Transformation de résidus de médicaments par chloration ou photoréaction en solution aqueuse
Les résidus d'antibiotiques et de psychotropes sont déversés dans l'environnement, en conséquence d'une utilisation massive et souvent inadaptée de ces substances dans les domaines médicaux et vétérinaires et d’une métabolisation incomplète dans l’organisme. Les eaux de surface et les eaux souterraines sont les réceptacles majeurs de ces polluants et représentent également les sources d'eau utilisées pour la consommation humaine. Notre recherche s’est focalisée sur la phototransformation et l’oxydation par le chlore et le peroxyde d’hydrogène de quatre composés : deux antibiotiques et deux psychotropes : sulfaméthazine, sulfaméthoxypyridazine, amitriptyline et clomipramine). Ces deux derniers processus sont utilisés fréquemment dans les filières de traitement de l’eau.D’abord, une étude cinétique nous a permis à déterminer des constantes cinétiques. Pour chaque composé, une dégradation plus ou moins rapide a été observée suivant le procédé de photolyse ou d’oxydation employé. L’étude cinétique a été appliquée également sur des eaux naturelles pour prévoir le devenir des composés pharmaceutiques et estimer leur dégradation après photoréaction et chloration. Puis, de nombreux sous produits de chloration et de photolyse ont été identifiés par LC/MS/MS et des mécanismes réactionnels ont été proposés.
(15/12/2014)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Effets de la bioturbation sur la diversité des communautés bactériennes du sédiment : approches expérimentale et in-situ : de Melinna palmata aux communautés de la vasière Ouest-Gironde.
Le lien entre la macrofaune et les communautés bactériennes benthiques a été déterminé selon deux approches : (1) une approche expérimentale à l’échelle de l’individu ciblée sur les effets de l’activité et de la bioturbation du polychète déposivore de surface Melinna palmata sur la distribution des communautés bactériennes des premiers millimètres de l’interface eau-sédiment ; (2) une approche in situ à l’échelle de la communauté de mise en corrélation des patrons spatiaux de distribution des communautés de macrofaune et de bactéries.Melinna palmata appartient à un nouveau groupe fonctionnel de bioturbation décrit pour la première fois, convoyeur de surface. L’utilisation de ce nouveau modèle biologique a permis de mettre en évidence que les activités de prospection et d’égestions modifient significativement la distribution des communautés bactériennes de la couche oxique de l’interface eau-sédiment. Ce lien est à la fois influencé par l’apport de matière organique de différentes qualités, et impacte la consommation et la minéralisation de cette matière organique.Le lien entre les patrons spatiaux de distribution des communautés de macrofaune et de bactéries a été étudié in situ, dans la vasière Ouest-Gironde. Les deux compartiments ont évolué le long d’un gradient avéré de teneur en matière organique et de taille des particules dans cette vasière.La corrélation des matrices biologiques n’a cependant pas été statistiquement significative et nécessite d’être approfondi.
(15/12/2014)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Dynamique de mise en place des avalanches de débris sur les flancs aériens des volcans insulaires : le cas de La Réunion
Les avalanches de débris, qui résultent du démantèlement des flancs des édifices volcaniques et montagneux, sont des écoulements granulaires rapides et dangereux dont le monteur est la gravité et qui présentent des distances de transport extrêmement importantes. La dynamique de leur mise en place et leurs mécanismes de transport permettant cette très grande mobilité sont des phénomènes qui demeurent encore mal compris. De nombreux modèles existent pour expliquer la grande mobilité des avalanches de débris et incluent des processus basés sur la lubrification ou la fluidification de la masse granulaire mais également sur le phénomène de désintégration dynamique des éléments. Cependant la grande majorité des modèles proposés souffre du manque d’observations de terrain et de quantification de l’évolution des matériaux au cours de leur transport au sein de la masse granulaire. Afin d’identifier les principaux mécanismes de transport des avalanches de débris, nous proposons dans ce travail une étude de terrain détaillée de dépôts d’avalanches de débris volcaniques qui résultent du démantèlement d’un volcan bouclier océanique, le Piton des Neiges (île de La Réunion, océan Indien). L’approche est couplée à un examen morphométrique (dimension fractale et circularité), exoscopique et granulométrique des particules présentes dans les dépôts. Elle est complétée par l’examen de la fabrique des dépôts basée sur l’anisotropie de la susceptibilité magnétique (ASM). Les données obtenues nous permettent de mettre en évidence une évolution de la dynamique de transport et de mise en place des dépôts d’avalanches de débris depuis les zones sources jusqu’aux domaines de dépôt distaux. On montre également que la désintégration dynamique et le gonflement dispersif qui l’accompagne opèrent tout au long du transport et à toutes les échelles au-dessus d’une limite inférieure de broyage à 500 μm. En dessous de cette limite, la réduction granulométrique résulte uniquement de processus d’attrition par friction entre les particules. La grande mobilité des avalanches de débris pourrait ainsi être expliquée par l’effet combiné de la libération d’énergie élastique par la désintégration dynamique des particules > 500μm et par une réduction de la friction interne à la matrice liée aux interactions dispersives des particules fines (< 500 μm). L’ensemble des données permettent également de préciser les directions de transport et l’ampleur des avalanches de débris liées aux déstabilisations du massif du Piton des Neiges.
