Thèse de doctorat Ninon SERRE (2022-2025)

École doctorale : Végétal, animal, aliment, mer, environnement (VAAME)

Formation d’origine : Ingénieure chimiste analyse et environnement – Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes, 2017-2022

Master qualité et traitement de l’eau option analyse – Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes, 2021-2022.

Responsable(s) scientifique(s) : Yann Aminot (Ifremer, RBE/CCEM) et Aurore Zalouk-Vergnoux (Université de Nantes)

Financement : Ifremer et région Pays de la Loire

Titre de la thèse : Contamination des organismes marins par les PFAS : caractérisation large spectre, occurrence et transfert

Contexte 

Parmi les contaminants qui suscitent de nouvelles inquiétudes, les substances per- et polyfluoroalkyles (PFASs) constituent une famille de milliers de produits chimiques d'origine non naturelle, dont l’omniprésence dans l'environnement a été reconnue. Les preuves combinées de leurs propriétés persistantes, bioaccumulatives et toxiques ont conduit à l'interdiction de certains composés (par exemple, le PFOS et les PFCAs à longue chaîne), mais un grand nombre de composés alternatifs ou précurseurs dont le devenir ou l'effet sur l'environnement est inconnu restent utilisés. Pour résoudre le problème de la contamination mondiale par les PFASs, la communauté scientifique appelle désormais à combler de toute urgence le manque de connaissances fondamentales, notamment sur l'exposition du biote aux PFASs, leur bioaccumulation ultérieure et leurs effets toxiques potentiels. La stabilité des PFASs dans les eaux environnementales et leur affinité limitée pour les sédiments ont fait des océans le plus grand réservoir environnemental de PFASs. Une absorption élevée par le plancton a également été reporté, entraînant une exposition aux PFASs ultérieure des niveaux trophiques supérieurs par ingestion. Les produits finis stables tels que les PFCAs et les PFSAs s'accumulent dans les organismes marins, directement ou indirectement, après avoir été métabolisés à partir de précurseurs. Cependant, au-delà de la douzaine de composés traditionnellement étudiés, un grand nombre de PFASs négligés, et en particulier les précurseurs des PFCAs, ne sont pas pris en compte. Pour mieux aborder cette fraction encore peu étudiée, l’Ifremer a développé une approche innovante pour mesurer de manière non spécifique la présence des précurseurs de PFASs dans le biote marin, à savoir le test des précurseurs oxydables totaux (TOP). Appliqués à la biosurveillance des bivalves des côtes françaises, les résultats ont mis en évidence que les précurseurs des PFCAs étaient de loin les principaux contributeurs à la charge totale en PFASs (données Veille-POP). L'importance des précurseurs était la plus élevée dans les moules de l'estuaire de la Seine, les concentrations de PFASs ayant été multipliées par 60 après l'application de ce protocole. Sachant que les précurseurs inconnus bioaccumulatifs constituent une fraction importante de la teneur totale en PFASs le long du littoral français, il est maintenant crucial d'identifier les composés spécifiques responsables de cette contamination au moyen d'approches de dépistage non ciblées (NTS). Il est également nécessaire d'approfondir nos connaissances sur leur comportement dans l’environnement, notamment leur potentiel de bioaccumulation et leur toxicocinétique (accumulation, dépuration, métabolisme).

Objectifs spécifiques 

L’objectif de ce projet de thèse est d'aller au-delà des PFASs et de leurs précurseurs traditionnellement étudiés afin d'obtenir une vision plus complète de leur cycle et de répondre au besoin urgent de qualifier le potentiel de bioaccumulation des PFASs nouveaux et non signalés. Avec des preuves cohérentes que les précurseurs des PFCAs composent une grande majorité de la charge totale des PFASs dans les moules de l'estuaire de la Seine (données Veille-POP, 2017-2019), notre premier objectif est de fournir une identification définitive de ces substances au moyen d'une approche non ciblée de pointe. Les informations obtenues permettront de sonder l'exposition du biote aux PFASs, et de répondre à notre deuxième objectif, qui vise à déterminer si ces composés spécifiques sont retrouvés dans les bivalves et d'autres organismes marins d'écosystèmes contrastés. Ceux-ci incluront (sans s'y limiter) les bivalves des côtes françaises du programme Veille-POP en cours, les organismes des réseaux trophiques du bar et de la sole de l'estuaire de la Seine du projet EMERTROPH et des prédateurs supérieurs tels que les dauphins du projet DELMOGES. Enfin, notre troisième objectif vise à caractériser la capacité de bioamplification de composés ciblés nouvellement identifiés, dans le zooplancton, le bar et la sole issus d’écosystèmes dont l’exposition est connue. Dans l'ensemble, les résultats de notre projet de thèse apporteront également des données essentielles pour une meilleure évaluation des effets à l'avenir.