Letteratura scientifica selezionata sul tema "Composés organiques – Environnement"

Résumé Nous explorons dans cette synthèse les forces et les faiblesses de l’écotoxicologie, en nous limitant aux milieux aquatiques. Notre approche consiste à comparer et contraster le comportement des contaminants organiques et inorganiques (métalliques) et à identifier quelques défis pour l’avenir. La prise en charge des contaminants organiques de synthèse se produit le plus souvent par simple diffusion passive au travers d’une membrane cellulaire. Vu la nature lipidique des membranes biologiques, le coefficient de partage octanol-eau (Kow) du contaminant s’avère souvent un bon prédicteur de sa tendance à se bioaccumuler. Par contre, les métaux présents dans le milieu aquatique se trouvent surtout sous des formes hydrophiles et hydratées qui ne peuvent traverser les membranes biologiques par simple diffusion. Leur prise en charge fait alors appel à un transport facilité qui implique des transporteurs protéiques ou canaux transmembranaires. Le coefficient de partage octanol-eau de ces espèces métalliques se révèle inutile comme prédicteur de leur bioaccumulation. Les approches et les modèles prédictifs diffèrent donc grandement entre contaminants métalliques et organiques. Pour les métaux, deux types de modèles sont couramment employés : des modèles d’équilibre (ex. : le « Modèle du Ligand Biotique » ou BLM) et des modèles cinétiques d’accumulation et d’élimination. Dans les deux cas, les paramètres biologiques des modèles sont considérés comme des « constantes » qui ne sont affectées, ni par la qualité de l’eau ambiante (ex. : pH, dureté), ni par une pré-exposition au métal. Or, il y a maintenant dans la littérature scientifique de plus en plus d’indices que les propriétés clés de la surface épithéliale des organismes aquatiques, qui contrôlent l’accumulation et la toxicité des métaux, ne sont pas constantes, ce qui compromet l’application des modèles dans des cas réels d’exposition chronique sur le terrain. Contrairement aux métaux, l’essentiel du comportement environnemental des composés organiques de synthèse est lié à leur capacité de résister à divers mécanismes de dégradation et à leur biodisponibilité pour les organismes aquatiques. Le modèle de la « fugacité » permet de prédire la distribution de composés organiques entre divers compartiments pour un système considéré à l’équilibre mais de nombreuses contraintes chimiques et biologiques interfèrent avec l’utilisation de ce type de modèle. Les cas des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des organométaux sont utilisés pour illustrer ces contraintes. Parmi les tout nouveaux défis de l’écotoxicologie, nous abordons brièvement le développement de la génomique fonctionnelle et de l’approche écosystémique ainsi que la toute nouvelle problématique environnementale posée par les nanoparticules industrielles. L’avenir de l’écotoxicologie aquatique passe nécessairement par : (1) l’obtention de données de terrain et de laboratoire d’excellente qualité; (2) une compréhension approfondie des mécanismes de toxicité aux niveaux moléculaire et cellulaire; (3) le développement de modèles théoriques et empiriques qui intègrent mieux la réalité physiologique et écologique; (4) le développement d’indicateurs écosystémiques capables de fournir une image globale de la qualité d’un environnement aquatique, quelle que soit sa complexité inhérente.

RÉSUMÉ À Donnacona, une séquence de sédiments non glaciaires est intercalée entre un complexe glaciaire inférieur et le Till de Gentilly. Le complexe inférieur comprend un till basal, des dépôts de marge glaciaire, un diamicton, quelques varves, un till et une rudite sommitale. La séquence intermédiaire est composée de trois unités: des silts et sables riches en débris végétaux, datés à >35 000 BP (UQ-678), des sables stratifiés et des silts massifs. L'interprétation paléoenvironnementale de la séquence tient compte du spectre et de la concentration polliniques, de la diversité taxonomique et de la nature des sédiments. Un traitement statistique met en évidence quatre palynozones. La palynologie démontre que les dépôts stratifiés intermédiaires de Donnacona sont en fait postérieurs aux Sédiments de Saint-Pierre, à l'exception d'une mince zone inférieure (palynozone Donnacona 1 à Picea et Abies dominants) corrélée au sommet des Sédiments de Saint-Pierre. Le reste de l'unité à débris organiques est attribué aux Rythmites du Saint-Maurice. Des rythmites saisonnières sont révélées par la palynologie. Le contenu pollinique (palynozone Donnacona 2) évoque une sapinière méridionale incluant des espèces thermophiles dont Tsuga et Tilia, progressivement remplacée par une pes-sière. L'unité de sables contenant les palynozones Donnacona 3 et la base de Donnacona 4 est corrélée aux Sables des Vieilles-Forges. Elle représente une détérioration climatique. L'unité sous le Till de Gentilly indique un environnement glaciolacustre contemporain d'une toundra forestière puis d'une toundra (partie supérieure de la palynozone Donnacona 4).

