Etude intégrée des flux de microplastiques des têtes de bassins à la loire: focus sur la métropole orléanaise // an integrated study of microplastic flows in the headwaters of the loire river: focus on the orléans metropolitan area

Topic description

Largement étudiée en milieu océanique (Law et al., ; Hoellein and Rochman, ), la pollution plastique « terrigène », composée de fibres totales (c'est-à-dire synthétiques et non synthétiques), particules de plastiques et particules de pneus et de polymères de nature différentes (polystyrène, polypropylène, polyéthylène, PVC…), est aujourd'hui reconnue comme l'une des contaminations émergente et ubiquiste du XXIe siècle dans les espaces urbains (Imbulana et al., ) comme non artificialisés (Allen et al., ). En contexte continental, les rivières sont identifiées comme des pourvoyeurs majeurs des pollutions aux microplastiques (MPs, Dhivert et al., ; Pessenlehner et al., ) et les plans d'eau de type étang/lac comme des zones propices à leur piégeage (Boucher et al., ). A l'échelle mondiale, depuis la production de matières plastiques, Hoellein and Rochman précisent que seuls 9% des plastiques émis entre et ont été recyclés et 12% incinérés, estimant que les 79% restant ont été directement rejetés dans l'environnement via les réseaux d'eaux usées et pluviales, incluant les rejets issus de stations de traitement des eaux usées et les ruissellements urbains (Beheshtimaal et al., ). Les enjeux scientifiques connexes sont donc nombreux et soulignent que la réduction à la source des émissions de MPs nécessite d'étudier leurs origines/sources en tenant compte de la variabilité de leurs transferts spatio-temporels (Chifflard et al., ) en lien avec l'hydrologie et la morphologie des bassins versants (Hoellein and Rochman, ) et des cours d'eau (Beaumont et al., ) ; la nature complexe des types de MPs pouvant être piégés et/ou transportés (Allen et al., ; Dhivert et al., ). Pour quantifier au mieux les flux de MPs, les études démontrent donc que c'est le continuum eau-sédiment de la rivière (Windsor et al., ), à l'échelle du bassin versant (Hoellein and Rochman, ), qui nécessite d'être appréhendé. En effet, Beaumont et al. ont démontré que les MPs font partis du cortège de particules en transit dans les hydrosystèmes (i.e. les matières en suspension et les charges de fond) et que, comme pour tout autre type de particules d'origine naturelle, leurs formes/types (i.e. fibres totales, sphères, fragments) et leurs propriétés de surface (groupement fonctionnel, charge, etc.) peuvent notamment influencer leur transport et leur rétention dans le lit du cours d'eau.

Cette thèse s'inscrit dans le programme « Stop aux Plastocs » et vise à obtenir des résultats qui auront des retombées opérationnelles pour les partenaires du projet, avec non seulement une compréhension mécaniste des flux de MPs (i.e. lesquels, quand, où) mais aussi la réflexion apportée sur les outils de gestion à mettre en œuvre par les opérationnels.

L'objectif principal de la thèse est d'étudier les transferts de MPs au niveau des grandes aires urbaines, en prenant comme exemple Orléans métropole, de calculer des flux de microplastiques par typologie de contexte et de matrice (rural VS urbain ; temps sec VS temps de pluie ; eau VS sédiment) et d'identifier quels sont les types de plastiques associés.
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“Terrestrial” plastic pollution, composed of total fibres (i.e. synthetic and non-synthetic), plastic particles, and particles from tyres and polymers of various types (polystyrene, polypropylene, polyethylene, PVC, etc.), is now recognised as one of the emerging and ubiquitous contaminants of the 21^(st) century in both urban (Imbulana et al., ) and non-urbanised (Allen et al., ) areas. It has been widely studied in ocean environments (Law et al., ; Hoellein and Rochman, ). In a continental context, rivers are identified as major sources of microplastic pollution (MPs; Dhivert et al., ; Pessenlehner et al., ), while pond- and lake-type bodies of water are considered to be areas conducive to trapping them (Boucher et al., ). Since the production of plastics began, only 9% of plastics emitted between and have been recycled and 12% incinerated, with the remaining 79% being directly released into the environment via wastewater and stormwater networks (including discharges from wastewater treatment plants and urban runoff), according to Hoellein and Rochman. This highlights the fact that reducing MP emissions at source requires studying their origins and sources, taking into account the variability of their spatial and temporal transfers (Chifflard et al., ).

This thesis forms part of the 'Stop aux Plastocs' programme and aims to deliver operational benefits to the project partners by providing a mechanistic understanding of microplastic (MP) flows (i.e. what types, when and where) and insights into the management tools to be implemented by operational staff.

The main objective of the thesis is to study microplastic (MP) transfers in large urban areas. Using the Orleans metropolitan area as an example, the thesis will calculate MP flows by context and matrix type (rural vs. urban; dry weather vs. rainy weather; water vs. sediment) and identify the types of plastic involved.
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Début de la thèse : 01/10/

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Financement d'un établissement public Français