ER 4 Fonctionnement des écosystèmes terrestres anthropisés

Les champs de compétences de l’équipe ER4 sont variés et complémentaires :

  • analyse des sols et des sédiments en milieux agricoles, urbains et forestiers,
  • caractérisation taxonomique et fonctionnelle des communautés faunistiques du sol (méso et macrofaune),
  • détermination des traits fonctionnels,
  • mesure des activités biologiques dans les sols et de biomarqueurs de toxicité (macrofaune et végétaux),
  • imprégnation par les éléments métalliques de la végétation (naturelle et cultivée) et de la pédofaune,
  • exposition des populations en lien avec l’ingestion de particules de sols contaminés et l’inhalation.

A cela s’ajoute également des compétences en géomatique.

La finalité des travaux menés au sein de l’équipe ER4 est d’améliorer les connaissances, de contribuer à l’amélioration de la fonctionnalité des sols dégradés et à la réduction des dangers environnementaux et sanitaires mais aussi, de répondre à de nouvelles attentes sociales et économiques dans des milieux variés urbains, agricoles ou forestiers. Cela implique le diagnostic et l’évaluation de l’état des écosystèmes, la définition de nouveaux indicateurs, la gestion de la biodiversité, l’ingénierie écologique. La problématique nécessite également une approche multi-échelle, du moléculaire au paysage, et s’appuie sur des expérimentations en microcosmes, mésocosmes et sites ateliers.

Deux thèmes de recherche sont développés au sein de l’équipe ER4 :

Le thème porte sur l’étude de la dégradation de la qualité des écosystèmes terrestres. Il intéresse tout particulièrement les départements du Nord et du Pas de Calais du fait de leur lourd passé industriel, d'une forte densité de population et d'une agriculture intensive.Les démarches menées à différentes échelles visent à :
  • évaluer les impacts de ces pressions anthropiques sur les écosystèmes terrestres,
  • étudier les mécanismes de transferts des polluants,
  • proposer des modes de gestion respectueux de l’environnement, voire à restaurer les fonctions écosystémiques et ceci, en intégrant les aspects sociaux, sociétaux et économiques.
Ces démarches s’inscrivent dans le cadre d’une recherche pluridisciplinaire associant des compétences présentes au sein du laboratoire et celles d’équipes régionales et nationales.L'équipe travaille en collaboration avec des structures institutionnelles (Région, DREAL, Etablissement Public Foncier Nord - Pas de Calais, VNF, Agence Régionale de la Santé Nord – Pas de Calais, INRA, ADEME, INERIS, InVS…) et des bureaux d’études.Exemples de travaux menés  :
  • constitution de référentiels sur les sols régionaux, outils géoréférencés renseignant sur les paramètres physico-chimiques des sols et leur degré de contamination en ETM (éléments traces métalliques) et polluants organiques selon l'usage agricole, urbain ou forestier (ex:  carte des pédopaysage au 1/25000 du Nord-Pas de Calais);
  • extractions chimiques partielles ou séquentielles des polluants métalliques et organiques afin de mieux connaître leur disponibilité environnementale,
  • étude des transferts des métaux vers la biosphère (notamment vers les plantes naturelles ou cultivées - agriculture, cultures potagères), accumulation des ETM dans les légumes issus de cultures potagères, évaluation de l'exposition de l'homme en lien avec l'ingestion de particules de sols/poussières et de légumes contaminés,... (ANR JASSUR, programme GESIPOL 2014 ADEME, POUSSEXPO – ARS Nord – Pas de Calais, BioacLeg - Région, Guide d'échantillonnage des plantes potagères dans le cadre des diagnostics environnementaux);
  • étude des effets des contaminants (ETM en particulier) et des perturbations (chimiques et physiques) des sols et de la fragmentation des paysages sur les populations d'invertébrés des sols : mésofaure (collemboles), et macrofaune (vers de terres, carabes et cloportes) - Programme national BETSI (base de données sur les traits fonctionnels et écologiques d'invertébrés du sol)
Ce thème concerne essentiellement les effets de la pollution du sol sur les organismes. Une part importante de l'activité porte sur la pollution multi-métallique d'origine métallurgique ou minière.Plus récemment, le périmètre de recherche s'est élargi aux mélanges complexes contenant des métaux mais aussi des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) et des pesticides dans les  lixiviats (ou jus de décharge) et les boues d'épuration.Enfin, il est étudié les effets d’une contamination métallique émergente : les nanoparticules d’argent.Les travaux sont menés aux échelles individuelles et infra-individuelles (du génome à l’individu) sur des espèces vivant en contact étroit avec la matrice sol et importantes en écotoxicologie du sol.La démarche menée a pour principaux objectifs :
  • d’évaluer les impacts de polluants ou de matrices contaminées sur les organismes (effets, synergies et antagonismes toxicologiques, compréhension des mécanismes de toxicité, étude des mécanismes adaptatifs, de détoxication, de défense et de réparation de l’ADN) ;
  • de développer et procéder à une évaluation critique des biomarqueurs développés ;
  • d’évaluer, à l’aide de biomarqueurs individuels et infra-individuels, les risques environnementaux et permettre une surveillance environnementale en apportant des réponses complémentaires et parfois plus pertinentes que les déterminations physico-chimiques.