Cet article présente l'utilisation réussie de films minces électrodéposés de birnessite, un matériau non toxique à base d'un élément abondant, en tant que matériau d'électrode pour le développement d'un traitement électrochimique simple, efficace, peu onéreux et facile à mettre en œuvre dans des conditions très douces, pour dégrader et minéraliser des polluants organiques. L'idée originale consiste à coupler les propriétés oxydantes naturelles de la birnessite à un traitement d'oxydation électrochimique dans le but d'augmenter ses capacités de dégradation. Deux polluants pertinents ont été testés. Le glyphosate (N-(phosphonométhyl) glycine) est le principe actif du Roundup(r), un herbicide à large spectre le plus utilisé dans le monde. En raison de cette utilisation intensive, le glyphosate est un des pesticides le plus retrouvé dans l'environnement. L'AMPA (acide aminométhylphosphonique) est le principal métabolite du glyphosate, plus toxique et persistant que son parent. Ce composé peut provenir aussi de la dégradation des acides phosphoniques présents dans les détergents, et c'est pourquoi l'AMPA se retrouve également très fréquemment dans l'environnement, notamment en milieu urbain, et très récemment en milieu marin. De très bonnes capacités de minéralisation ont été obtenues pour ces deux polluants (0,720 g glyphosate minéralisé / g birnessite ; 0,105 g AMPA minéralisé / g birnessite) à des coûts énergétiques très bas, ce qui permet d'envisager des applications potentielles pour des traitements soit à des concentrations de niveau environnemental en complément de traitements existants, soit directement à la source de pollution.

La station d’épuration par boues activées de Nador génère de grandes quantités de boues qui posent un sérieux problème environnemental. Ces boues sont stockées à côté de la lagune de Nador, sans aucune mesure assurant leur innocuité à l’environnement. Pendant la période pluvieuse, les eaux de pluies s’infiltrent à l’intérieur des déchets en se chargeant de leurs composés minéraux et organiques générant ainsi un lixiviat. Notre étude vise à caractériser le lixiviat des stocks de boues et à approcher expérimentalement via un test de percolation le risque du transfert possible des contaminants issus de ces stocks vers les ressources d’eau. Les analyses physico-chimiques des lixiviats des stocks de boue ont montré qu’ils sont riches en azote Kjeldhal (NTK max = 1 436 mg•L-1), en nitrates (NO3 max = 88,6 mg•L-1), en PT (PT max = 88,79 mg•L-1) et en PO4 (PO4 max = 20,87 mg•L-1). En outre, ces lixiviats présentent des teneurs assez élevées en SO4, Cl, Ca, Mg, Na et K. Ces lixiviats contiennent également des métaux lourds, principalement le Cu et le Zn. Le test de percolation réalisé a permis de mettre en évidence un lessivage important d’azote et de phosphore à partir des boues en comparaison avec le témoin (le sol). En effet, les quantités de NO3, NH4, NTK, PO4 et PT exportées par lessivage à travers les boues sont respectivement 8 fois, 21 fois, 35 fois, 3 fois et 18 fois plus élevées en comparaison avec les valeurs témoins. Par ailleurs, la charge lessivée des boues en métaux lourds (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) représente 0,07 % de la charge initiale, ce qui est approximativement le double de la charge lessivée à partir du sol.

Les matériaux de termitières de Bidzar (Nord Cameroun) ont été caractérisés pour une potentielle utilisation comme matériau de construction. Pour atténuer le problème environnemental causé par l’exploitation du marbre de Bidzar, ce dernier a été utilisée comme additif (0, 5, 10, 15 et 20%) avant cuisson à 900, 1000, 1100 et 1200°C. Les matériaux de termitières sont composés de quartz, illite- smectite, vermiculite, chlorite, muscovite, calcite, hématite, et anatase avec pour principaux oxydes SiO2 , Al2O3 , et Fe2O3 . Ce sont des argiles sableuses et des argiles très sableuses dont la granulométrie est indiquée pour les produits creux, les tuiles et les briques. Certaines briques montrent des gonflements après cuisson jusqu’à 1100°C pendant que les autres présentent des retraits à la cuisson. Les autres caractéristiques des briques cuites sont : densité apparente (1,60–1,96 g/cm3 ), porosité (19,39–34,41%), absorption d’eau (10,41–21,44%), résistance à la flexion (1,25–5,64 MPa) et résistance à la compression (2,89–18,76 MPa). L’ajout de marbre couplé à la présence de matière organique (4,04–5,35%) augmente l’absorption d’eau tout en réduisant le retrait linéaire et la résistance mécanique à cause de la transformation de CaCO3 durant la cuisson qui entraîne la création d’une porosité secondaire. Ces caractéristiques physico- mécaniques répondent néanmoins aux standards des matériaux de construction. Termite mound materials (TMM) from Bidzar (North Cameroon) were characterized for their potential use as raw materials for the fired brick industry. To alleviate the environmental problem caused by the exploitation of the Bidzar marble, marble powder (0, 5, 10, 15, and 20 wt%) has been used as an additive in the formulation of bricks before firing at 900, 1000, 1100, and 1200°C. The TMM are made up of quartz, illite-smectite vermiculite, chlorite, muscovite, calcite, hematite, and anatase, with SiO2 , Al2O3 , and Fe2O3 being the main oxides. These materials are sandy clays or strongly sandy clays, which can be used for the manufacture of hollow products, roofing tiles, and masonry bricks. Some studied materials exhibit expansion up to 1100°C, while others show shrinkage at all studied temperatures. The varied characteristics of fired bricks are bulk density (1.60–1.96 g/cm3 ), apparent porosity (19.39– 34.41%), water absorption (10.41– 21.44%), flexural strength (1.25–5.64 MPa), and compressive strength (2.89–18.76 MPa). The addition of marble powder coupled with the presence of organic matter (4.04– 5.35%) increases the water absorption while decreasing the linear shrinkage, flexural strength, and compressive strength of bricks due to the transformation of CaCO3 during firing, which leads to the creation of secondary porosity. Nevertheless, these physico-mechanical characteristics meet the standards of construction materials.

Les impacts environnementaux liés aux productions animales sont pris en considération depuisau moins deux décennies. Mais jusqu’à une date récente, ils étaient considérés comme des «dommagescollatéraux» résultant de la nécessité de nourrir la planète. Depuis le rapport de la FAO«Livestock’s long shadow» (Steinfeld et al 2006), les préoccupations environnementales liées enparticulier aux gaz à effet de serre (GES) ont pris une importance croissante auprès des acteursdes filières animales et des décideurs politiques. Elles sont désormais au centre de la réflexion surle développement de l’élevage. En témoignent des documents dépassant le cadre de l’agriculturecomme la publication des propositions du «Grenelle 2» par le gouvernement français, ou la feuillede route de l’Union Européenne pour une baisse drastique des émissions de gaz carbonique àl’échéance de 2050. En fait, le problème est planétaire, car la consommation mondiale de produitsanimaux augmente, tendance appelée à se poursuivre en raison de l’évolution démographiqueet de l’accroissement de la part des produits animaux dans l’alimentation dans les pays endéveloppement et émergents (Gerber et al 2011). La revue INRA Productions animales a publié depuis plusieurs années de nombreux articlesrelatifs aux relations entre élevage et environnement, analysées sous divers angles. Récemmentdes articles relatifs aux polluants ou aux aspects environnementaux plus globaux ont été publiésdans le cadre de trois numéros thématiques : «Porcherie verte» avec notamment des articles surles éléments à risque et les émissions gazeuses lors de la gestion des effluents (Bonneau et al2008a, b), «Les nouveaux enjeux de la nutrition et de l’alimentation du porc» avec un article surles relations entre nutrition et excrétion de polluants (Dourmad et al 2009), et «Elevage en régionschaudes» avec un article consacré aux impacts et services environnementaux (Blanfort et al2011). Des articles ont également été publiés sur la quantification des émissions de méthane parles animaux d’élevage en France (Vermorel et al 2008) et sur la modélisation des émissions deméthane chez les ruminants (Sauvant et al 2009). Enfin, les moyens de réduire les rejets porcinset avicoles par la génétique ont été analysés (Mignon-Grasteau et al 2010). A signaler aussi lenuméro spécial «Elevage bio» en 2009, qui analysait les systèmes d’élevage biologique sans toutefoisdiscuter leurs avantages au plan environnemental. La réduction des émissions de GES par l’élevage est devenue un enjeu majeur des recherchessur les systèmes d’élevage et en nutrition animale. Ce dossier composé de quatre articles estconsacré aux GES en élevage bovin en mettant l’accent sur le méthane. En effet dans la plupartdes systèmes laitiers et à viande, le méthane est le gaz à effet de serre qui contribue le plus auxémissions, exprimées en équivalent gaz carbonique, comme le montre le premier article (Dollé etal 2011) qui replace les émissions de méthane dans l’ensemble des émissions de gaz à effet deserre. Un travail considérable a été réalisé pour évaluer et comparer les systèmes français, et lesINRA Productions Animales, 2011, numéro 5situer dans un contexte plus global : depuis quelques années les émissions induites par des systèmesd’élevage très divers sont étudiées dans le monde, principalement en Europe. Le deuxièmearticle (Sauvant et al 2011) analyse les relations étroites entre la production de méthane et les fermentationsdans le rumen selon la nature du régime alimentaire, puis discute la précision des principaleséquations empiriques de prévision de la production de méthane, ainsi que des modèlesmécanistes qui ont été développés. Des voies d’amélioration sont proposées. Dans un troisièmearticle (Popova et al 2011), les mécanismes de production de méthane dans le rumen sont analysés.Un intérêt particulier est porté au rôle des Archaea méthanogènes, microorganismes qui constituentun domaine spécifique du règne vivant et qui sont les seuls à produire du méthane à partirde l’hydrogène. La compréhension des mécanismes est un élément majeur pour prévoir les effetspossibles d’une ration, d’un additif, d’une biotechnologie sur la production de méthane. Laconnaissance actuelle de ces effets est présentée dans un quatrième article (Doreau et al 2011),centré sur les résultats obtenus in vivo. Il est en effet important de confronter les annonces faitesà partir d’essais in vitro, ou d’un seul essai in vivo mené sur le court terme, aux résultats d’étudesapprofondies reposant sur une base expérimentale solide. Ce dossier dresse un bilan des recherches et de l’état des connaissances sur le méthane entérique,et mentionne les principaux leviers d’action pour réduire les émissions des trois principauxgaz à effet de serre. Une vision plus large nécessiterait le développement d’aspects complémentaires.En premier lieu, celui des émissions de méthane et de protoxyde d’azote liées aux effluents.Elles sont toutefois très mal connues et éminemment variables, comme l’ont souligné Hassounaet al (2010) qui ont développé une méthode permettant de les évaluer en bâtiments. En deuxièmelieu, l'impact des nombreuses voies permettant de réduire les émissions de protoxyde d'azote auchamp doit être évalué. Ainsi, serait nécessaire une analyse portant sur les différents moyens permettantde limiter la fertilisation azotée minérale (fertilisation «de précision», recours aux légumineuses,inhibition des réactions de nitrification/dénitrification dans les sols, meilleure gestiondu pâturage…) qui sont seulement évoqués dans le texte de Dollé et al (2011). Enfin, la séquestrationde carbone par les prairies doit être prise en compte dans l’analyse de la contribution desélevages de ruminants au réchauffement climatique. Les valeurs actuellement retenues sont probablementsous-estimées (Soussana et al 2010), mais les résultats récents mettent en évidence unetrès grande variabilité de ce stockage de carbone, liée non seulement au type de végétation et auxconditions pédologiques, mais aussi, entre autres, au type d’exploitation par les animaux et auxaléas climatiques (Klumpp et al 2011). Le réchauffement climatique est actuellement considéré par les médias et les décideurs politiquescomme l’urgence en termes de protection de notre environnement. Cela ne doit pas faireoublier qu’il est nécessaire de prendre en compte simultanément l’épuisement de certaines ressourcescomme l’énergie fossile et les phosphates, la raréfaction des réserves en eau, la compétitionpour les surfaces agricoles, et la pollution de l’air, des sols et de l’eau par différentes moléculesminérales et organiques. L’analyse des impacts environnementaux, en tant que composantede la durabilité des systèmes d’élevage, doit donc être multifactorielle et prendre également encompte les services environnementaux et sociétaux de l’élevage, une activité qui fait vivre plusd’un milliard d’habitants de notre planète.

