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Vers une phytoextraction du cuivre en sols viticoles/ Towards phytoextraction of copper from vineyards

ABG-93869 Sujet de Thèse
05/10/2020 > 25 et < 35 K€ brut annuel
Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA
Pau - Nouvelle Aquitaine - France
Vers une phytoextraction du cuivre en sols viticoles/ Towards phytoextraction of copper from vineyards
  • Ecologie, environnement
  • Chimie
  • Terre, univers, espace
Cu, Sols, Biodisponibilité, Spéciation des métaux, XAS

Description du sujet

De nombreux sols viticoles s’avèrent contaminés en cuivre du fait de l’application de bouillie bordelaise utilisée comme fongicide depuis la fin du XIXe siècle et toujours en vigueur. Ce cuivre peut entrainer des phénomènes de toxicité vis à vis des jeunes plants de vignes et une contamination des eaux suite à l’érosion des sols (Komárek et al., 2010; MacKie et al., 2012). Réduire l’utilisation de ces produits phytosanitaires représente donc un enjeu majeur actuel. D’autre part, les sols contaminés en métaux exercent une pression sélective et constituent des habitats spécifiques pour certaines plantes dites métallophytes. Les plantes natives métallophytes observées sur les sites viticoles pourraient être des candidats potentiels à la phytoextraction du cuivre (MacKie et al., 2012; Campillo-Cora et al., 2019). Ainsi, la biomasse obtenue  pourrait être considérée comme une ressource et non comme un déchet. Différents produits ont été testés pour pallier l’utilisation de bouillie bordelaise parmi lesquels, divers extraits de plantes appliqués en spray sur la vigne (Dagostin et al., 2011), et certains d’entre eux se sont avérés prometteurs pour limiter le mildiou. Il peut donc être envisagé d’utiliser des plantes métallophytes pour extraire une partie du cuivre des sols viticoles, et d’utiliser ces plantes et leurs extraits comme fongicides naturels ‘verts’ sur la vigne afin de réduire l’application de bouillie bordelaise.

Plus spécifiquement, les objectifs de ce projet sont de répondre aux questions:

- Quelles espèces végétales natives sont les plus à même d’être implantées en inter-rangs et de se développer en sols viticoles riches en cuivre, en région tempérée?

- Quels sont les mécanismes mis en œuvre par ces plantes pour s’affranchir de la phytotoxicité du cuivre compte tenu de la biodisponibilité du métal?

- Compte tenu de ces mécanismes, quelles parties végétales peuvent être récoltées puis recyclées en terme de source cuprifère qui serait utilisée ensuite comme fongicide naturel?

En phytoremédiation, la biodisponibilité du métal dans le sol est un facteur clé puisqu’elle conditionne le prélèvement du métal par la plante (Ruyters et al., 2013; Navel et Martins, 2014). Ainsi, la connaissance de la spéciation du métal et de sa fraction extractible dans le sol est un paramètre essentiel, et le concept de phytoextraction doit considérer à la fois l’existence de plantes métallophytes de cuivre adaptées au climat et la biodisponibilité du métal (Corzo Remigio et al., 2020). Il apparaît donc essentiel que tout essai de phytoremédiation passe au préalable par une étude de spéciation (et de biodisponibilité) des métaux dans le sol.

Pour répondre à ces questions, l’approche combinera des mesures de biodisponibilité par des capteurs électrochimiques sérigraphiés (Monteiro et al., 2016) et des techniques d‘étude de localisation et spéciation des métaux dans les sols et dans les plantes par imagerie et spectroscopie d’absorption X (Huguet et al., 2015; Oliveira de Araujo et al., 2020 ; Van Der Ent et al., 2020).

Prise de fonction :

18/01/2021

Nature du financement

Contrat doctoral

Précisions sur le financement

Financement UPPA/Région Nouvelle Aquitaine

Présentation établissement et labo d'accueil

Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA

La thèse se déroulera à l'université de Pau et des Pays de l'Adour, à l'Institut des Sciences Analytiques et de Physico-Chimie pour l'Environnement et les Matériaux (IPREM). L’IPREM est une unité mixte de recherche (UMR 5254) CNRS et Université de Pau et des Pays de l’Adour. Les activités qui y sont développées concernent la recherche fondamentale en physico-chimie, chimie analytique et microbiologie en lien avec l’environnement et les matériaux. L’IPREM regroupe 3 pôles dont le Pôle CME (Chimie et Microbiologie de l’Environnement) qui s’intéresse aux contaminants et éléments traces dans l’environnement. Pour étudier les formes physico-chimiques de ces éléments, leurs transformations et leurs interactions avec les organismes vivants, le laboratoire met en oeuvre différentes techniques de chimie analytique (techniques analytiques couplées basées sur la spectrométrie de masse, capteurs électrochimiques etc...), d’imagerie et de techniques de spéciation basées sur le rayonnement synchrotron (XRF, XAS).

Profil du candidat

Le/la candidat(e) doit être diplomé(e) d’un master en chimie environnementale, géosciences, sciences du sol, physico-chimie ou équivalent. Il/elle devra avoir un fort intérêt pour le travail expérimental en laboratoire et sur le terrain. Il/elle devra être capable de travailler en autonomie et être rigoureux. Il travaillera avec des biogéochimistes et chimistes analyticiens et en partenariat avec un viticulteur Une première expérience dans le domaine des sciences environnementales est un plus. Bonnes capacités de rédaction. Anglais requis.

Date limite de candidature

05/11/2020
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