Traçage des nanomatériaux anthropiques atmosphériques en zone urbaine à l’aide de capteurs passifs naturels
Les écorces de platanes peuvent servir de biocapteurs passifs pour l'étude de la répartition des nanoparticules anthropogéniques et le traçage de leurs sources.
Début : 01 décembre 2020
Fin : 01 septembre 2024
Encadrants :
Yann Sivry, Marc Benedetti
Thèmes liés :
Système Terre
Statut : En cours
Ce projet de thèse propose, pour la première fois, la réalisation d’une étude spatio-temporelle des nanoparticules (NPs) ou particules ultrafines (PUFs) atmosphériques urbaines en associant des techniques d’analyse à la fois novatrices et complémentaires : analyses magnétiques, single-particle ICPMS, analyses microscopiques et géochimiques. Cette approche combinée et pluridisciplinaire est indispensable pour mener à bien ce projet. En effet, en complément des techniques de caractérisation microphysiques et géochimiques dites « classiques » (MET-EDX, DLS, ICP-MS), des techniques innovantes dont le développement est en plein essor seront appliquées à la problématique des NPs, car elles peuvent permettre de lever les verrous analytiques qui limitent jusqu’à présent leur détection et leur caractérisation systématiques.
Ce projet de thèse propose, pour la première fois, la réalisation d’une étude spatiale et un traçage des nanoparticules (NPs) ou particules ultrafines (PUFs) atmosphériques urbaines en associant des techniques d’analyse à la fois novatrices et complémentaires : analyses magnétiques, single-particle ICPMS, analyses microscopiques et géochimiques. En complément des techniques de caractérisation microphysiques et géochimiques dites « classiques » (MET-EDX, ICP-MS), des techniques innovantes (sp-ICP-ToF-MS) dont le développement est en plein essor sont appliquées à la problématique des NPs, car elles peuvent permettre de lever les verrous analytiques qui limitent jusqu’à présent leur détection et leur caractérisation systématiques.
L’étude se focalise sur l’agglomération parisienne, seule mégapole d’Europe occidentale (10MHab.) et, à ce titre, les résultats de l’étude auront une portée de niveau mondial. Les écorces d’arbres sont considérés comme autant de capteurs passifs, ce qui permet la collection des PUFs à proximité des axes routiers ainsi que dans des zones plus à l’écart telles que les parc.
Plusieurs méthodes de digestion des écorces sont comparées afin d’optimiser l’extraction des NPs pour leur mise en solution , au préalable de leur analyse par spICPMS. Les analyses microscopiques combinées à la spICPMS (compositions chimiques des PUFs, notamment Fe, Cu, Sn, Sb, Zn, Cd, Co, Cr, Mn, Pb et Al) permettent d’obtenir une signature multi-paramètres des PUFs d’une précision inégalée aujourd’hui. Une étude des sources de ces PUFs est aussi entreprise, afin de déterminer la signature chimique des différentes sources et de distinguer, à l’échelle de l’agglomération, les NPs anthropogénique des géogéniques.