Introduction. L’utilisation excessive de fongicides chimiques continue à pousser la recherche vers des alternatives pour la protection des cultures qui soient respectueuses de l’environnement, mais aussi novatrices. Littérature. Les champignons produisent divers mélanges de composés en phase gazeuse, appelés Composés Organiques Volatils (COVs). Ils sont capables de se diffuser dans le sol et dans l’atmosphère et d’inhiber les activités des pathogènes fongiques. Dans cette section, nous résumerons les connaissances récentes sur le potentiel inhibiteur des Composés Organiques Volatils contre les champignons pathogènes en mettant l’accent sur l’effet des COVs fongiques. Dans la pratique, nous y dévoilerons les premières recherches déchiffrant leur mode d’action et les éventuels effets phytotoxiques non spécifiques sur le microbiome environnemental ainsi que sur les plantes. Conclusions. Cet article porte sur les nouvelles techniques utilisées par les chercheurs qui mettent l’accent sur la mycofumigation afin d’optimiser la formulation d’une nouvelle génération de biofongicides. Ainsi, se dessine un nouvel horizon en matière de lutte biologique contre les maladies des cultures.

Le tributylétain (TBT) a été largement utilisé comme biocide dans les peintures antisalissures des bateaux. Le TBT présent dans l'environnement marin induit chez les invertébrés des modifications hormonales et des perturbations biochimiques de certaines enzymes. Ces travaux de thèse ont porté, d'une part, sur la caractérisation de la bioaccumulation du TBT chez la moule Mytilus sp. En microcosme et sur le terrain, et d'autre part, sur l'utilisation des stéroi͏̈des endogènes comme indicateurs d'une perturbation hormonale induite par le TBT et de différents marqueurs biochimiques. Une étude de biosurveillance utilisant la transplantation de moules en cages a été réalisée dans le Bassin d'Arcachon pendant une année afin de dresser un bilan de la contamination du Bassin par les principales classes de polluants (composés organostanniques, métaux, HAP, PCB) et d'étudier les réponses biologiques associées (taux de stéroi͏̈des endogènes, biomarqueurs d'exposition : GST, AChE, catalase, TBARS).

