Offre de thèse 2024 : Trajectoires socio-Environnementales des Débris Plastiques dans les zones d’accumulation de l’estuaire de Seine. De la pollution historique à des scenarii de remédiation environnementale (TEDiPLAST)

• Direction de thèse : R. Tramoy
• Co‐Encadrement : B. Tassin, R. Dris

• Durée du contrat doctoral : 3 ans
• Date de début de thèse : Automne 2024

Résumé graphique

Contexte

Ce projet de thèse s’inscrit dans un programme de recherche plus large sur la pollution plastique dans le continuum terre-mer et dans le continuum production-usage-post usage. Il se veut transdisciplinaire à l’interface entre sciences de l’environnement et sciences humaines et sociales.

Le bassin de la Seine concentre près d’un quart de la population française et la majeure partie de son activité économique. Ces activités génèrent toujours plus de déchets plastiques approchant le million de tonnes par an en région île de France. Une petite partie de ces déchets échappe aux différents systèmes de collecte et rejoignent les cours d’eau via, par exemple, les réseaux d’assainissement urbain. Les cours d’eau, puis les fleuves constituent ainsi une source majeure de pollution aux macroplastiques pour le milieu océanique à l’échelle mondiale (Lebreton et al., 2017 ; Schmidt et al., 2017). En revanche, la dynamique de transfert de la terre à la mer reste mal connue et est donc difficilement appréhendée dans les modèles de prédiction des flux à cette échelle (Meijer et al., 2021). Dans l’estuaire de Seine, certains débris datés suggèrent quant à eux que les plastiques ne sont pas transférés directement à la mer, mais auraient plutôt tendance à s’accumuler (Tramoy et al., 2020b). Ce phénomène de rétention des déchets flottants et mêmes sub-flottants s’explique par une forte influence de la marée dans un estuaire dit macro-tidal (marnage > 5 m) qui participe à leur dépôt/remobilisation sur les berges (Tramoy et al., 2020a). A la faveur de grandes marées et/ou d’évènements de crues, ces débris se déposent très hauts sur les berges ou dans des zones depuis lesquelles leur remobilisation est très difficile, parfois pour des décennies. Mais la dynamique fine de remplissage de ces zones d’accumulation préférentielles reste mal comprise et en partie ignorée. Elles constituent pourtant des zones privilégiées où les débris plastiques, parfois porteurs d’une histoire singulière, sont voués à la fragmentation et/ou à l’enfouissement et à l’oubli. Leur résistance physico-chimique - ils sont conçus pour cela - leur confère souvent la capacité de garder les attributs de leur usage, devenant ainsi petit à petit les fossiles de l’Anthropocène. Certaines de ces zones ont été ou sont nettoyées des plus gros déchets, laissant apparaître en hiver un "tapis" de mésoplastiques sensus lato (du mm jusqu’à quelques centimètres) souvent majoritairement constitué de Granulés Plastiques Industriels (GPI ; Tramoy et al., 2019). Le printemps et la végétation qui s’éveille à cette période recouvre alors ces "tapis" qui redeviennent invisibles au regard du néophyte. Pourtant, cette pollution plastique et son cortège de substances chimiques (additifs et autres polluants adsorbés) continuent de se diffuser dans l’eau, le sol et l’air, à la faveur de leur lente dégradation abiotique et biotique. Alors, est-il possible de remédier à cette pollution persistante ? Si oui, faut-il le faire et pourquoi ? Enfin, que peuvent raconter ces débris plastiques parfois anciens sur les trajectoires socio-environnementales passées, présentes et futures du bassin (GPI, biomédias, médicaments, jouets, emballages, bourres de chasse, etc.) ?

Objectifs

Cette thèse vise à acquérir des connaissances fondamentales sur les sources, stocks, flux et dynamiques des débris plastiques centrés sur la gamme de taille « méso » dans les zones d’accumulation historiques de l’estuaire de Seine. Pour y parvenir, un développement opérationnel sera d’abord nécessaire et visera à :

1. Mobiliser le réseau d’acteurs concernés (Associations, Ministère-CEREMA, collectivités, syndicat mixte de gestion, GIPSA, entreprises privées),
2. Développer et tester des protocoles de collecte, afin de rendre compte de leur faisabilité et efficacité en lien avec les opérationnels/financeurs dans l’optique de potentiels chantiers de dépollution ultérieurs. Dans un second temps, il s’agira de :
3. Caractériser les sources, les stocks, les flux et la dynamique des débris plastiques dans des zones d’accumulation historiques de l’estuaire de la Seine,
4. Reconstituer sur cette base les trajectoires socio-environnementales dont ils sont porteurs, afin de s’attaquer aux racines économiques et sociales de la pollution plastique à travers des scenarii de remédiation,
5. Focaliser sur les GPI. Compte tenu de la forte proportion de GPI (> 10 000/m2) retrouvée par endroit et du manque de données dans la littérature sur ces objets, une attention particulière leur sera portée concernant leurs sources et flux.

Méthodologie

Les collectes dans les zones d’accumulation concerneront l’ensemble des débris visibles centré sur la gamme de taille des mésoplastiques (5–25 mm). Vu la gamme de taille d’intérêt prioritaire, la collecte à la main est inenvisageable. Des techniques alternatives seront donc testées directement sur le terrain. Le ou les protocoles développés permettront d’exprimer de manière reproductible des stocks de plastiques en nombre et en masse par unité de surface et en fonction de la gamme de taille : macros-, mésos-, « gros » microplastiques.
Les macroplastiques seront caractérisés selon la J-list 2021 issue de la classification OSPAR/DCSMM (Fleet et al., 2021), alors que les fragments non identifiés seront caractérisés chimiquement par ATR-FTIR. Les débris seront inventoriés et conservés dans une Plastothèque. Tout indice de marque et de date sera répertorié afin de reconstituer l’histoire des zones d’accumulation. Les associations locales, les « savoirs locaux » et archives départementales seront également mobilisées en ce sens.

Afin de s’assurer de l’innocuité des techniques de prélèvement sur les milieux considérés, un inventaire sommaire de la biodiversité sera conduit avant et après chaque prélèvement dans des modalités à définir avec des experts du domaine, notamment via le GIP Seine Aval. Les observatoires participatifs du Museum National d’Histoire Naturelle pourront être mobilisés via Vigie Nature. Une étude comparable menée dans la baie de Chessel au Royaume Uni servira de base.

Enfin, la dynamique fine de transport des débris au sein des zones d’accumulation sera appréhendée par des techniques de marquage de déchets géoréférencés et de suivis GPS.

Environnement de travail

La thèse bénéficie d’un financement ANR au sein du Leesu de l’Université Paris Est Créteil (UPEC). Elle s’appuiera sur la plateforme DataPLAST pour le traitement des échantillons. La thèse repose sur une collaboration avec le CEDRE, le GIP Seine Aval, l’ONG SOS Mal de Seine et l’Université de Rouen.

La personne recrutée sera localisée principalement sur le campus centre de l’UPEC, avec des déplacements fréquents dans l’estuaire de Seine (Normandie), à l’ENPC de Champs sur Marne et à l’Usine de la Briche du SIAAP (future localisation de DataPLAST).

Candidature

Le poste est ouvert aux candidat.e.s de toute nationalité, titulaire d’un diplôme de Master ou d’ingénieur en Sciences de l’Environnement, Géographie et/ou Développement Durable. Une forte appétence pour la conduite de campagnes de terrain est demandée. Des aptitudes en traitement de données, synthèse et communication sont également recherchées. Le permis B est vivement recommandé.

Les candidatures seront reçues au fil de l’eau et un premier examen des dossiers sera conduit début juin 2024 pour des auditions fin juin/début juillet 2024.

Pour candidater :

• CV,
• lettre de motivation,
• notes de master (M1 et M2 premier semestre) et
• le contact de deux référents scientifiques

sont à envoyer par mail à Romain Tramoy (romain.tramoyATu-pec.fr).

Références

• Fleet, D., Vlachogianni, Th., Hanke, G., 2021. A Joint List of Litter Categories for Marine Macrolitter Monitoring. JRC121708, Publications Office of the European Union, Luxembourg.
• Lebreton, L.C.M., van der Zwet, J., Damsteeg, J.-W., Slat, B., Andrady, A., Reisser, J., 2017. River plastic emissions to the world’s oceans. Nat. Commun. 8, 15611. https://doi.org/10.1038/ncomms15611
• Meijer, L.J.J., Emmerik, T. van, Ent, R. van der, Schmidt, C., Lebreton, L., 2021. More than 1000 rivers account for 80% of global riverine plastic emissions into the ocean. Sci. Adv. 7, eaaz5803. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz5803
• Schmidt, C., Krauth, T., Wagner, S., 2017. Export of Plastic Debris by Rivers into the Sea. Environ. Sci. Technol. https://doi.org/10.1021/acs.est.7b02368
• Tramoy, R., Colasse, L., Gasperi, J., Tassin, B., 2019. Plastic debris dataset on the Seine river banks : Plastic pellets, unidentified plastic fragments and plastic sticks are the Top 3 items in a historical accumulation of plastics. Data Brief 23, 103697. https://doi.org/10.1016/j.dib.2019.01.045
• Tramoy, R., Gasperi, J., Colasse, L., Silvestre, M., Dubois, P., Noûs, C., Tassin, B., 2020a. Transfer dynamics of macroplastics in estuaries – New insights from the Seine estuary : Part 2. Short-term dynamics based on GPS-trackers. Mar. Pollut. Bull. 160, 111566. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.111566
• Tramoy, R., Gasperi, J., Colasse, L., Tassin, B., 2020b. Transfer dynamic of macroplastics in estuaries — New insights from the Seine estuary : Part 1. Long term dynamic based on date-prints on stranded debris. Mar. Pollut. Bull. 152, 110894. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.110894