Le LGCgE est animateur de deux sites ateliers du réseau national SAFIR (Sites Ateliers Français pour l’Innovation et la Recherche sur la gestion des sols) mis en place avec le soutien de l’ADEME et qui rassemble cinq autres sites français. En Région, les sites ateliers sont les suivants :

  • le mégasite de Metaleurop (plus de 120 km2), situé au cœur de l’ancien bassin minier et qui a été massivement contaminé par les métaux en lien avec les activités passées de deux fonderies de plomb et de zinc (Metaleurop Nord et Nyrstar). Le site, sur lequel est focalisé l’équipe depuis 1993, intègre une mosaïque d’espaces privés ou publiques aux usages multiples (agricoles, boisés, forestiers, résidentiels, commerciaux, industriels, friches, voies de circulation…) ;
  • du site de la ZAC de l’Union qui s’étend sur les villes de Roubaix, Wattrelos et Tourcoing. D’une surface de 85 ha, cette friche industrielle aux sols multicontaminés a pour vocation d’être un pôle d’excellence en termes de renouvellement urbain.

En proposant une plateforme d’échange de retour d’expérimentations et de partage d’acquis scientifiques, ces sites sont le support opérationnel de travaux pluridisciplinaires à finalités appliquées ou fondamentales. Ils permettent d’intégrer les questions liées à la gestion des sols de friches industrielles urbaines dans le cadre du renouvellement urbain et d’un territoire dégradé par l’extraction charbonnière et les activités de deux fonderies de plomb et de zinc.

Les recherches menées au sein de l’ER4 s’appuient également sur des expérimentations menées dans d’autres contextes environnementaux que ces sites ateliers soit pour servir de références, soit pour intégrer d’autres problématiques.

 

Les enseignants-chercheurs et personnels administratifs et techniques

Approuvé·e
Claire ALARY
Approuvé·e
Géraldine BIDAR
Approuvé·e
Franck BOURDELLE
Approuvé·e
Claude COCQUERELLE
Approuvé·e
Sylvain DEMUYNCK
Approuvé·e
Sarah DESCAMPS
Approuvé·e
Francis DOUAY
Approuvé·e
Julie DRANSART
Approuvé·e
Michel DUBOIS
Approuvé·e
Cyril DURAND
Approuvé·e
Arnaud GAUTHIER
Approuvé·e
Fabien GRUMIAUX
Approuvé·e
David KHATCHATRYAN
Approuvé·e
Arnaud LEFEBVRE
Approuvé·e
Sébastien LEMIERE
Approuvé·e
Alain LEPRÊTRE
Approuvé·e
Régine LEROUX
Approuvé·e
Emily LLORET
Approuvé·e
Brice LOUVEL
Approuvé·e
Aurélie PELFRENE
Approuvé·e
Céline PERNIN
Approuvé·e
Christelle PRUVOT
Approuvé·e
Karin SAHMER

 

Les doctorants

Approuvé·e
Pauline COURTOIS
Approuvé·e
Théo GUERIN
Approuvé·e
Marie HECHELSKI
Approuvé·e
Marta JASKULAK
Approuvé·e
Marie LEMAY
Approuvé·e
Van Xuan NGUYEN
Approuvé·e
Séko SANOGO
Approuvé·e
Sylvain SLABY