L’aérosol organique secondaire (AOS) a un impact sur la qualité de l’air et le changement climatique, notamment. Mais ses quantités atmosphériques restent mal représentées, aussi bien en région source qu’en région de transport, en raison de la méconnaissance des sources et de la nature des Composés Organiques Gazeux (COG) précurseurs de l’AOS et des mécanismes de formation de l’AOS.Ce travail de thèse a pour objectif (1) de caractériser les sources des COG, parmi lesquels d’importants précurseurs d’AOS, et (2) d’estimer l’impact des COG sur la formation d’AOS en zone urbaine. Ce travail s’appuie sur les mesures de COG en deux sites périurbains de deux mégapoles, Paris et Los Angeles, dans le cadre des programmes MEGAPOLI (été 2009 et hiver 2010) et CalNex (printemps 2010). À partir de la composition de la fraction organique des phases gazeuse et particulaire, des indicateurs de la qualité de l’air et des données météorologiques, nous avons (1) identifié les déterminants des COG, (2) identifié et estimé l’importance relative des sources saisonnières d’émissions des COG par application du modèle sources-récepteur PMF, (3) estimé l’impact des COG sur la formation d’AOS. En été comme en hiver, les COG mesurés en périphérie de Paris sont fortement associés au profil de source des émissions lointaines et à celui des COVO. Les COG mesurés dans l’agglomération de Los Angeles sont majoritairement associés aux profils de sources anthropiques primaires. Quant à la formation d’AOS, ces travaux ont pour la première fois permis de mettre en évidence l’importance des Composés Organiques à la Volatilité Intermédiaire (COV-I) dans la formation d’AOS à partir de leur mesure in-situ à Paris
Secondary Organic Aerosol (SOA) impacts air quality and climate change. However, its ambient concentrations are still underestimated. A large discrepancy has been observed between estimations and observations of SOA in urban areas as well as in remote areas, since the sources and the nature of the SOA precursors, the Gaseous Organic Compounds (GOCs), and the SOA formation mechanisms remain unclear. The studies presented here aim (1) to characterize the GOCs, including important SOA precursors, in urban area by studying their determinants and their sources, and (2) to study the GOCs impact on the SOA formation in urban area. To answer these objectives, we studied GOCs measured at suburban sites of Paris and Los Angeles megacities, as part of the MEGAPOLI (summer 2009 and winter 2010) and CalNex (spring 2010) programs, respectively. From the study of the organic fractions of the particulate- and the gas-phases with air quality indicators and meteorological data, (1) we identified the GOCs determinants, (2) we identified their sources and quantified their relative contribution to the GOCs emissions according to the season, by implementing the source receptor model PMF, and (3) we estimated the impact of the GOCs on the SOA formation. In summer and in winter, the GOCs measured in Paris are strongly associated with the “remote” and “OVOCs” source profiles. The highest contributions to the emissions of GOCs measured in Los Angeles are associated to the anthropogenic source profiles. As for the SOA formation, these studies highlighted for the first time the importance of the Intermediate Volatility Organic Compounds (I-VOCs) in the SOA formation from their measurements in Paris

Les composés organiques semi-volatils (COSVs) regroupent un grand nombre de composés chimiques utilisés notamment comme substances actives ou additifs dans les matériaux de construction, de décoration et dans de nombreux produits de consommation. Les COSVs sont omniprésents dans les environnements intérieurs et fréquemment détectés dans les poussières sédimentées et dans le compartiment aérien. Cette thèse a permis de documenter les concentrations de 57 composés dans 30 logements français et d'utiliser ces mesures pour tester un modèle d'équilibre visant à prédire leur répartition dans les différents compartiments de l'environnement intérieur. De ce travail, il ressort une forte ubiquité des COSVs dans les logements étudiés. Les concentrations les plus élevées ont été observées pour les phtalates et dans une moindre mesure pour le bisphénol A, les muscs synthétiques et certains pesticides et HAPs. Ces résultats confirment l'intérêt de mieux caractériser l'exposition de la population générale aux COSVs dans l'habitat français. Les travaux portant sur le modèle d'équilibre ont montré que le coefficient de partage entre l'air et l'octanol (Koa) peut être un bon prédicteur pour estimer la concentration d'un composé donné dans un ensemble de logements. Cependant, certaines limites ont été identifiées et une meilleure caractérisation des paramètres utilisés est recommandée
Semivolatile organic compounds (SVOCs) include a large number of chemicals compounds used as active substances or additives in building materials and in many consumer products. SVOCs are ubiquitous in indoor environments and frequently detected in settled dust and indoor air. This work has investigated indoor concentrations of 57 target compounds in 30 French dwellings and measurements were used to test an equilibrium model to predict their partitioning in indoor compartments. The results showed a strong ubiquity of SVOCs in French dwellings. The highest concentrations were measured for phthalates and to a lesser extent for bisphenol A, synthetic musks, some pesticides and PAHs. These results confirm the interest to assess human exposure to SVOCs in the French dwellings. The work on the predictive model showed that octanol/air partitioning coefficient (Koa) is a good predictor to estimate SVOC concentrations in a large number of buildings. However, some limits were identified and a better estimation of the parameters used in these models is required

L'industrie agroalimentaire et notamment celle de la canne à sucre génère des effluents aqueux résiduaires chargés en produits orgnaniques polluants qu'il est essentiel d'éliminer avant leur rejet dans l'environnement. Parmi ces effluents, certains contiennent principalement des acides carboxyliques comme l'acide citrique, l'acide lactique et l'acide malique en quantité suffisante pour justifier leur valorisation. La mise au point d'un procédé d'extraction liquide-liquide pour la récupération et la séparation de ces acides en utilisant successivement comme solvant les mélanges "Trybutylphosphate + Dodécane" et Triisooctylamine + Octanol-1" a fait l'objet du présent travail.

