Thèse Étude des Paramètres Influençant la Décontamination de l'Arsenic Lors des Processus de Recharge Hydraulique H/F - 69

Établissement : Ecole Centrale de Lyon
École doctorale : SIS - Sciences Ingénierie Santé
Laboratoire de recherche : LTDS - Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes
Direction de la thèse : MARIEM KACEM ORCID 0000000230367351
Début de la thèse : 2026-09-01
Date limite de candidature : 2026-04-15T23:59:59

L'arsenic (As) [d'origine anthropique ou naturelle] est présent dans des concentrations importantes dans les nappes phréatiques de plusieurs pays et entre dans la chaine alimentaire (au travers de l'utilisation des eaux polluées). Ce problème a notamment été soulevé (essentiellement, dans les pays asiatiques) suite à l'observation constatée de certaines maladies (cancers, lésions cutanées, maladies cardiovasculaires, diabète, etc.) au niveau des populations ['Organisation Mondiale de la Santé' (OMS), 2018]. L'arsenic est prédominant (à 99 %) dans les minerais. Les conditions chimiques et biologiques des réservoirs influencent de manière importante ses état chimique et mobilité [la forme la plus toxique et mobile étant l'arsénite As(III)].
Le principal objectif de la présente proposition de sujet doctoral réside dans l'étude d'une méthode de dépollution in situ des sols et des nappes phréatiques : la recharge hydraulique, technique modifiant l'équilibre chimique dans les aquifères et stabilisant les polluants par rétention en phases solides permettant ainsi une dépollution durable en amont des points d'extraction.
Une approche laboratoire, par le biais d'expérimentations en colonnes et dans des dispositifs en deux dimensions afin de tester différents cas possibles de couplages état du sol/état du polluant sur la mobilité et la réactivité du polluant, sera privilégiée.
L'application d'écoulement d'eau de recharge au travers de sols pollués permettra le suivi des arsénites et As(V). Les cinétiques, ainsi que l'effet de paramètres testés (présence d'oxygène ainsi que d'autres éléments oxydants, pH, minéralogies des phases solides liés aux natures des aquifères et eaux de recharge, etc.), seront, de fait, identifiés. Les conditions nécessaires, afin de disposer d'une méthode de dépollution in situ permettant de stabiliser l'As sous sa forme solide et limiter son passage dans les eaux des nappes, seront ainsi étudiées et optimisées.

La plupart des méthodes de dépollution des nappes contenant l'arsenic sont développés se basant sur l'extraction et traitement de l'eau. une des méthodes de génie civil consiste en la recharge hydraulique donc méthode in-situ pour dépollué les nappes. il s'agit de méthode bien utilisé pour plusieurs polluants mais à moindre importance lorsqu'il s'agit de l'arsenic. Les essais sur terrains ont des résultats parfois contradictoire entre un bon traitement ou une efficacité très limité. l'approche laboratoire permet d'étudier les phénomènes physico-chimiques mis en jeu un par un.

maitriser les paramètres de recharge hydraulique pour des fins de remédiation des nappes par stabilisation de l'arsenic

approche de laboratoire avec des expériences en 1D (colonnes) et 2D (Hele-Show) avec variation des conditions d'écoulement et paramètres chimiques (pH, conductivité, présence du ...) et suivi de la dépollution. Si le.a doctorant.e a une compétence avérée en modélisation numérique (Comsol ou equivalent) possibilité de compléter l'étude par approche de modélisation au niveau des expériences de laboratoire et extrapolation sur des conditions de site.