Construction d’empreintes caractérisant les sources de micropolluants organiques dans le bassin versant de la Claduègne, Ardèche

Dates : 1/2/2023 à 30/6/2023, 5 mois minimum, prolongements et aménagents possible.

Contexte  :
Le stage s’insère dans le cadre du projet ANR Chypster : “Integrated biogeochemical, geographical and hydrological approaches to track sources of contaminants in mixed land-use watersheds”, débuté fin 2021. Ce projet regroupe des chercheurs de différentes disciplines et équipes de recherche : INRAE (Lyon), IGE et Pacte (UGA Grenoble), et Cermosem (UGA Antenne de l’UGA en Ardèche). Il s’inscrit plus largement dans le programme ZABR (http://www.graie.org/zabr/index.htm) impliquant de nombreux partenaires dont l’Agence de l’eau.
Ce projet a pour but d’identifier les sources de contaminants dans des bassins versants de mésoéchelles ( 10-1000 km²) à usage mixte (agricole et urbain). Les sources de contaminants chimiques vers les cours d’eau sont nombreuses. Si les sources ponctuelles sont assez facilement identifiables, il semble plus difficile d’identifier l’ensemble des sources diffuses de contaminants. Ce projet propose de développer et de valider une approche simplifiée pour localiser, identifier et caractériser les sources de contamination diffuses et ponctuelles qui contribuent majoritairement à la dégradation de l’état des eaux de surface et souterraines. Cette approche inclut la localisation des sources à l’échelle d’un bassin versant et l’évaluation de leur variabilité temporelle à l’aide d’indicateurs simples, et la mesure des conséquences de ces apports de contaminants sur la qualité des cours d’eau en aval. L’originalité du projet proposé ici réside dans le choix d’une approche intégrée : identification a priori des sources de contaminants sur la base de données socio-économiques (enquêtes de terrain et cartographie d’usage des sols), couplées à la mesure de paramètres « low-cost » et à la sélection de signatures chimiques et microbiologiques spécifiques de chaque source. Ceci permettra un diagnostic à moindre coût portant sur l’identification des sources et des cocktails de substances chimiques associées.

Sujet de stage :
L’objectif du travail de stage est de participer aux campagnes de terrain sur le bassin de la Cladugène (bassins Olivier de Serres de l’observatoire OHMCV) et d’analyser les données collectées. Deux types de campagnes seront effectuées : des campagnes spatiales dans le réseau hydrographique, et des suivis temporels à deux exutoires du bassin de la Claduègne lors d’évènements pluvieux. Plusieurs paramètres seront suivis tels que les paramètres physico-chimiques, le débit, les ions majeurs de l’eau et les métaux traces, la matière organique dissoute (analyses UV-VIS et HSPEC-UV/Fluorescence), des micropolluants organiques (pesticides, produits pharmaceutiques etc.) des marqueurs de la contamination fécale, et des analyses par qPCR pour le dépistage de l’ADN. Les analyses seront effectuées dans des plateformes analytiques par des personnels qualifiés. L’étudiant.e participera aux campagnes d’échantillonnage, puis combinera les résultats des échantillons sols et eaux reçus avec les données hydrologiques (le régime des rivières module le transfert des polluants) et d’occupation des sols. L’ensemble des données produites sera exploité à l’aide d’outils d’analyses de données statistiques de pointe pour ce domaine d’étude (e.g. analyse multivariée, approches bayésiennes). Il s’agira de sélectionner un jeu de variables permettant de discriminer au mieux les différentes sources pré-identifiées en comparant les variabilités intra-source (par comparaison des caractéristiques de sources similaires, en prenant en compte la variabilité temporelle de chaque source) aux variabilités inter-sources (par comparaison des caractéristiques des différents types de sources). Cette analyse permettra de construire des « empreintes biogéochimiques » spécifiques de chaque source.

Profil recherché :
Etudiant.e intéressé.e en Master 2 (ou équivalent) par les problématiques environnementales, il/elle devra être à l’aise avec des jeux de données conséquents et de type variés (hydrologie, chimie, biologie), des analyses statistiques multivariées et un cadre multidisciplinaire. Des connaissances acquises en hydrologie, en biogéochimie des sols, en pratique d’échantillonnage, en système d’information géographiques et/ou en traitement de données seront appréciées et constitueront un élément de sélection du (de la) candidat.e.