’un protocole de prélèvements et d’analyses de la qualité de l’eau. Ce réseau d’observation, soutenu par l’Eurométropole de Strasbourg, s’est ouvert à d’autres établissements scolaires et ne cesse de grandir. La qualité de l’eau est évaluée par des méthodes peu coûteuses et simples à mettre en œuvre soit principalement à l’aide de bandelettes réactives. Les lycéens peuvent ainsi analyser les échantillons d’eau collectés sous différents aspects : bactériologique, avec présence de bactéries pathogènes (E. coli) et physico-chimique en mesurant divers paramètres comme les concentrations en nitrates, le pH ou encore la turbidité. D’une temporalité mensuelle, ces relevés enrichissent considérablement les données de qualité de l’eau dans la zone urbaine strasbourgeoise. En parallèle, la Zone Atelier Environnementale Urbaine (ZAEU) souhaite s’engager dans un processus qui permettrait de l’inscrire comme une plateforme européenne eLTER, sites d’intérêt instrumentés, identifiés comme étant essentiels pour le suivi de certains habitats.

Les suivis participatifs actuels ne permettent cependant pas d’accéder aux variations fines allant de quelques heures à quelques jours. Une instrumentation temps réel dédiée est nécessaire. A ces fins, en collaboration avec l’association « Savoirs Vivants », nous développons une station d'analyse de l'eau de faible coût pour recueillir des données sur la qualité de l'eau en temps réel. Sa réalisation sera pensée pour que son assemblage puisse être accessible au particulier. Nous nous appuierons sur les travaux de l’Equipex+ TERRA FORMA, en particulier ceux relatifs au développement d’une sonde multi-paramètrique (pression, température, conductivité, chl. a, oxygène dissous, turbidité, et lumière photosynthétique active). Ces travaux nous donneront des pistes adéquates pour le choix des capteurs nécessaires à la mesure des divers paramètres environnementaux. La station sera conçue pour être modulaire, permettant des adaptations selon les besoins spécifiques des utilisateurs et des sites de déploiement.

L'année 2013 voit la naissance du laboratoire ICube, un formidable projet sous l'égide du CNRS, de l'Université de Strasbourg, de l’ENGEES et de l’INSA de Strasbourg. Le laboratoire rassemble à parts égales deux communautés scientifiques à l’interface entre le monde numérique et le monde physique, lui donnant ainsi une configuration unique.Avec près de 750 membres, il est une force de recherche majeure du site de Strasbourg. Fédéré par l'imagerie, ICube a comme champs d'application privilégiés l'ingénierie pour la santé, l'environnement et le développement durable.

Ces travaux seront effectués en étroite collaboration entre l’équipe MécaFlu et EM3 du Laboratoire ICube, l’association « Savoirs Vivants » et les structures de médiation scientifique de la région (Collectif « Tous Chercheurs Alsace», Maison pour la Science, Jardin des Sciences, Nef des Sciences, etc…). 

ATTENTION : L'obtention du financement étant au mérite pour des candidats entrain de terminer leur M2, le candidat doit impérativement être classé parmi les premiers de sa promotion de master.

Profil recherché :
La candidate ou le candidat aura une forte appétence pour l’approche expérimentale et pluridisciplinaire. La personne devra être titulaire d’un master recherche ou d’un diplôme d’ingénieur. Les principaux pré-requis pour ce projet de recherche sont :

• des connaissances en analyse de la qualité de l’eau (paramètres physico-chimiques et biologiques).
• des notions en instrumentation scientifique et capteurs.
• des bases en électronique, programmation (ex. microcontrôleurs) ou systèmes embarqués.
• une sensibilité aux démarches open-source ou collaboratives.
• un intérêt pour les sciences participatives et la médiation scientifique.