Alice Pradel

Doctorante

Alice Pradel

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  2. Sujet de thèse

Adresse

Equipe Nano-BioGéochimie
Géosciences Rennes
Campus Beaulieu, Bât 15, Pièce 301
Université de rennes 1
35042 RENNES cedex

Sujet de thèse

Sujet de Thèse : Comportement et devenir environnemental des nanoplastiques : Quels processus physico-chimiques ? 

A l’heure actuelle, environ 8.3 milliards de tonnes de plastiques ont été produites dont 6.3 milliards de tonnes se sont transformés en déchets. Or la majorité des déchets plastiques, soit environ 79%, se retrouvent dans les décharges ou dans l’environnement1. Alors qu’ils sont conçus pour être durables, ils finissent inéluctablement par se dégrader et s’accumuler dans l’environnement. Cependant, les systèmes environnementaux où ils s’accumulent restent à ce jour indéterminés2. La contamination en débris plastiques de chaque compartiment environnemental (sol, sédiments, eau, glace, air, biosphère) est donc aujourd’hui au cœur de toutes les préoccupations, du grand public jusqu’aux décideurs politiques3.
Des mesures de terrain couplés à des modèles de circulation océanique ont permis de recouvrir moins de 1% des débris plastiques censés se retrouver à la surface des gyres océaniques 4. Ce défaut dans le bilan de masse des débris plastiques s’explique en partie par l’abscence de considération des fractions dont les tailles sont inférieures à 300 µm, qui sont difficilement détectables. Cette hypothèse a été vérifiée grâce à la détection de plastique de taille nanométrique dans les océans 5,6. Les nanoplastiques ont donc été définis comme étant des particules qui résultent de la dégradation d’objets plastiques, d’une taille allant de 1 à 1000 nm, et présentant un comportement colloïdal. Ce sont des objets polydisperses en taille, en forme et en composition 7.  Les nanoplastiques présentent des risques environnementaux et sanitaires intrinsèquement liés à leur taille et à leur nature. En tant qu’espèce nanométrique, ils sont capables de traverser les membranes cellulaires. Ils peuvent potentiellement relarguer des contaminants, tel que les polluants présents dans l’environnement qui s’adsorbent sur leurs surfaces, ainsi que les additifs avec lesquels ils ont été formulés 8.
Afin de définir l’impact de ces particules dans l’environnement, j’étudie les mécanismes de transfert et d’accumulation des nanoplastiques dans l’environnement. Mon approche consiste à me concentrer sur différentes interfaces environnementales (sol-eau douce, glace-eau salée) car c’est là où de fortes variations de conditions (flux, temperature, physico-chimie de l’eau) conditionnent le comportement des colloïdes. Ces interfaces sont modélisées en laboratoire, et différentes conditions physico-chimiques (force ionique, presence de matière organique) sont étudiées. L’originalité de la recherche que j’entreprends à Géosciences Rennes est d’étudier le comportement de modèles de nanoplastiques ayant différentes propriétés physico-chimiques (taille, forme, surface).

 

Nanoplastiques

1.                Geyer, R., Jambeck, J. R. & Law, K. L. Production, use, and fate of all plastics ever made. Sci. Adv. 3, e1700782 (2017).
2.                Alimi, O. S., Farner Budarz, J., Hernandez, L. M. & Tufenkji, N. Microplastics and Nanoplastics in Aquatic Environments: Aggregation, Deposition, and Enhanced Contaminant Transport. Environ. Sci. Technol. 52, 1704–1724 (2018).
3.                Bank, M. S. & Hansson, S. V. The Plastic Cycle: A Novel and Holistic Paradigm for the Anthropocene. Environ. Sci. Technol. acs.est.9b02942 (2019) doi:10.1021/acs.est.9b02942.
4.                van Sebille, E. et al. A global inventory of small floating plastic debris. Environ. Res. Lett. 10, 124006 (2015).
5.                Ter Halle, A. et al. Nanoplastic in the North Atlantic Subtropical Gyre. Environ. Sci. Technol. 51, 13689–13697 (2017).
6.                Gigault, J., Pedrono, B., Maxit, B. & Halle, A. T. Marine plastic litter: the unanalyzed nano-fraction. Environ. Sci. Nano 3, 346–350 (2016).
7.                Gigault, J. et al. Current opinion: What is a nanoplastic? Environ. Pollut. 235, 1030–1034 (2018).
8.                Koelmans, A. A., Besseling, E. & Shim, W. J. Nanoplastics in the Aquatic Environment. Critical Review. in Marine Anthropogenic Litter (eds. Bergmann, M., Gutow, L. & Klages, M.) 325–340 (Springer International Publishing, 2015). doi:10.1007/978-3-319-16510-3_12.
 

Encadrant : Julien Gigault