(11/12/2014)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Development of new proxies to assess the 20th century variability of the North West Africa upwelling
(pp. p. 71, 09/12/2014)
BTP, LOCEAN, IPSL, ENS-PSL, UVSQ, UPMC, CEA, INSU - CNRS, X, CNES, CNRS, MNHN, IRD, UPMC, INSU - CNRS, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LEMAR, IRD, IFREMER, UBO EPE, CNRS
Spatiotemporal changes in surface sediment characteristics and benthic macrofauna composition off the Rhône River in relation to its hydrological regime
The consequences of changes in the water flow of the Rhône River on surface sediment characteristics and benthic macrofauna composition were assessed within 3 distinct areas: (1) the delta front, (2) the prodelta, and (3) the distal zone. Five stations were sampled during or closely after: (1) an oceanic flood (April 2007), (2) a generalized flood (May 2008), (3) a Cevenol flood (December 2008), and (4) a dry period (July 2011). Measurements of sediment characteristics included granulometry (D0.5), bulk descriptors of sedimentary organics (OC, TN and THAA), descriptors of labile components of sedimentary organics (chloropigments, EHAA), and both descriptors of origin (Chl-b/Chl-a, C/N) and lability (Chl-a/(Chl-a+Phaeo-a), EHAA/THAA) of sedimentary organics. Sediment Profile Images were collected during April 2007, May 2008 and July 2011. Temporal changes in both sedimentary organics and benthic macrofauna were more important in the delta front and the prodelta than in the distal zone. Bulk characteristics of sedimentary organics presented decreasing inshore/offshore gradients during both April 2007 and July 2011 but not during May and December 2008. There were significant temporal changes in EHAA/THAA at all stations. Changes in benthic macrofauna composition differed between: (1) the delta front and the prodelta, and (2) the distal zone. In the former area, the dry period was associated with establishing a mature community characterized by high abundances and species richness. The best description of spatiotemporal changes in benthic macrofauna composition by surface sediment characteristics was obtained using D0.5, Chl-b/Chl-a, Chl-a/(Chl-a+Phaeo-a) and EHAA, which supports the role of the quality of sedimentary organics in controlling benthic macrofauna composition.
(Estuarine, Coastal and Shelf Science. vol. 151, n° 0272-7714, pp. 196 - 209, 05/12/2014)
LECOB, OOB, UPMC, CNRS, UPMC, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, OOB, UPMC, CNRS, CEFREM, UPVD, INSU - CNRS, CNRS, CRIOBE, UPVD, EPHE, PSL, CNRS
Modélisation numérique de l'évolution des profils de plages sableuses dominées par l'action de la houle
Les barres sableuses pré-littorales ont un rôle fondamental en morphodynamique des plages soumises à l’action des vagues. Le déséquilibre permanent entre les flux sédimentaires induits vers laplage par les non linéarités des vagues et ceux induits vers le large par le courant de retour gouverne lamigration transversale des barres. Dans cette thèse, un nouveau modèle morphodynamique de profilde plage intégrant l’état de l’art des processus hydro-sédimentaires a été développé. Le faible coûten temps de calcul de ce modèle permet de réaliser des simulations à long terme, O(mois/années),de la morphologie de plages réelles ayant des caractéristiques variées (pente, type de déferlement,granularité). La simulation sur plusieurs jeux de données, de plages réelles et expérimentales, a permisd’identifier la contribution respective des principaux processus hydro-sedimentaires dans la dynamiquede la plage suivant les conditions de houle (e.g. Tempête, temps calme). Ces avancées scientifiques ontété intégrées à un modèle 2DH, ce qui a notamment permis de simuler pour la première fois sur des casacadémiques la formation d’une barre sableuse rectiligne à partir d’une plage parfaitement plane, suiviedu développement de corps sableux tridimensionnels. Ces résultats ouvrent la voie vers l’applicationde ce type de modèle aux plages naturelles soumises à une large variabilité de régimes de houle.