Ce travail de thèse a eu pour objectif la caractérisation des Composés Organiques Volatils (COV) affectant l’atmosphère de deux mégapoles - Paris et Pékin - sélectionnées pour le contraste de leur situation. Cette étude s’appuie sur un important travail expérimental qui comprend des optimisations instrumentales et la participation à deux campagnes de terrain réalisées en mai-juin 2007 à Paris et en août 2007 à Pékin. Suite à l’analyse descriptive des bases de données constituées, ainsi qu’à l’application du modèle sources-récepteur PMF - sept et dix sources respectivement ont été identifiées à Paris et Pékin. Les émissions liées au trafic automobile ont été révélées comme principales sources locales/régionales de COV pour les périodes considérées contribuant à 54% et 35% des émissions. Cependant l’impact des émissions continentales ou régionales sur les teneurs en COV et sur les sources affectant les sites a également été mis en évidence, ces émissions se trouvant être dépendantes de l’origine des masses d’air. Ainsi Paris, en condition anticyclonique, est fortement influencée par l’importation des émissions d’Europe du Nord-Est, et Pékin par les émissions régionales du bassin de la province de Hebei située au Sud-Est. Enfin, les sources identifiées et leurs contributions ont été comparées aux données d’inventaire d’émissions. Dans le cas de Paris, il a été mis en évidence une importante incohérence entre nos résultats et les données issues du dernier inventaire d’émissions locales, et en particulier la contribution des émissions liées à l’utilisation de solvant serait fortement surestimée dans l’inventaire
This work aims at characterizing Volatile Organic Compounds VOC sources and variability in two contrasted megacities (Paris and Beijing). This study based on an important experimental work, which includes instrumental optimization and participation in two intensive fields campaigns performed in May-June 2007 in Paris and in August 2007 in Beijing. Following qualitative analysis of the data sets and using a receptor model based on the PMF method, seven and ten sources of VOC were extracted for Paris and Beijing respectively. Traffic emissions are major VOC local/regional sources contributing to 54% and 35% of emissions in Paris and Beijing respectively. However, continental or regional emissions are also playing a significant role in the measured concentrations and so in the strength of VOC sources at sites receptors. Thus Paris is highly influenced by emissions from north-eastern Europe under anticyclonic condition, and Beijing by regional emissions from the Hebei province, in the south-east sector. Finally, identified sources and their contributions are compared to emission inventory data. For Paris, these results show significant differences with the local emission inventory, and suggest an overestimation of solvent emissions in the inventory

Le biogaz fait partie des stratégies de diversifications des énergies renouvelables à l'échelle européenne. Un des freins technico-économiques à la valorisation en moteur thermique est la formation de dépôts abrasifs résultant de la combustion d'impuretés contenues dans les biogaz notamment les Composés Organiques Volatils du Silicium (COVSi communément appelés siloxanes) qui pénalisent le fonctionnement et les coûts de maintenance associés. L'impact négatif sur la filière est conséquent, de même que celui du sulfure d'hydrogène (H2S). Les recherches, articulées en 3 axes, sont développées avec la volonté de prendre en compte la réalité industrielle : -Analyse de dépôts moteurs prélevés sur plusieurs sites industriels. Ils sont caractérisés par analyses élémentaire, diffraction des rayons X, microcalorimétrie et microscopie électronique. L'objectif est de réfléchir à la possibilité d'utiliser les caractéristiques physico-chimiques d'un dépôt comme un indicateur de la qualité du biogaz dont il est issu. -Comparatif de deux méthodes d'analyses des COVSi, non seulement concernant les biais analytiques liés à la nature même des composés, mais aussi sur les difficultés liées aux prélèvements de biogaz sur site. Les résultats permettent d'appréhender les valeurs absolues des résultats analytiques avec plus de recul et de les pondérer. -Evaluation de traitements épuratoires du biogaz vis-à-vis des COVSi et d'H2S. Un comparatif des performances de plusieurs charbons actifs est réalisé au laboratoire en conditions contrôlées, et sur le terrain. Un réacteur de traitement gaz-liquide est testé sur biogaz réel pour en apprécier les performances vis-à-vis de certains COVSi. L'ensemble de cette étude permet de réfléchir sur la pertinence du choix des critères de qualité d'un biogaz, mais aussi sur les méthodes analytiques d'évaluation de ces critères. Ce dernier point est fondamental pour toute mise en œuvre et dimensionnement d'un système de traitement épuratoire.

