Je suis chercheur au sein du Laboratoire Eau et Environnement (LEE). Mes travaux de recherche, qui font pour la plupart appel à la modélisation numérique et à des collaborations avec des expérimentateurs, sont consacrés au transport de contaminants en milieu poreux hétérogène, au fonctionnement hydraulique et épuratoire d'ouvrages décentralisés de gestion des eaux pluviales et à l'analyse individuelle de nanoparticules par spectrométrie de masse.

Transport de contaminants en milieu poreux
Les sols présentent fréquemment des hétérogénéités comme des macropores, résultant par exemple de l'activité de vers de terre ou du pourrissement de racines. Je m'intéresse en particulier à la compréhension détaillée de l'écoulement de l'eau et du transport de différents contaminants (solutés, nanoparticules, substances perfluorés) dans des systèmes modèles ressemblant à des sols hétérogènes. Les résultats expérimentaux (obtenus soit en mesurant des courbes de percée, c'est-à-dire la variation temporelle de la concentration en sortie de système, soit par imagerie par résonance magnétique, en collaboration avec le laboratoire Navier) et numériques montrent en particulier la grande influence exercée par la présence d'un macropore et le temps de résidence des contaminants sur leur transfert.

Fonctionnement hydraulique et épuratoire d'ouvrages décentralisés de gestion des eaux pluviales
L'aménagement d'ouvrages alternatifs (vis-à-vis d'une solution "tout-tuyau") de gestion des eaux pluviales connaît un succès croissant depuis une trentaine d'années. Les noues, fossés larges et peu profonds, font partie des techniques alternatives les plus fréquemment mises en œuvre. Utilisées à l'origine à des fins de régulation hydraulique, les noues sont également capables d'épurer les eaux de ruissellement lors de leur transfert à la surface de l'ouvrage ou lorsqu'elles s'infiltrent dans le sol constitutif de la noue. Les performances épuratoires d'une noue sont étroitement liées à leur fonctionnement hydraulique ainsi qu'à la contamination des eaux alimentant l'ouvrage. La grande majorité des noues ayant fait l'objet d'études sont des ouvrages déjà en service soumis à la pluie naturelle. Cela ne va pas sans poser un certain nombres de problèmes méthodologiques car chaque événement pluvieux est unique et contient une charge polluante qui n'est pas contrôlable. C'est la raison pour laquelle, en collaboration avec le CSTB de Nantes, nous avons construit deux noues pilotes distinctes et un système permettant de les alimenter de manière contrôlée. Ces deux noues pilotes présentent des fonctionnements hydrauliques très contrastés ainsi que des propriétés épuratoires (vis-à-vis des polluants métalliques, des hydrocarbures aromatiques polycycliques et du glyphosate) bien distinctes.

Analyse individuelle de nanoparticules par spectrométrie de masse
La technique reine pour déterminer avec une grande sensibilité la composition chimique élémentaire d’un échantillon environnemental est l’ICP-MS (spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif). La méthode connue sous l’acronyme sp-ICP-MS (« sp » pour single particle), qui permet de mesurer la concentration, la taille et la composition chimique de nanoparticules, connaît depuis quelques années un grand essor. La sp-ICP-MS repose sur l’analyse du signal temporel mesuré : en effet, lorsque le nombre de nanoparticules par unité de volume présent dans l’échantillon n’est pas trop important, le signal est constitué d’une succession aléatoire de pics transitoires correspondant chacun à une nanoparticule. Le nombre de ces pics et leur intensité permettent de remonter à la concentration en nombre des nanoparticules et à leur distribution en taille.  Nous avons récemment montré de manière théorique et vérifié expérimentalement que pour des dispersions nanoparticulaires très diluées, l’occurrence des pics détectés dans un signal temporel sp-ICP-MS est régie par un processus de Poisson. Nous nous sommes également  intéressés au cas des dispersions nanoparticulaires de concentration en nombre quelconque. Nous sommes notamment parvenus à calculer analytiquement le biais de comptage affectant ce type de mesure.