Centre Européen
de Recherche et d'Enseignement
des Géosciences de l'Environnement

Innovations pour l'environnement

Animation : Clément Levard

Notre économie actuelle dite linéaire se base sur un principe de création de valeur simple qui extrait des ressources, les transforme, les consomme et les jette. Ce modèle, associé à la consommation de masse et à la croissance démographique exponentielle, entraîne une dynamique qui exerce une forte pression sur nos ressources et territoires. Notre objectif est de trouver des solutions globales préservant les ressources et satisfaisant aux besoins et usages. Dans une optique d’économie circulaire, l’équipe s’intéresse à l’écoconception de matériaux et procédés afin de limiter l’impact anthropique sur les ressources (eau, sol), à la qualité et la réutilisation de ces ressources et des déchets en lien avec l’aménagement du territoire (eau, sol, sites contaminés), et enfin au recyclage d’une ressource rare et stratégique, les métaux critiques. 

Ecoconception de nanomatériaux au cours de leur cycle de vie

Ces recherches sont menées dans la continuité des actions engagées via le Labex SERENADE et concernent aussi bien des matériaux inclus dans des produits de consommation courante que ceux faisant partie de procédés. Pour les produits de consommation, on peut citer l'exemple du TiO2 pour lequel on cherche tour à tour à exploiter les propriétés photocatalytiques et d'absorption UV impliquant donc des situations très contrastées en termes formulation, durabilité… tout en réduisant l'exposition et la toxicité des nanomatériaux (projets Labex Serenade-Eco-SUN 2016-18, H2020 Cofund Nanoscreen 2016-19).

En lien avec les procédés, on tire partie de la réactivité des nanophases géo-inspirées (e.g. imogolite, Feroxanes®) pour concevoir des adsorbants et membranes. Outre les aspects sécurité et efficacité, les coûts de ces matériaux et leur recyclabilité retiennent une attention particulière. L'objectif est de développer un ensemble de nouveaux matériaux ayant une grande sélectivité pour les polluants émergents (e.g. matériaux hybrides nano-structurés greffés avec des enzymes ciblant les molécules pharmaceutiques et offrant des technologies inédites (e.g. purification de biogaz sur nanotubes inorganiques fonctionnalisés) (projets ANR-POLPHARMA 2016-18, Groupe TOTAL Traitement Eaux Résiduaires Oil & Gas 2017-20).

Les projets

Réutilisation/recyclage des ressources

L’équipe s’intéresse à la réutilisation et au recyclage des ressources en adoptant une approche pluridisciplinaire (Génie des Procédés, Physico-Chimie, Chimie, Microbiologie). Cela concernera le recyclage de métaux critiques dans des déchets via des procédés de bio-extraction à faibles impacts environnementaux. Ces procédés s’appuient sur une étude fine de la spéciation des métaux critiques et utilisent des micro-organismes pour extraire les métaux. Deux systèmes capables de solubiliser les métaux peuvent être étudiés (i) le microbiote de la rhizosphère de plantes hyper accumulatrice et (ii) des piles microbiennes avec des bactéries électroactives capables de solubiliser les métaux. En lien avec la problématique majeure de raréfaction de l'eau, l'équipe développe des procédés de traitement adaptés aux nouveaux cycles d'usage, en incluant des schémas de ‘Water Reuse’ en adaptant le traitement pour les polluants émergents. Ces travaux sont menés en collaboration avec des industriels, des économistes et sociologues pour la mise en place de solutions globales de réutilisation des eaux sur des sites de démonstration.

Les projets

Qualité, usages et gestion des sols en zone urbaine et péri-urbaine

Face aux pressions foncières toujours croissantes, la planification de l’usage des sols (e.g. agricole, sylvicole, urbains) est un enjeu majeur des politiques publiques. Nos travaux ont montré qu’il était possible et accepté par les acteurs locaux, d’intégrer dans un PLU des informations sur la qualité des sols sous forme d’un indice de polyvalence d’usage. Cet indice, dont les résultats sont spatialisés et peuvent être intégrés dans un SIG, constitue un résultat inédit dont la mise à l'épreuve future sur d'autres terrains est en cours. Cet indice est également testé dans le 16ème arrondissement de Marseille dans lequel un effort porte sur l'évaluation de la qualité des sols dans les espaces intra-urbains. Une mise en perspective au niveau national sera réalisée. 

Les projets

Stockage du C dans les sols (4/1000)

« Augmenter les stocks de C des sols de 4/1000 par an pour la sécurité alimentaire mondiale et le climat » est l’objectif du programme 4/1000. L’équipe est co-fondatrice du réseau Carbo-SMS, (Carbone du sol, mécanismes de stabilisation) réunissant chercheurs et acteurs socio-économiques, afin de stimuler la recherche dans le domaine, communiquer sur le thème et attirer les initiatives de R&D. Avec notre expertise et savoir-faire métrologique sur la dynamique du C organique des sols, nous contribuerons d’une part à l’éclairage de la décision publique (expertise collective 4/1000 commanditée par l’ADEME et le ministère de l’agriculture), stimulerons, et accompagnerons les initiatives innovantes visant à augmenter le stock de C des sols par ralentissement des vitesses de minéralisation, ou intervention sur la nature du C apporté. Il s’agit ici d’une approche spécifique agissant via la quantité de C apporté au sol.

Les projets