L'oxydation en phase aqueuse de composes organiques par le peroxyde d'hydrogene catalyse par les sels de fer, est un procede efficace de traitement des effluents aqueux charges en matieres organiques. L'utilisation de hautes temperatures (100 a 150c) permet une elimination quasi-totale du carbone organique, ce que ne permettent pas d'obtenir les procedes classiques fonctionnant a temperature ambiante. L'etude de la cinetique d'oxydation du phenol, realisee a l'aide d'un plan d'experimentation statistique, nous a permis d'apprehender l'importance relative des divers parametres de fonctionnement du reacteur d'oxydation. Une methode de mesure de cinetique de reaction a ete mise au point en reacteur semi-continu. Elle tient compte de la modification du volume dans le reacteur consecutive a la prise d'echantillons. Les resultats obtenus ont servi a simuler et a optimiser le fonctionnement d'une unite industrielle. Nous avons complete cette etude en analysant l'efficacite du procede a degrader divers composes organiques comportant des heteroatomes et en suivant le devenir de ces especes durant l'oxydation. Sur divers produits, l'oxydation realisee a conduit a des rendements d'oxydation (mesures en ct) superieurs a 90% et a permis de mineraliser en totalite les heteroatomes initiaux. Enfin, une reflexion sur le genie chimique nous a conduit a ameliorer l'hydrodynamique des reacteurs et a aborder les choix techniques et economiques necessaires a la realisation d'une unite industrielle

Les poules pondeuses sont susceptibles d’être exposées à des polluants organiques persistants (POP) potentiellement présents dans leur environnement. Dans un contexte de sécurisation des systèmes d’élevage avicole vis-à-vis des POP, nous avons étudié les facteurs influençant le transfert des POP ingérés vers l’œuf. Ces facteurs sont liés à la nature de la matrice ingérée (sol ou aliment), aux caractéristiques de l’animal (taux de ponte, état d’engraissement) et aux caractéristiques de la molécule (lipophilicité, susceptibilité à la métabolisation). Pour cette étude, différentes approches scientifiques ont été mobilisées : l’expérimentation in vivo et la modélisation mathématique. Les expérimentations in vivo ont permis d’étudier la biodisponibilité relative des PCB d’un sol naturellement contaminé, et de renseigner les paramètres de la cinétique de transfert vers l’œuf de molécules non encore étudiées chez la poule pondeuse telles que des molécules émergentes (exemple d’un retardateur de flammes bromé, HBCD) ou les HAP. Nos résultats montrent en particulier l’importance de l’impact du degré de métabolisation de la molécule sur l’allure de la cinétique et le niveau du transfert. L’élaboration d’un modèle mathématique dynamique a permis d’explorer l’influence des caractéristiques de l’animal sur le transfert de POP vers l’œuf. Le niveau de ponte influence directement, et de façon proportionnelle, le niveau de contamination des tissus de la poule à l’état d’équilibre. Le niveau d’engraissement a un rôle de dilution en cas de période de non ponte et influence de façon marquée la vitesse de décontamination des tissus lors d’une période d’épuration suivant une exposition
Laying hens are likely to be exposed to a wide range of persistent organic pollutants (POPs) potentially present in their environment. In the context of securing poultry farming systems regarding POPs, our research has focused on identifying and grading factors likely to influence the transfer of ingested POPs to eggs. These factors are related to the nature of the ingested matrix (soil or feed), to the characteristics of the animal (laying rate, fatness) and to the properties of the molecule (lipophilicity, sensitivity to metabolism). Different scientific approaches have been implemented: in vivo experimentation and mathematical modeling. In the frame of in vivo experiments we have assessed the relative bioavailability of PCBs from one naturally contaminated soil. In addition, we have calculated parameters of the kinetics of transfer to eggs of molecules that had never been studied in laying hens, such as emerging molecules (for example a brominated flame retardant, HBCD), or PAHs. Our results point out the dominant impact of the molecule metabolism on the shape of its kinetics and on its rate of transfer to eggs.The developed dynamic mathematical model makes it possible to pilot variations with time of the size of the lipid compartments in the animal and of the frequency of laying. It was used to assess the influence of these animal characteristics on the transfer of POPs to eggs. Laying rate proportionally influences the contamination level of eggs and of animal tissues at steady state. Body fat dilutes absorbed POPs in absence of laying and significantly influences the rate of decontamination of tissues during depuration subsequent to an exposure period

