Fait marquant 1 : Observation et potentiel analytique

1. Faits

Depuis l’engagement du dernier plan quinquennal du laboratoire, des investissements lourds ont été engagés, tant dans le domaine de l’observation in situ des processus, que dans l’analyse des contaminants organiques.

Observation des processus hydrométéorologiques multi-échelle : Mise en place d’une chaîne de mesure comportant entre autres :

• le développement d’un disdromètre 3D basé sur des enregistrements des tailles des gouttes dans un volume d’un m3 d’eau par photographie haute fréquence (engagement 2013)
• l’installation d’un champ de disdromètres 1D à haute densité, en milieu urbain (1 disdromètre pour 100 m2) (mise en place 2013),
• l’installation d’un radar météorologique bande X, doppler, à double polarisation (achat 2013)

Observation du fonctionnement physique des milieux naturels et couplage biogéochimique :
Mise en place d’un ensemble de capteurs comportant entre autres :

• une station de mesure lacustre autonome : suivi météorologique et mesure de profil thermique et chlorophylle (achat 2011)
• un ensemble de sondes de mesure de la turbulence et de l’hydrodynamique en milieu lacustre (achat 2011)
• des chaines de mesure à haute fréquence de température, oxygène et chlorophylle
• des systèmes de mesure à haute fréquence de la turbidité
• développement de systèmes aéroportés pour l’observation, la mesure in situ et la prise d’échantillons.

Observation des sources et flux de contaminants en milieux urbains :

• Mise en œuvre de dispositifs d’essais à échelle réduite pour l’étude des processus d’émission de contaminants par les matériaux urbains, au laboratoire en conditions de pluie simulée et in situ en conditions de pluie réelle.
• Mise en place de systèmes de mesure à haute fréquence de la qualité des eaux de ruissellement et des eaux usées urbaines (débit, turbidité, conductivité).

Dans le domaine de l’échantillonnage et l’analyse des contaminants chimiques :

• Mise en place d’une LC/MSMS (2008), d’un GC/FID (2012), d’un SPME/GC/MSMS (2013) : ces acquisitions ont permis d’étendre le panel de contaminants suivis en milieux anthropisés en intégrant plusieurs familles de polluants émergents pour lesquels le LEESU a été précurseur au niveau national (PBDE, parabènes, alkylphénols polyéthoxylés, bisphénol A…) et d’étudier en laboratoire la spéciation des contaminants par SPME.
• L’acquisition en parallèle de deux appareils de préparation d’échantillons automatisés (extracteurs sous champs micro-ondes et sur phase solide, 2008) ont permis de développer des protocoles analytiques pour des polluants à l’état de traces, en phases dissoute et particulaire, et ce pour plusieurs échantillons en simultané et de manière répétable.
• Développement des techniques d’échantillonnage par membranes polymériques.

Dans le domaine de l’échantillonnage et l’analyse microbiologique:
Concernant l’analyse microbiologique, l’équipement entamé en 2006 a été poursuivi pour 80 K€ d’investissement entre 2008 et 2013 (congélateur -80°C, 2 PSM, lecteurs de microplaque, évaporateur rotatif, thermocycleur temps réel, GelDoc, autoclave….). Le LEESU possède désormais un laboratoire de biologie moléculaire et de microbiologie fonctionnel.
Le montant des investissements réalisés est de l’ordre de 2 millions d’euros sur la période 2008-2013.

2. Conséquences pour le LEESU

L’acquisition de données est une activité fondamentale du laboratoire. En ce qui concerne l’observation sur site, le laboratoire a développé une stratégie d’observations multi-échelles, opérationnelles à l’échelle des bassins versants urbains, des plans d’eau en milieu urbain et en cours de réalisation dans le domaine de l’observation hydrométéorologique.

Cette stratégie est nécessaire pour prendre en compte les hétérogénéités spatiales et temporelles, depuis les échelles caractéristiques des processus turbulents, jusqu’aux échelles des bassins versants urbains, de l’ordre du km2 ou de la dizaine de km2. Cette stratégie permet de développer soit des modèles mécanistes macroscopiques intégrant ces hétérogénéités, soit développer des approches conceptuelles du fonctionnement des bassins versant et des milieux récepteurs.

Concernant le domaine de l’analyse des contaminants, la plateforme analytique disponible au laboratoire permet maintenant d’analyser une large gamme de familles de polluants, hydrophiles et hydrophobes, polaires et apolaires. Ainsi le LEESU a pu mettre en place des protocoles sur les phases dissoutes et particulaires, adaptés aux matrices urbaines complexes, sur des familles modèles de contaminations historiques sous-produits des activités urbaines (HAP) et liés à l’activité industrielle (PCB), de contaminants ubiquistes persistants ou non (alkylphénols polyéthoxylés ou non, bisphénol A, benzalkonium, PBDE), de produits de soins corporels (parabènes, triclosan).

Enfin, le LEESU, en se basant sur l’approche des contaminants chimiques, a développé une approche originale d’observation des contaminants microbiologiques (mycobactéries non tuberculeuses (MNT), virus entériques) et développe par ailleurs une analyse de la diversité bactérienne par méthodes moléculaires.

Grâce à ce potentiel dans le domaine de l’observation, le LEESU occupe une place unique au plan national dans le domaine de l’analyse du milieu urbain, pluridisciplinaire et permettant des analyses couplées physiques, chimiques et biologiques.

Ce parc analytique a permis la labellisation du LEESU au sein des systèmes d’observation SOERE Urbis et GLACPE, et lui permet de jouer un rôle moteur dans le développement de l’OSU EFLUVE.

Enfin le développement de ces activités d’analyse et d’observation a amené au renforcement significatif de l’équipe technique du laboratoire (ouvriers, techniciens, ingénieurs) conformément aussi aux recommandations de la dernière évaluation du LEESU par l’AERES.