Intitulé du projet ERASME : Post-doc Caractérisation à haute fréquence de la matière organique dissoute dans les milieux aquatiques pour l’analyse des dynamiques biogéochimiques et l’optimisation du traitement des eaux
Localisation : Université Paris-Est Créteil, 61 avenue du général de Gaulle, 94000 Créteil, laboratoire LEESU
LABORATOIRE ET CONTEXTE : Le LEESU (Laboratoire Eau, Environnement et Systèmes Urbains, https://www.leesu.fr/) est un laboratoire commun à l’Université Paris-Est Créteil (UPEC) et à l’École Nationale des Ponts et Chaussées (ENPC). Il mène des recherches interdisciplinaires sur la gestion de l’eau en milieu urbain, avec une expertise reconnue dans le domaine du suivi de la matière organique dans les milieux aquatiques et en station d’épuration.
Résumé du projet : La matière organique dissoute (MOD) intervient dans un très grand nombre de processus biogéochimiques, elle joue donc un rôle essentiel dans les écosystèmes aquatiques de surface. Elle joue notamment un rôle central sur la nature du métabolisme (hétérotrophe ou autotrophe) des cours d’eau et donc sur la libération des gaz à effet de serre vers l’atmosphère. Dans les écosystèmes fluviaux, la MOD biodégradable peut conduire à l'eutrophisation et l'épuisement de l'oxygène dissous du milieu (conduisant à des mortalités piscicoles), car elle augmente l'activité respiratoire des micro-organismes qui la consomment.
Pour mieux comprendre les différents processus en lien avec la MOD et modéliser la qualité des cours d’eau, il est nécessaire de mieux caractériser sa chimiodiversité, ses sources (fortement corrélées à la situation hydroclimatique), et ses transformations. Étant donnée la dynamique des processus qui concernent la MOD, il est nécessaire de pouvoir caractériser la MOD à haute fréquence (plusieurs fois par heure).
En plus des problématiques biogéochimiques évoquées ci-dessus, il existe des enjeux opérationnels forts liés à la potabilisation de l’eau et au traitement des eaux usées. En effet, ces deux milieux opérationnels partagent l'objectif d'éliminer la MOD contenue dans l’eau à traiter respectivement pour des raisons environnementales et sanitaires. Pour ce faire, des technologies performantes ont été intégrées dans ces filières de traitement. Leur pilotage nécessite cependant un haut niveau d’expertise technico-scientifique et une métrologie adaptée. La caractérisation à haute fréquence de la MOD présente dans les affluents et effluents des différentes étapes de traitement fait partie des voies privilégiées pour optimiser le contrôle et le pilotage des installations en temps réel afin d’améliorer l’efficacité des traitements tout en permettant la réalisation d’économies d’énergie et de réactifs chimiques.
Il existe donc une demande très forte pour la mise en place de technologies de mesure pouvant être implémentées en ligne voire in situ et permettant des mesures à haute fréquence et en temps réel.
Le LEESU en collaboration avec le SIAAP (Service public de l’assainissement Francilien), a développé une sonde de fluorescence (Fluocopée®) afin de caractériser la MOD in situ et à haute fréquence dans les milieux aquatiques. Cette sonde à fait l’objet d’un brevet (EP4040139A1) en 2022. L’intérêt de cette sonde est de permettre en une dizaine de minutes l’analyse in situ de 29 fluorophores différents, contre seulement 1 à 3 pour les sondes de fluorescence disponibles dans le commerce, et donc de mieux caractériser la nature chimique de la MOD. Cinq sondes Fluocopée® sont actuellement déployées dans le bassin de la Seine de l’amont à l’aval de l’agglomération parisienne et constituent l’observatoire de la MATière Organique en Seine (MATOS).
Les sondes déployées dans l’observatoire MATOS permettront d’apporter des éléments de compréhension des processus biogéochimiques se déroulant dans les milieux aquatiques évoqués en introduction. Il permettra en outre d’estimer les flux de matière organique issues des rejets urbains de l’agglomération parisienne. Les flux de carbone organique dissous et de ses différentes fractions biodégradables transitant vers l’estuaire seront également quantifiés avec une grande précision.
L’ouverture de ce post-doctorat s’inscrit dans le cadre du programme stratégique ERASME (PIA4, « ExcellencES »). Il s’inscrit en réponse à des défis sociétaux, environnementaux, et/ou universitaires.
En collaboration avec le groupe thématique « matière organique » du LEESU constitué de 2 enseignants-chercheurs (Gilles Varrault (PR) et Angélique Goffin (MCF)) et de 2 à 3 doctorants, vous travaillerez sur les différentes tâches listées ci-dessous.
Tâche 1 : Optimisation post-traitement des données acquises par l’observatoire MATOS et mise en place de leur visualisation en temps réel
Le premier objectif de cette tâche (tâche 1.1) est d’améliorer et d’automatiser le post-traitement des données acquises par les sondes Fluocopée à haute fréquence (4 mesures par heure), et donc de développer un outil automatique d’évaluation de la qualité des données.
Le second objectif de cette tâche (tâche 1.2) consistera en le développement d’une interface graphique afin de permettre la visualisation en temps réel des données acquises par l’observatoire MATOS sur internet.
Tâche 2 : Extension de l’observatoire Matos
Vous aurez en charge l’extension de l’observatoire MATOS et vous participerez au choix des sites pour l’implantation des sondes Fluocopée, en collaboration avec le SIAAP pour l’implantation en sortie de STEU et déversoirs d’orages, et en collaboration avec le GIP Seine-Aval (pilote le programme de recherche Seine-Aval, (https://www.seine-aval.fr)) pour ce qui est de l’extension vers l’estuaire et la mer.
Vous aurez en charge l’installation des sondes, leur suivi et l’interprétation des données obtenues.
Tâche 3 : Gestion active des sites de baignade en Seine et en Marne
Collaborations : SIAAP, Ville de Paris
A l’été 2026 et 2027, les chroniques de concentration en bactéries indicatrices fécales fournies grâce aux sondes Fluocopée (à l’aide du proxy développé en 2024) déployées en région Parisienne seront comparées aux mesures d’Escherichia coli réalisées avec les méthodes microbiologiques classiques normées. Cela permettra de valider l’utilisation de la sonde Fluocopée comme outil de mesure des bactéries fécales en rivière ouvrant la voie à la gestion active des sites de baignade en rivière assurant ainsi une meilleure sécurité sanitaire pour les baigneurs. Si besoin, le modèle statistique déjà mis en place en 2024 sera amélioré afin d’établir un proxy plus performant pour estimer la contamination microbiologique sur les bases des mesures réalisées par les sondes Fluocopée.
Vous aurez la charge de cette action en collaboration avec notamment la ville de Paris et le SIAAP qui prendront à leur charge les campagnes d’analyses microbiologiques qui se déroulent pendant la période estivale.
Tâche 4 : Optimisation de la potabilisation des eaux
Collaborations : SEDIF (Service Public de l’Eau)
Vous travaillerez sur le lien qui existe entre les propriétés de la MOD contenue dans la ressource et sa traitabilité, en termes d’élimination de la MOD, en usine de potabilisation. Cette traitabilité pourra donc être évaluée en fonction des quantités et nature chimique de la MO (biodégradabilité et solubilité) dans la ressource, il sera ainsi possible de relier les propriétés de fluorescence de la MOD à sa traitabilité en usine de potabilisation. Cela permettra donc au gestionnaire d’adapter en temps réel les traitements à appliquer à la ressource.
Début du contrat : 1er décembre 2025 (24 mois)
Salaire brut mensuel : 2800 € avec marge de négociation selon l’expérience. Prise en charge partielle de la mutuelle et des frais de transports domicile-travail
Modalités de candidature : Adressez votre CV (incluant une liste des publications et le contact de deux référents scientifiques) et une lettre de motivation à Gilles Varrault (varrault@u-pec.fr) avant le 1er octobre 2025
Formations et/ou qualification : Doctorat en physico-chimie de l’environnement dans le domaine de l’eau si possible en lien avec la matière organique et Master en physico-chimie de l’environnement
Expériences antérieures bienvenues pour occuper le poste : Analyse par spectrofluorescence et gestion des données issues de l’analyse à haute fréquence
Compétences :
Très bonne maitrise de Python
Bonne maitrise des outils statistiques pour l’analyse des données
Esprit d’équipe, rigueur, sens de l’organisation, capacité d’adaptation, ouverture d’esprit
Autonomie, curiosité scientifique
Bon niveau de communication orale et écrite (français et/ou anglais)
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