(04/12/2014)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Formation et devenir de l’aérosol organique secondaire : étude expérimentale de formation d’organosulfates à l’interface gaz-particules
Ce travail a eu pour objectif d’améliorer notre compréhension des processus de formation et d’évolution des aérosols organiques secondaires (AOS) en étudiant les réactions susceptibles d’expliquer la présence d’espèces « mixtes » organosoufrées observées récemment dans l’aérosol atmosphérique. Les composés organiques volatils et en particulier les monoterpènes ont été identifiés comme étant des précurseurs potentiellement importants d’organosulfates dans l’atmosphère. Cependant, les mécanismes de formation de ces derniers ne sont pas encore bien compris. Seule une étude au niveau moléculaire et ciblée sur une réaction multiphasique unique, peut donner accès à des mécanismes réactionnels détaillés. Ainsi, les réactions entre l’α-pinène et quatre produits d’oxydation associés (α-pinène oxyde, myrténal, isopinocamphéol et pinanediol), avec des particules modèles de sulfate d’ammonium ont été étudiées individuellement dans le but de documenter la formation d’organosulfates. L’effet de l’humidité relative et celui de l’acidité des particules sur ces réactions ont été étudiés. La quantification en ligne des composés organiques volatils a été effectuée à l’aide d’un spectromètre de masse à transfert protonique. L’identification des structures moléculaires des organosulfates, formés en phase particulaire, a été effectuée par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem. Deux approches complémentaires, impliquant des expériences en réacteur quasi-statique et en chambre de simulation atmosphérique, ont permis de mettre en évidence la formation d’organosulfates mais également de proposer des mécanismes réactionnels pour l’ensemble des composés oxydés étudiés.
(01/12/2014)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
LGM hosing approach to Heinrich Event 1: results and perspectives from data–model integration using water isotopes
(Quaternary Science Reviews. vol. 106, n° 0277-3791, pp. 247-261, 01/12/2014)
VU, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, CLIM, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, PALEOCEAN, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA
The marine flooding hazard along the western coast of Cherbourg Peninsula (Manche, France): a dynamic approach using both numerical modeling with LIDAR data
The sea level rise due to climate change and the recent extreme storms increased the consciousness of coastal hazards and disasters in many areas in the world. The SURCOTE project, which is a part of the LITEAU program, aims at studying the flood hazard along the western coastline of the Cotentin Peninsula. Topographic LIDAR (LIght Detection And Ranging) surveys provided static flood-inundation hazard maps. Nevertheless, this approach tends to overestimate the extension of the submerged area without taking into account the flooding processes. To improve the assessment of the submerged surface, a dynamic study is conducted focusing on three areas. The hydrodynamic model TELEMAC is used. Several scenarios were tested from the current sea level conditions (MHWS level and centennial level) to the sea level in 2100 (centennial level plus 1 m). Moreover, failures of protective hydraulic structures (tidal gates, sea defence structures) and breaches in dunes were simulated. In this paper, a comparison is made between the static and the dynamic approach. The influence of the protective structures is evaluated. Finally, the sensitivity of the results to the calculation parameters is assessed.
(La Houille Blanche - Revue internationale de l'eau, n° 0018-6368, pp. 40-46, 01/12/2014)
LUSAC, UNICAEN, NU, M2C, UNICAEN, NU, INSU - CNRS, UNIROUEN, NU, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Long-term disruption of growth, reproduction, and behavior after embryonic exposure of zebrafish to PAH-spiked sediment
A natural sediment spiked with three individual polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs; pyrene, phenanthrene and benzo[a]pyrene) was used to expose zebrafish embryos and larvae during 4 days. The total PAH concentration was 4.4 μg g−1 which is in the range found in sediment from contaminated areas. Quantification of metabolites in the larvae after exposure confirmed the actual contamination of the larvae and indicated an active metabolism specially for pyrene and benzo[a]pyrene. After a transfer in a clean medium, the larvae were reared to adulthood and valuated for survival, growth, reproduction, and behavior. Measured endpoints revealed a late disruption of growth (appearing at 5 months) and a trend toward a lower reproductive ability. Adults of embryos exposed to sediment spiked with PAHs displayed lethargic and/or anxiety-like behaviors. This latter behavior was also identified in offspring at larval stage. All together, these effects could have detrimental consequences on fish performances and contribution to recruitment.
(Environmental Science and Pollution Research. vol. 21, n° 0944-1344, pp. 13877-13887, 01/12/2014)
BE, IFREMER, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LRHLR, HGS, IFREMER, LPGP, INRA, Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique