ER 4 – Fonctionnement des écosystèmes terrestres anthropisés

Responsables de l’équipe : Christophe WATERLOT et Damien CUNY

Les écosystèmes anthropisés et dégradés se caractérisent notamment par des contaminations qui peuvent être historiques, complexes et à très grande proximité de la population. Dans ces contextes, il est nécessaire de disposer d’un panel d’approches complémentaires afin d’améliorer les connaissances sur les contaminations, le devenir des polluants et de leur dispersion dans les écosystèmes, de contribuer à l’amélioration de la fonctionnalité des milieux dégradés et de prévenir, réduire les dangers environnementaux et sanitaires. Ces travaux répondent à des attentes sociétales récentes, de plus en plus importantes, ainsi qu’à des enjeux économiques dans des milieux aussi variés que les milieux urbains, agricoles ou forestiers.

Pour répondre à ces enjeux scientifiques et sociétaux, les travaux de l’ER 4 sont axés sur le diagnostic et l’évaluation de l’état des écosystèmes, la définition de nouveaux indicateurs d’exposition et/ou d’effet des polluants, la gestion de la biodiversité, l’ingénierie écologique. La problématique nécessite également de développer une approche multi-échelle, du moléculaire au paysage et s’appuie sur des expérimentations en microcosmes, en mésocosmes, en sites ateliers et in situ.

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

  • la caractérisation et l’analyse des sols et des sédiments en milieux agricoles, urbains et forestiers,
  • la caractérisation taxonomique et fonctionnelle des communautés fongiques, floristiques et faunistiques du sol (méso et macrofaune),
  • la mesure des activités biologiques dans les sols et de biomarqueurs de toxicité (macrofaune et végétaux),
  • l’évaluation de l’imprégnation de la végétation (naturelle et cultivée) et de la pédofaune par les polluants (polluants inorganiques et organiques),
  • la détermination des traits fonctionnels,
  • la biosurveillance végétale et fongique de la qualité de l’air,
  • l’évaluation de l’exposition des populations en lien avec l’ingestion et l’inhalation des particules de sols et de poussières contaminées, la consommation de denrées produites sur des sites pollués,
  • l’étude des inégalités territoriales sanitaires, sociales, environnementales grâce à des analyses statistiques et géostatistiques.

Les travaux de recherches de l’ER4 s’articulent autour de 4 thèmes principaux :

Ce thème vise à évaluer le fonctionnement des écosystèmes terrestres dégradés, à différentes échelles d’observation. La démarche s’appuie sur :
  • le monitoring et la bioindication des écosystèmes en tenant compte de leur degré de contamination, de l’évolution des territoires et de leurs usages, et en considérant le changement climatique,
  • la caractérisation des interactions entre divers compartiments de la biodiversité,
  • la définition d’indices de qualité des milieux, en interaction avec les gestionnaires de milieux naturels et les organismes impliqués sur cette problématique,
  • une contribution à l’établissement de liens entre les effets toxiques constatés sur les organismes du sol, via les biomarqueurs, et ceux observés sur les populations et les écosystèmes (indices fonctionnels et biofonctionnels).
Une des finalités est de renseigner sur le fonctionnement des écosystèmes et leur évolution par une analyse croisée des données issues de la caractérisation des milieux (sols, air, eau, pédofaune, végétaux, fonge) et de leurs usages. La démarche repose notamment sur l’utilisation d’outils tels que la géomatique, l’analyse statistique, la bio-informatique et la modélisation.
Les recherches se focalisent sur l’étude des comportements des polluants dans les sols en considérant les paramètres physico-chimiques et biologiques, la nature et le degré d’évolution des matières organiques. Elles visent aussi à développer une approche mécanistique sur les interactions entre des polluants en mélange et des organismes végétaux et animaux, au travers de l’observation conjointe de la biodisponibilité des polluants et du fonctionnement des organismes (toxicologie, traits de vie). La prise en compte des contaminations multiples implique d’amplifier l’étude des transferts de polluants émergeants (nanoparticules), de développer celle de polluants organiques (pesticides, notamment dans les sols urbains) et d’intégrer de nouvelles préoccupations (micro-plastiques).
En complément des outils taxonomiques classiques, ce thème a pour objectif de développer, au moyen d’outils moléculaires, les capacités à identifier des organismes du sol (faune et fonge). La démarche vise également à caractériser d’une part, les relations entre les réponses de biomarqueurs et traits de vie et d’autre part, la variabilité d’expression de biomarqueurs ou batteries de biomarqueurs chez des organismes modèles selon le stade de développement des individus (larve, juvénile, adulte), leur sexe, les paramètres physico-chimiques des matrices d’exposition et les variabilités saisonnières. Ces travaux de développement d’outils de diagnostic, de suivis écotoxicologiques, d’évaluation et de caractérisation de la biodiversité doivent permettre l’établissement de recommandations en termes de diagnostics et de gestion d’écosystèmes perturbés.
Le premier enjeu de ce thème est d’identifier et de comprendre les mécanismes de transfert des polluants vers l’Homme, de développer des méthodes réalistes de mesure de leur bioaccessibilité et de préciser les voies d’exposition. Les travaux développés visent à analyser au moyen d’outils statistiques et géostatistiques les liens entre santé et environnement à l’échelle du territoire en se basant sur la mise au point d’indices agrégés, composites ou intégrés. Confrontées aux indicateurs socio-économiques, la mise en relation des données environnement - santé peut mettre en évidence des inégalités territoriales et proposer des outils d’aide à la décision pour les gestionnaires.
ER4 Par : AL SOUKI Karim

Impacts de la contamination métalliques des sols sur Miscanthus x giganteus : Détermiantion des biomarqueurs de stress

Directeur de Thèse : DOUAY Francis
Encadrant : POURRUT Bertrand
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Associations libanaises
date de début : 01/01/2013
date de soutenance : 05/05/2017
ER4 Par : BAFOUNGA Balikouzou

Impact des stériles miniers sur l'environnement : exemple des transferts terrils/environnement dans le Nord de la France

Directeur de Thèse : LLORET Emily
Co-directeur : BOURDELLE Franck (Univ. Cergy Pontoise)
Co-tutelle : non
Établissement d'affectation : Université d'Artois
Financement : Projet ANR
ER4 Par : BELKAIBECH Sabrina

Caractérisation de la multi-exposition environnementale au sein de la ville de Lille : exploration du potentiel de vulnérabilité et de résilience à l'échelle des quartiers.

Directeur de Thèse : DERAM Annabelle
Encadrant : OCCELLI Florent
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Financement industriel
date de début : 01/03/2020
ER4 Par : BERNARD Fabien

"Intérêts et revalidation de marqueurs de génotoxicité environnementale pour l'évaluation de sols présentant des contaminants complexes"

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : ADEME / Région Nord-Pas de Calais
date de début : 06/10/2010
date de soutenance : 06/12/2013
ER4 Par : BILLMANN Madeleine

Amélioration des évaluations de risques sanitaires par l'utilisation de la bioaccessibilité orale comme outil de caractérisation des expositions de l'Homme aux éléments métalliques

Directeur de Thèse : PELFRENE Aurélie
Co-directeur : PAUGET Benjamin
Co-tutelle : oui
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Co-financement ADEME/Université
date de début : 01/10/2021
ER4 Par : BOITELLE Sarah

Particules atmosphérique et agriculture urbaine : optimisation de l'évaluation des risques sanitaires

Directeur de Thèse : DERAM Annabelle
Co-directeur : CANIVET Ludivine
Établissement d'affectation : Université de Lille
date de début : 02/10/2023
ER4 Par : BOUHADJ Laakri

Développement d’outils de gestion pour une planification urbaine favorable à la santé

Directeur de Thèse : CUNY Damien
Co-directeur : LANIER Caroline
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : CIFRE
date de début : 01/11/2020
date de soutenance : 20/10/2023
ER4 Par : BROUSMICHE Delphine

Caractérisation de la multi-exposition environnementale : exploration du potentiel de résilience et vulnérabilité face aux risques sanitaires

Directeur de Thèse : CUNY D.
Encadrant : LANNIER C.
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Contrat doctoral
date de début : 01/10/2019
date de soutenance : 21/09/2022
ER4 Par : BURROW Coralie

Dynamique de colonisation de sols reconstruits par la faune du sol

Directeur de Thèse : LEPRETRE Alain
Encadrant : PERNIN Céline
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : ADEME / Région Nord-Pas de Calais
date de début : 16/12/2012
date de soutenance : 16/12/2015
ER4 Par : CARNOYE Leslie

"La biodiversité à l'épreuve de l'économie : concepts, méthodes et instruments"

Directeur de Thèse : LEPRETRE Alain
Co-directeur : ZWINDEAU
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : contrat doctoral Université Lille 1
date de début : 01/10/2011
date de soutenance : 02/11/2016
ER4 Par : CHAABENE Zayneb

Etude de biomarqueurs de stress intervenant dans la réponse adaptative du palmier dattier et des espèces avoisinantes

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Co-tutelle : oui
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Ecole doctorale de Sfax
date de début : 01/01/2015
date de soutenance : 21/11/2017
ER4 Par : CHEVAL Pénélope

Construction de Technosols fonctionnels et fertiles pour un usage en micro-maraîchage bio-intensif à partir de matériaux, de déchets et de sous-produits urbains

Directeur de Thèse : PELFRENE Aurélie
Établissement d'affectation : Junia
Financement : contrat doctoral et financement collectivité térritoriale
date de début : 01/10/2019
date de soutenance : 14/03/2023
ER4 Par : CLAISSE Pauline

Impact des stériles miniers sur l'environnement : l'exemple des transferts terrils/environnement dans le Nord de la France Impact of tailings on environment: example of transfers of elements from spoil tips in the North of France

Directeur de Thèse : BOURDELLE Franck
Co-tutelle : oui
Encadrant : LLORET Emily
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Contrat doctoral (ANR JC)
date de début : 01/10/2021
ER4 Par : COURTOIS Pauline

Évaluation écotoxicologue des diverses stratégies de traitement des boues d'épuration mises en oeuvre avant épandage

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : contrat doctoral
date de début : 01/10/2017
ER4 Par : DRANSART Julie

Évaluation de l’efficacité de méthodes d’ingénierie écologique visant à restaurer la fonctionnalité de sols fortement dégradés du Nord de la France

Directeur de Thèse : LEPRETRE Alain
Encadrant : DOUAY Francis
Établissement d'affectation : Junia
Financement : contrat doctoral ISA
date de début : 01/10/2012
date de soutenance : 10/12/2015
ER4 Par : GUERIN Théo

Elaboration de catalyseurs biosourcés : synthèse de molécules organiques d’intérêt à partir de synthons biosourcés et purification de matrices contaminées

Directeur de Thèse : WATERLOT Christophe
Établissement d'affectation : Junia
Financement : FEDER et financement industriel
date de début : 01/10/2018
date de soutenance : 01/11/2021
ER4 Par : HECHELSKI Marie

Intérêt des amendements phosphatés sur des sols fortement contaminés par les éléments métalliques en vue d’élaborer à partir de biomasses végétales des catalyseurs hétérogènes supportés utilisables en synthèse organique

Directeur de Thèse : WATERLOT Christophe
Encadrant : LOUVEL Brice
Établissement d'affectation : Junia
Financement : contrat doctoral Yncréa Hauts de France
date de début : 01/09/2016
date de soutenance : 08/07/2019
ER4 Par : JANUS Adeline

Intérêt d’un amendement organo-minéral pour remédier des sols de friches industrielles multicontaminés en milieu urbain

Directeur de Thèse : DOUAY Francis
Encadrant : WATERLOT Christophe; PELFRENE Aurélie
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Région NPDC / ISA
date de début : 01/01/2014
date de soutenance : 08/12/2017
ER4 Par : JASKULAK Marta

Optimisation of remediation processes using advanced toxicological methods

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Co-directeur : KACPRZAK. M (Pologne)
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Bourse étrangère
date de début : 01/09/2018
ER4 Par : KENGE FOTSING Joséphine

Typologie physico-chimique et macro -benthique de quelques cours d'eau du réseau hydrographique dela MIDFI (Ouest Cameroun)

Directeur de Thèse : LEPRETRE Alain
Co-directeur : FOTO MENBOHAN S.
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Erasmus mundus
date de début : 01/10/2014
date de soutenance : 12/07/2018
ER4 Par : KOUAGOU YAYORO Yolène

Etude écologique et taxinomique des macrocetes au nord-ouest de la République Centrafricaine

Directeur de Thèse : COURTECUISSE Régis
Encadrant : MOREAU Pierre-Arthur
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Financement étranger
date de début : 23/01/2019
ER4 Par : LEMAY Marie

Dynamique des éléments traces métalliques et metalloïdes dans les sédiments de curage stockés en terrain de dépôt.

