HDR Mathieu GAUTIER

Soutenance d'Habilitation à Diriger des Recherches

Approche biophysicochimique des interactions dans les milieux anthropisés
 

jeudi 30 mars à 9h30 à l'INSA
(Amphithéâtre Gaston Berger, INSA Lyon, 503 rue de la Physique, 69100 Villeurbanne)

L’impact des sociétés humaines sur l’environnement n’est plus à démontrer et constitue même le cœur du concept d’anthropocène. Améliorer la gestion des déchets et des effluents est devenu un enjeu majeur pour les systèmes urbains, avec pour objectifs une meilleure protection de l’environnement et de la santé humaine, ainsi que la préservation des ressources. C’est dans ce contexte que des démarches de circularité se sont par exemple développées à l’échelle des territoires. De plus, la notion de limites planétaires a été introduite pour définir un espace de développement sûr et juste pour l'humanité. L’analyse des processus biogéochimiques de l’anthropisation des milieux est une dimension importante de cette approche. En parallèle le concept de zone critique a été introduit pour désigner l'environnement de proche surface hétérogène où se déroulent des interactions entre la roche, le sol, l'eau, l'air et les organismes vivants.
Dans ce contexte général, l’un des enjeux de recherche des travaux développés est de mieux comprendre les interactions solide-liquide-gaz dans ces milieux complexes. En mobilisant des outils d’analyses physico-chimiques adaptés aux milieux solides et liquides anthropisés, mes recherches visent à approfondir leur caractérisation, et à mieux décrire les processus bio-physico-chimiques impliqués dans les dynamiques d’évolution dans différents contextes. Améliorer la compréhension des interactions entre les contaminants, les phases minérales et organiques en présence, et identifier les facteurs d’influence gouvernant la rétention et la remobilisation d’éléments d’intérêt, constituent des points spécifiquement étudiés pour accompagner l’évaluation environnementale.

Deux axes principaux de recherche se distinguent dans les recherches réalisées.

Le premier s’intéresse à la problématique de gestion, traitement et valorisation des déchets solides à travers deux approches :

• (i) comprendre les risques des interactions liquide-solide pour maitriser l’impact environnemental,
• (ii) améliorer la valorisation matière et énergétique à travers une approche de caractérisation physico-chimique des matrices solides.

Le second axe est orienté vers les solutions fondées sur la nature pour le traitement des eaux, et aborde le rôle des milieux poreux constitutifs de ces systèmes. Les travaux de cet axe ont été rassemblés autour de deux grandes composantes :

• (i) l’évaluation de procédés de filtres plantés de roseaux à travers le suivi des performances et l’évolution des caractéristiques des dépôts de surface, notamment au regard de la matière organique,
• (ii) le rôle des milieux poreux constitutifs des ouvrages dans les performances, par exemple dans la rétention du phosphore et de contaminants.

Les perspectives associées à l’ensemble de ma démarche scientifique font l’objet d’une partie dédiée. Dans la continuité des travaux présentés, j’évoque des axes de développement autour des questions posées par le défi actuel de la gestion de l’eau. Pour répondre aux enjeux des problématiques étudiées, l’intérêt d’une approche écosystémique est notamment discuté.