Pollution de l’air par les PM2.5 : contributions des sources et évaluation de l’impact sanitaire par rapport aux PM10

5-6 mois, à partir de fin janvier 2026

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Pollution de l’air par les PM2.5 : contributions des sources et évaluation de l’impact sanitaire par rapport aux PM10

Contexte
Les particules fines (PM2.5) représentent l’une des fractions les plus nocives de la pollution de l’air, car elles pénètrent profondément dans le système respiratoire et sont fortement liées à des effets néfastes sur la santé. Comprendre non seulement leur composition chimique mais aussi leur potentiel oxydant (PO) — un indicateur clé de leur capacité à induire un stress oxydatif chez l’homme — est essentiel pour mieux évaluer l’exposition des populations.
Le projet DECOMPOSE (financé par l’ADEME, coordonné par Atmo Grand Est avec l’IGE et la SNCF comme partenaires) a généré un jeu de données unique à Reims (France), combinant des campagnes intensives d’échantillonnage en hiver et en été pour les PM2.5 et les PM10, ainsi que plusieurs mesures en ligne sur trois sites contrastés : un site de fond urbain, un site de proximité trafic, et un site au sein d’une gare ferroviaire.

Objectifs du stage
Le stage portera plus spécifiquement sur :
• Caractérisation des PM2.5 : analyse de leur composition chimique et identification des principales sources d’émission par l’application de techniques dites de source apportionnement des sources.
• Évaluation du potentiel oxydant (PO) : comparaison du PO des PM2.5 avec celui des PM10, et étude des différences d’activité oxydante entre les deux fractions.
• Lien sources–santé : mise en évidence de la manière dont les contributions des sources de PM2.5 se traduisent en risques potentiels pour la santé et comparaison avec les PM10.
• Relation entre compositions chimique des PM par mesure sur filtre ou mesure automatique : comparaison des deux jeux de données et évaluation des améliorations potentielles dans l’identification des sources.

Méthodologie
L’étudiant·e traitera et analysera un vaste jeu de données en utilisant des outils statistiques et géochimiques pour l’attribution des sources (par exemple, PMF, analyses de corrélation). Une attention particulière sera portée aux liens entre contributions des sources et potentiel oxydant pour la fraction PM2.5.
L’étudiant·e pourra également participer aux analyses chimiques d’autres échantillons sur la plateforme analytique Air-o-Sol, afin de se former aux techniques analytiques de certains composants chimiques des particules.

Compétences attendues
• Compétences en traitement et analyse de données, incluant les méthodes statistiques et l’analyse géospatiale.
• Bon niveau d’anglais (compréhension écrite, expression écrite et orale).
• Formation en sciences de l’atmosphère, de l’environnement ou dans un domaine connexe.
• Curiosité scientifique et autonomie, avec une forte motivation pour les enjeux environnementaux actuels.
• Esprit d’équipe, sens de la collaboration et enthousiasme pour le travail en commun dans un contexte interdisciplinaire.

Compétences acquises
• Expérience pratique sur de grands jeux de données environnementales et sur des outils d’attribution des sources géochimiques.
• Développement de compétences en analyse statistique des données, en recherche sur la qualité de l’air et en sciences environnementales en lien avec la santé.
• Opportunité de contribuer à des publications scientifiques et de travailler au sein d’un réseau interdisciplinaire impliquant instituts de recherche, agences environnementales et secteur des transports (SNCF).
• Compréhension approfondie des enjeux sociétaux liés à la pollution atmosphérique et à la santé humaine, avec une pertinence directe pour les politiques publiques.

Pour postuler : Envoyer CV et lettre de motivation a pamela.dominutti univ-grenoble-alpes.fr et
stephane.sauvage univ-grenoble-alpes.fr

********English ***********

Title : PM2.5 Air Pollution : Source Contributions and Oxidative Potential Compared to PM10

Context
Fine particles (PM2.5) represent one of the most harmful fractions of air pollution, as they penetrate deeply into the respiratory system and are strongly linked to adverse health effects. Understanding not only their chemical composition but also their oxidative potential (OP) — a key indicator of their ability to induce oxidative stress in humans — is crucial to better evaluate population exposure.
The DECOMPOSE project (funded by ADEME, coordinated by Atmo Grand Est with partners IGE and SNCF) has generated a unique dataset in Reims (France), combining intensive winter and summer sampling of PM2.5 and PM10 together with several online measurements across three contrasting sites : an urban background, a traffic site, and a train station site.

Objectives of the Internship
The internship will focus specifically on :
• PM2.5 characterization : analyzing their chemical composition and identifying major emission sources by applying source apportionment techniques.
• Oxidative Potential (OP) evaluation : comparing PM2.5 OP with that of PM10, and assessing differences in OP activity for both fractions.
• Source–health link : highlighting how PM2.5 source contributions translate into potential health risks relative to PM10.
• Investigate the relationship between offline and online PM chemical composition, comparing the relationship between both datasets and the potential improvements of source identification.

Methodology
The student will process and analyze an extensive dataset using statistical and geochemical tools for source apportionment (e.g., source apportionment by PMF, correlation analysis). Particular attention will be given to the links between source contributions and oxidative potential for the PM2.5 fraction. The student will also be able to participate in the chemical analysis of other samples at the Air-o-Sol analytical platform to train themself on the analytical techniques of some PM chemical components.

Student Experience
• Skills in data processing and analysis, including statistical methods and geospatial analysis.
• Good command of English (reading, writing, and speaking).
• Background in atmospheric science, environmental science, or a related field.
• Scientific curiosity and autonomy, with strong motivation for current environmental challenges.
• Team spirit, collaborative mindset, and enthusiasm for working in an interdisciplinary context.

Learning Outcomes
• Hands-on experience with large environmental datasets and geochemical source apportionment tools.
• Development of skills in statistical data analysis, air quality research, and health-oriented environmental science.
• Opportunity to contribute to scientific publications and to work within an interdisciplinary network involving research institutes, environmental agencies, and transportation (SNCF).
• Insight into pressing societal issues on air pollution and human health, with direct policy relevance.

Application : send CV and motivation letter to pamela.dominutti univ-grenoble-alpes.fr & stephane.sauvage univ-grenoble-alpes.fr