Mobilisation des polluants induite par les intrusions salines : biogéochimie et dynamique à l'interface eau–sédiment dans un contexte de changement climatique (MOBIDICC) // Pollutant mobilization induced by saltwater intrusions: biogeochemistry and dynami

Les intrusions salines, stimulées par le changement climatique, l'élévation du niveau de la mer et les pressions anthropiques, représentent un facteur émergent de l'instabilité géochimique dans les sédiments côtiers et industrialisés. En modifiant les gradients rédox, la composition ionique et les équilibres biogéochimiques, les eaux salines peuvent mobiliser des métaux, des métalloïdes et des nutriments auparavant piégés dans les matrices sédimentaires. Ces eaux salines peuvent également restructurer les communautés bactériennes benthiques, ce qui a des conséquences importantes non seulement sur les flux de métaux, mais aussi sur la dégradation de la matière organique et le potentiel pathogène des sédiments. Ces changements suscitent des préoccupations concernant la qualité de l'eau, le fonctionnement des écosystèmes et la gestion des sédiments dans des zones vulnérables telles que le corridor côtier industrialisé de Dunkerque (par exemple le canal de Bourbourg).
Afin de compléter les investigations géochimiques et microbiologiques, le projet a pour but d'intégrer des méthodes géophysiques à haute résolution pour cartographier l'étendue et la dynamique des intrusions salines. Ces techniques non invasives permettront de délimiter les zones d'eaux souterraines salinisées, de suivre leur évolution et de fournir des conditions aux limites essentielles pour les expériences en mésocosmes, puisque seules les intrusions salines peu profondes influencent directement les échanges à l'interface eau–sédiment. Parallèlement, le projet AQUASEL (BRGM, AEAP), basé sur des mesures géophysiques aéroportées par hélicoptère, contribuera à comprendre la géométrie des intrusions d'eau salée dans les environnements côtiers.
Ce projet de thèse vise donc à élucider et à modéliser les mécanismes gouvernant la remobilisation des contaminants (métaux traces, métalloïdes, anions…) sous différents scénarios d'intrusion saline, en combinant des systèmes expérimentaux contrôlés, des analyses géochimiques avancées, une microbiologie ciblée et une imagerie 2D à haute résolution (optodes, DGT). Cette approche intégrée et multi-échelle permettra de révéler les processus couplés, désorption, dissolution réductrice, formation de sulfures et transitions microbiennes, qui contrôlent la mobilité des contaminants à l'interface sédiment–eau. Soutenu par le LASIRE, le LOG (Université de Lille), l'Université de Mons et la Communauté urbaine de Dunkerque, le projet présente de fortes dimensions interdisciplinaires, internationales et socio-économiques. Les résultats attendus incluent une compréhension prédictive des impacts des intrusions salines, l'identification des conditions critiques de relargage des polluants et le développement d'outils d'aide à la décision pour l'adaptation au changement climatique dans les territoires côtiers vulnérables.
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Saltwater intrusions, driven by climate change, sea level rise, and anthropogenic pressures, represent an emerging factor of geochemical instability in coastal and industrialized sediments. By altering redox gradients, ionic composition, and biogeochemical equilibria, saline waters can mobilize metals, metalloids, and nutrients that were previously trapped within sediment matrices. These saline waters may also restructure benthic bacterial communities, with significant consequences not only for metal fluxes, but also for organic matter degradation and the pathogenic potential of sediments. These changes raise concerns regarding water quality, ecosystem functioning, and sediment management in vulnerable areas such as the industrialized coastal corridor of Dunkirk (e.g., the Bourbourg Canal).

To complement geochemical and microbiological investigations, the project aims to integrate high-resolution geophysical methods to map the extent and dynamics of saltwater intrusions. These non-invasive techniques will make it possible to delineate salinized groundwater zones, monitor their evolution, and provide essential boundary conditions for mesocosm experiments, since only shallow saltwater intrusions directly influence exchanges at the water–sediment interface. At the same time, the AQUASEL project (BRGM, AEAP), based on helicopter-borne geophysical measurements, will contribute to understanding the geometry of saltwater intrusions in coastal environments.

This PhD project therefore aims to elucidate and model the mechanisms governing the remobilization of contaminants (trace metals, metalloids, anions, etc.) under different saltwater intrusion scenarios by combining controlled experimental systems, advanced geochemical analyses, targeted microbiology, and high-resolution 2D imaging (optodes, DGT). This integrated and multi-scale approach will help reveal the coupled processes, desorption, reductive dissolution, sulfide formation, and microbial transitions, that control contaminant mobility at the sediment–water interface. Supported by LASIRE, LOG (University of Lille), Université de Mons, and the Urban Community of Dunkirk, the project has strong interdisciplinary, international, and socio-economic dimensions. Expected outcomes include a predictive understanding of the impacts of saltwater intrusions, the identification of critical pollutant release conditions, and the development of decision-support tools for climate change adaptation in vulnerable coastal territories.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Financement d'une collectivité locale ou territoriale

Université de Lille

104 Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement

Le/la candidat(e) devra posséder une formation en chimie de l'environnement, géochimie, sciences de l'eau, microbiologie environnementale ou géosciences. Des compétences en analyses chimiques, instrumentation analytique, expérimentation en laboratoire ou traitement de données seront appréciées. Un intérêt pour les approches interdisciplinaires et le travail de terrain est attendu. De plus, le/la candidat devra avoir des capacités à travailler en équipe, à collaborer avec des experts multidisciplinaires et posséder une adaptabilité et une capacité à travailler dans des environnements variés (laboratoire, terrain, bureau…).
The candidate must have training in environmental chemistry, geochemistry, water sciences, environmental microbiology, or geosciences. Skills in chemical analysis, analytical instrumentation, laboratory experimentation, or data processing will be appreciated. An interest in interdisciplinary approaches and fieldwork is expected. In addition, the candidate must be able to work in a team, collaborate with multidisciplinary experts, and demonstrate adaptability and the ability to work in various environments (laboratory, field, office, etc.).