Directeur de Thèse : GAUTHIER Arnaud
Encadrant : MAMINDY-PAJANY Yannick
Établissement d'affectation : IMT Lille Douai
Financement : Bourse association
date de début : 01/10/2016
date de soutenance : 08/01/2020
ER4 Par : NGUYEN Van Xuan

Évaluation de l’exposition des populations aux polluants dans des néosols issus de sédiments de curage : effet du vieillissement sur la disponibilité environnementale et la bioaccessibilité orale

Directeur de Thèse : PELFRENE Aurélie
Co-directeur : DOUAY Francis
Encadrant : ALARY Claire / MAMINDY-PAJANY Yannick
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Région NPDC / Yncréa Hauts de France
date de début : 01/10/2016
date de soutenance : 09/12/2019
ER4 Par : NSANGANWIMANA Florien

Influence des techniques de phytostabilisation des éléments traces métalliques sur un écosystème Sol/ Plante : Application à Miscanthus giganteus

Directeur de Thèse : DOUAY Francis
Encadrant : POURRUT Bertrand
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Ambassade de France Kigali/ISA
date de début : 01/11/2011
date de soutenance : 11/12/2014
ER4 Par : OFORI-AGYEMANG Felix

Optimisation des stratégies de phytomanagement sur sols contaminés en métaux (Cd, Pb, Zn) pour fournir des biomasses destinées à la production de biocarburant propre

Directeur de Thèse : WATERLOT Christophe
Encadrant : OUSTRIERE Nadège
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Bourse
date de début : 01/09/2021
ER4 Par : OMANA SANZ Brenda

Caractérisation physicochimique des résidus de bauxite vénézuéliens : options de revalorisation

Directeur de Thèse : GAUTHIER Arnaud
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : ATER
date de début : 23/10/2009
date de soutenance : 23/07/2013
ER4 Par : PAUMELLE Martin

Lien entre qualité environnementale et maladie de Crohn

Directeur de Thèse : DERAM Annabelle
Encadrant : OCCELLI Florent
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Financement industriel
date de début : 01/09/2020
ER4 Par : RAMADAN Ghanem

La stabilité et l'évolution des cavités souterraines sur l'exemple des carrières souterraines de la métropole lilloise.

Directeur de Thèse : DUBOIS Michel
Co-directeur : GAUTHIER Arnaud
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Bourse Syrie
date de début : 01/12/2011
date de soutenance : 05/09/2016
ER4 Par : RORAT Agnieszka

The effects of Metal Trace Elements on coelomocytes in Eisenia fetida while sewage sludge vermicomposting

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : École Polytechnique de Częstochowa, Pologne
date de début : 18/09/2011
date de soutenance : 08/12/2015
ER4 Par : SAHAAB Abdalratham

Les conditions paléo-environnementales et l'évolution diagenetique de la formation de Mishrif (le champ pétrolifère de Nassiriya, Irak)

Directeur de Thèse : GAUTHIER Arnaud
Établissement d'affectation : Université de Lille
date de début : 01/09/2013
date de soutenance : 13/12/2017
ER4 Par : SANOGO Séko

Pétrologie et géochimie des granitoides et des pegmatites associées à l'âge paléoprotérozoïque de la feuille de Bougouni (Mali sud) : significations géodynamiques et implication métallogéniques

Directeur de Thèse : DUBOIS Michel
Encadrant : DURAND Cyril
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Bourse étrangère
date de début : 01/10/2018
date de soutenance : 15/12/2022
ER4 Par : SCHNACKENBERG Ashley

Effets d’amendements sur la fonctionnalité des sols de potagers urbains contaminés et sur la réduction des dangers environnementaux et sanitaires

Directeur de Thèse : PELFRENE Aurélie
Établissement d'affectation : Junia
Financement : contrat doctoral et financement collectivité térritoriale
date de début : 01/10/2019
date de soutenance : 07/11/2022
ER4 Par : SLABY Sylvain

Intérets de l'ovocyte de xenopus laevis en écotoxicologie : caractérisations des effets de contaminants environnementaux sur ce modèle alternatif

Directeur de Thèse : LEPRETRE Alain
Co-directeur : BODART J-F.
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : contrat doctoral
date de début : 01/10/2015
date de soutenance : 05/11/2018
ER4 Par : SOULEMAN Dima

Evolution de l'adaptation locale en milieu pollué par les métaux Approche expérimentales sur 2 modèles biologiques

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Bourse Syrie
date de début : 20/10/2012
date de soutenance : 20/01/2017
ER4 Par : SULEIMAN Hanine

Y-a-t'il amélioration des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques des boues d'épuration lors de compostage et de vermicompostage

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Co-directeur : CARLIER E.
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Bourse Syrie
date de début : 15/09/2010
date de soutenance : 15/12/2014
ER4 Par : WAKIM Lara Maria

Crohn disease and soil pollution

Directeur de Thèse : DERAM Annabelle
Co-directeur : GOWER C.
Établissement d'affectation : Université de Lille
Financement : Financement industriel
date de début : 01/09/2020
date de soutenance : 11/12/2023