Étude des paramètres influençant la décontamination de l’arsenic lors des processus de recharge hydraulique

l’arsenic (As) [d’origine anthropique ou naturelle] est présent dans des concentrations importantes dans les nappes phréatiques de plusieurs pays et entre dans la chaine alimentaire (au travers de l'utilisation des eaux polluées). Ce problème a notamment été soulevé (essentiellement, dans les pays asiatiques) suite à l’observation constatée de certaines maladies (cancers, lésions cutanées, maladies cardiovasculaires, diabète, etc.) au niveau des populations ["Organisation Mondiale de la Santé" (OMS), 2018]. L’arsenic est prédominant (à 99 %) dans les minerais. Les conditions chimiques et biologiques des réservoirs influencent de manière importante ses état chimique et mobilité [la forme la plus toxique et mobile étant l’arsénite As^(III)].

Le principal objectif de la présente proposition de sujet doctoral réside dans l’étude d’une méthode de dépollution in situ des sols et des nappes phréatiques : la recharge hydraulique, technique modifiant l’équilibre chimique dans les aquifères et stabilisant les polluants par rétention en phases solides permettant ainsi une dépollution durable en amont des points d’extraction. Une approche laboratoire, par le biais d’expérimentations en colonnes et dans des dispositifs en deux dimensions afin de tester différents cas possibles de couplages état du sol/état du polluant sur la mobilité et la réactivité du polluant, sera privilégiée. L’application d’écoulement d’eau de recharge au travers de sols pollués permettra le suivi des arsénites et As^(V). Les cinétiques, ainsi que l’effet de paramètres testés (présence d’oxygène ainsi que d’autres éléments oxydants, pH, minéralogies des phases solides liés aux natures des aquifères et eaux de recharge, etc.), seront, de fait, identifiés. Les conditions nécessaires, afin de disposer d’une méthode de dépollution in situ permettant de stabiliser l'As sous sa forme solide et limiter son passage dans les eaux des nappes, seront ainsi étudiées et optimisées.

- Centrale Lyon-ENISE : Située sur le campus universitaire de La Métare à Saint-Étienne, Centrale Lyon ENISE forme des ingénieurs diplômés de Centrale Lyon de spécialités génie mécanique, génie civil et génie sensoriel depuis plus de 60 ans. Intégrée à l’École Centrale de Lyon, Centrale Lyon ENISE propose des formations de haut niveau scientifique dans les sciences de l’ingénieur de chaque spécialité mais aussi dans les sciences humaines et sociales, l’économie et le management. Les cursus pédagogiques intègrent les problématiques liées aux grandes transitions écologiques, énergétiques, numériques et sociales. La force de Centrale Lyon ENISE est de former des ingénieurs à la fois experts de leur domaine de spécialité et capables de diriger des projets transversaux pluridisciplinaires.

- L'École des mines de Saint-Etienne: Membre de l’Institut Mines-Télécom, rattachée au Ministère en charge de l’industrie, l’École des mines de Saint-Étienne figure parmi les plus prestigieuses écoles d’ingénieurs de France.
Dédiée à la formation d’ingénieurs généralistes et de spécialités de haut niveau, déployant une recherche orientée vers l’industrie, Mines Saint-Étienne a également un rôle prépondérant dans l’accompagnement des entreprises à la transition industrielle via son programme Mines Saint-Étienne Tech.

Laboratoires: 

Le Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (LTDS) est spécialisé dans différents domaines de la mécanique. Il a été créé en 1992 à l’École Centrale de Lyon par le professeur Jean-Marie Georges afin de développer la recherche en tribologie. Le laboratoire (UMR5513) est aujourd’hui sous la tutelle du CNRS, de l’École Centrale de Lyon et de l’École de l’aménagement durable des territoires (ENTPE). Le LTDS fait partie des plus grandes structures de recherche en Sciences de l’Ingénierie en France. Avec plus de 400 chercheurs et collaborateurs et la technicité de ses équipements, il a été considéré en 2020 de premier rang mondial pour les sciences de l’ingénieur.

PEG/SPIN/UMR CNRS 5600:  Procédés pour l’Environnement et Géoressources (PEG) – à  l'École des mines de Saint-Etienne

La stratégie du département est centrée sur la cristallisation industrielle et les géo-procédés. Nos compétences sont : hydrologie, génie des procédés, géochimie, hydrométallurgie, thermodynamique, géomatique, phytotechnologies, mécanique des fluides. Nos objectifs sont de comprendre et maîtriser les processus de transfert / cristallisation /dissolution dans le milieu industriel et naturel et de répondre à la demande sociétale de réduction des besoins en eau, recyclage des effluents, réduction des émissions et valorisation de matières solides minérales (minerais, minéraux industriels, déchets, sols, boues, sous-produits, etc.).

de niveau Ingénieur (diplômé d’une École d’Ingénieur ou Universitaire titulaire d’un Master 2) , il/elle a devra impérativement présenter un profil fortement orienté génie des procédés, en mesure d’appréhender les thématiques chimie et environnement développées au cœur de la présente proposition de sujet de thèse doctorale. Il/elle devra donc être doté.e de solides compétences dans un (ou plusieurs) domaine(s) en lien étroit avec les milieux poreux (notamment ; caractérisation, transport et transfert en milieux poreux, procédés de dépollution des sols et nappes phréatiques, etc.).