La qualité de l’environnement intérieur est aujourd’hui un sujet de préoccupation majeur en santé publique. Les populations passent près de 90 % de leur temps en environnement intérieur où elles sont exposées à des polluants comme les composés organiques semi-volatils (COSV) suspectés d’effets néfastes pour la santé. L’ingestion de poussières est une voie d’exposition non négligeable à certains de ces COSV, en particulier chez les enfants. Pour caractériser cette exposition, il est nécessaire de prendre en compte la bioaccessibilité orale des COSV, définie comme la fraction de polluant libérée dans le tractus gastro-intestinal et disponible à l’absorption. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse sont de (i) développer et valider une méthode simple à mettre en œuvre pour la mesure de la bioaccessibilité orale des COSV dans les poussières et (ii) produire des données de bioaccessibilité pour des COSV d’intérêt sanitaire. Cette thèse sur articles est constituée de trois chapitres : un contexte scientifique, qui présente les sources et la toxicité des COSV, puis décrit leur présence dans l’air et les poussières des écoles, avant d’aborder les différentes voies d’exposition humaine ; un état de l’art sur la bioaccessibilité orale des COSV dans les poussières ; la proposition d’une méthode simplifiée pour la mesure de cette bioaccessibilité, sa validation et son application à de premiers échantillons. Ces travaux se concluent sur un contexte plus large que l’ingestion en établissant des perspectives considérant également la bioaccessibilité par inhalation et par contact cutané, afin de caractériser de manière globale l’exposition aux COSV en environnement intérieur
The quality of indoor environments is now a major public health concern. People spend nearly 90% of their time indoors where they are exposed to pollutants such as semi-volatile organic compounds (SVOCs) suspected of adverse health effects. Dust ingestion is a significant route of exposure to some of these SVOCs, especially for children. To characterize this exposure, it is necessary to consider the oral bioaccessibility of SVOCs, defined as the fraction of pollutant released into the gastrointestinal tract and available for absorption. In this context, the objectives of this PhD thesis are to (i) develop and validate a simple method for measuring the oral bioaccessibility of SVOCs in indoor dust and (ii) produce bioaccessibility data for SVOCs of health interest This article-based thesis consists of three chapters: a scientific context, which presents the sources and toxicity of SVOCs, then describes their presence in school air and dust, before addressing the different routes of human exposure; a state of the art on the oral bioaccessibility of SVOCs in dust; and the proposal of a simplified method for measuring this bioaccessibility, its validation, and its application to first samples. This work concludes on a broader context than ingestion by establishing perspectives that also consider inhalation and dermal bioaccessibility, in order to characterize the overall exposure to COSV in indoor environments

La révolution industrielle, l’évolution technologique, la croissance démographique et l’urbanisation ont affecté non seulement l’économie ou la politique dans le monde mais également la santé environnementale. Divers types de polluants sont générés et introduits, de manière permanente, dans l’environnement via les effluents industriels, agricoles et/ou municipaux. Parmi ces polluants figurent les polluants organiques persistants ou POP qui sont susceptibles de développer une toxicité non négligeable pour la santé humaine et le bon fonctionnement de l’écosystème. En plus, ils sont détectés dans tous les composants de l’écosystème global, y compris l’atmosphère, les ressources en eaux, le sol, les sédiments et les biotes. Depuis la découverte des insecticides DDT dans les tissus humains, le sort et le comportement de ces polluants dangereux ont retenu l’attention de la recherche scientifique. Dans le présent travail, on s’intéresse essentiellement aux POP du type hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et ses dérivés méthylés (Me-HAP) ainsi que les polychlorobiphényles (PCB). La première partie de l’étude est consacré à l’évaluation de leur niveau de contamination dans différents compartiments de l’environnement. Leur occurrence et distribution ont été évaluées dans les phases dissoutes, particulaires et sédimentaires du système d’eaux douces du bassin versant de l'Escaut dans la zone transfrontalière France-Belgique dans le cadre du projet FRB-RégionNPC "BIOFOZI" suivi d’une étude écotoxicologique. La même investigation est réalisée sur des sols originaires du Nord-Pas-de Calais (France) et de Madagascar. La seconde partie contribue à une étude de faisabilité de traitement biologique de sols contaminés par les HAP
The industrial revolution, technological change, population growth and urbanization have affected not only the economy and politics all around the world but also the environment. Various types of pollutants are generated and introduced permanently into the environment through industrial, agricultural and/or municipal discharges. These pollutants include the persistent organic pollutants or POPs which can develop dangerous effects to human health and the ecosystem. In addition, they are reported detected in all the environmental components including the atmosphere, water resources, soils, sediments and biota. Since the discovery of the insecticides DDT in human tissue, the fate and behavior of these type of hazardous pollutants have caught the interest of researchers. In this work, our target contaminants are polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their methylated derivatives (Me-PAHs) and polychlorinated biphenyls (PCBs). The first part of our study investigated the contamination level of theses POPs in the different compartments of the environment (water, suspended solid matters, sediment, soil). Their occurrence and distribution were evaluated in the dissolved, particulate and sedimentary phases of the freshwater system of the Scheldt basin in the border area between France and Belgium in FRB-RegionNPC "BIOFOZI" program. An ecotoxicological risk assessment was also carried out. The same investigations were also conducted in soil samples originating from northern France and from Madagascar. The second part of the present work concern a feasibility study of PAHs-contaminated soil bio-treatment (bioremediation)