compréhension du transport et de la rétention des microplastiques dans les milieux poreux : application pour la protection des ressoources eau/sol // Transport, retention and additive release of microplastics in porous media: scientific basis for safer w

Les microplastiques présentent des caractéristiques uniques telles que petite taille, surface spécifique élevée et forte capacité d'adsorption, ce qui en fait des vecteurs potentiels de contaminants tels que les métaux lourds, les polluants organiques et les agents pathogènes. Le transport et le dépôt de ces microparticules sous forme colloïdale dans les sédiments, les sables, les sols ou les milieux poreux filtrants dépendent principalement des conditions hydrodynamiques (débit, teneur en eau), des propriétés des microplastiques (composition, altération, taille, forme), de la chimie de l'eau et des propriétés physicochimiques des milieux poreux (par exemple, la charge de surface et l'interaction électrostatique) (Bai et al., 2022). Les publications existantes mettent l'accent sur l'effet de l'hétérogénéité de la surface des nano/micro plastiques (NMP) sur leur transport dans les milieux poreux, principalement sur les sables quartzeux homogènes, et pue d'informations est disponible sur la façon dont l'hétérogénéité de la surface peut avoir un impact sur le transport des NMP dans les milieux poreux physiquement hétérogènes, présentant un espace poreux inter- et intra-agrégat (Bai et al., 2018). En outre, l'impact de l'altération des particules sur le transport et la dégradation des NMP piégés dans les milieux poreux n'est pas complètement compris (Bai et al., 2024). Nous proposons de combiner des techniques de visualisation, des études de transport et une analyse analytique approfondie pour comprendre les relations quantitatives et qualitatives afin de comprendre les taux de rétention et de détachement des particules à l'échelle micro et macroscopique, la dégradation des NMP et la libération éventuelle d'additifs à l'intérieur du milieu poreux. L'application des ces travaux a pour but d'élucider des questions : i) pour améliorer les technologies de traitement de l'eau ; ii) évaluer des risques et protection des sols, des eaux souterraines et des environnements marins contre la contamination par les plastiques.
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Microplastics have unique characteristics such as small size, high specific surface area and high adsorption capacity, which makes them potential carriers of the contaminants such as heavy metals, organic pollutants, and pathogens. The transport and deposition of microplastics in colloidal form in sediments, sands soils, or engineered filter porous media mainly depend on hydrodynamic conditions (flow rate, water content), microplastic properties (composition, weathering, size, shape), water chemistry, and physicochemical properties of porous media (e.g., surface charge and electrostatic interaction) (Bai et al., 2022). The existing published literature pinpoint the effect of nano/micro plastics (NMP) surface heterogeneity on their transport in porous media, focused mainly on homogeneous quartz sands, and little is known on how surface heterogeneity may impact NMP transport in physically heterogeneous porous media, exhibiting inter- and intra- aggregated pore space (Bai et al., 2018). Additionally, the impact of particles' weathering on the transport and degradation of NMP trapped in the porous media is not completely understood (Bai et al., 2024). We propose the combination of visualization techniques, transport studies and extensive analytical analysis to understand the quantitative and qualitative relationships for the particle attachment and detachment rate at the micro- and macroscopic scale, degradation of NMPs, and possible released of additives inside the porous media.
Prevalent issues in society and industry: i) application of this work for improved water treatment technology; ii) assess the risk and protect the soil, groundwater, marine environments from plastic contamination.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Enseignement supérieur

Université de Technologie de Compiègne

71 Sciences pour l'ingénieur

- Expérience et intérêt marqué pour l'un des domaines de recherche suivants : science de l'eau et/ou du sol, génie chimique. - De bonnes aptitudes à la communication écrite et orale en anglais sont requises. - Une forte motivation pour le travail expérimental est requise.
- Background and strong interest in one of the research fields: water and/or soil science, chemical engineering. - Good written and oral communication skills in English is required. - Strong motivation for experimental work is required.