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Pierre-Emmanuel Peyneau

Bouguenais

Bâtiment: Building: Darcy

Bureau: Office: 123

Pierre-Emmanuel Peyneau

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.

Mes dernières références

My latest references

Depuis 2018

LASSABATERE, Laurent, PEYNEAU, Pierre-Emmanuel, YILMAZ, Deniz, POLLACCO, Joseph, FERNANDEZ-GALVEZ, Jesús, LATORRE, Borja, MORET-FERNANDEZ, David, DI PRIMA, Simone, RAHMATI, Mehdi, STEWART, Ryan, ABOU NAJM, Majdi, HAMMECKER, Claude, ANGULO-JARAMILLO, Rafael, 2021, A scaling procedure for straightforward computation of sorptivity, Hydrology and Earth System Sciences, 25, 9, European Geosciences Union, pp.5083-5104, DOI: 10.5194/hess-25-5083-2021

http://dx.doi.org/10.5194/hess-25-5083-2021
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03370546

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PEYNEAU, Pierre Emmanuel, GUILLON, Martin, 2021, Number of spikes in single particle ICP-MS time scans: from the very dilute to the highly concentrated range, Journal of Analytical Atomic Spectrometry, The Royal Society of Chemistry, 8 p., DOI: 10.1039/D1JA00156F

http://dx.doi.org/10.1039/D1JA00156F
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03346976

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PEYNEAU, Pierre Emmanuel, 2021, Poisson process modelling of spike occurrence in single particle inductively coupled plasma mass spectrometry time scans for very dilute nanoparticle dispersions, Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 178, Elsevier, 18 p, DOI: 10.1016/j.sab.2021.106126

https://doi.org/10.1016/j.sab.2021.106126

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RAIMBAULT, Jérôme, PEYNEAU, Pierre-Emmanuel, COURTIER-MURIAS, Denis, BIGOT, Thomas, GIL ROCA, Jaime, BECHET, Béatrice, LASSABATERE, Laurent, 2021, Investigating the impact of exit effects on solute transport in macroporous media, Hydrology and Earth System Sciences, 25, 2, Copernicus Gesellschaft Mbh, pp. 671-683, DOI: 10.5194/hess-25-671-2021

https://doi.org/10.5194/hess-25-671-2021

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RAIMBAULT, Jérôme, PEYNEAU, Pierre Emmanuel, COURTIER-MURIAS, Denis, BIGOT, François, GIL ROCA, Jaime, BECHET, Béatrice, LASSABATERE, Laurent, 2020, Investigating the impact of exit effects on solute transport in macropored porous media, Hydrology and Earth System Sciences Discussions, Copernicus Gesellschaft Mbh ; European Geosciences Union - EGU, 20 p, DOI: 10.5194/hess-2020-494

https://dx.doi.org/10.5194/hess-2020-494
https://hal-univ-lyon1.archives-ouvertes.fr/hal-03152257

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FARDEL, Alexandre, PEYNEAU, Pierre Emmanuel, BECHET, Béatrice, LAKEL, Abdelkader, RODRIGUEZ, Fabrice, 2020, Performance of two contrasting pilot swale designs for treating zinc, polycyclic aromatic hydrocarbons and glyphosate from stormwater runoff, Science of The Total Environment, 743, Elsevier, 15 p., DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.140503

Plus d'infos

YILMAZ, Deniz, BOUARAFA, Sofia, PEYNEAU, Pierre Emmanuel, ANGULO-JAMARILLO, Rafael, LASSABATERE, Laurent, 2019, Assessment of hydraulic properties of technosols using Beerkan and multiple tension disc infiltration methods, European Journal of Soil Science, Wiley, DOI: 10.1111/ejss.12791

http://dx.doi.org/10.1111/ejss.12791
https://hal-univ-lyon1.archives-ouvertes.fr/hal-02317463

Plus d'infos

FARDEL, Alexandre, PEYNEAU, Pierre Emmanuel, BECHET, Béatrice, LAKEL, Abdelkader, RODRIGUEZ, Fabrice, 2019, Evaluation de la reproductibilité des réponses hydraulique et épuratoire de deux noues pilotes, Houille blanche (La) : Revue internationale de l'eau, 2, EDP Sciences, pp. 27-34, DOI: 10.1051/lhb/2019012

https://www.shf-lhb.org/articles/lhb/abs/2019/02/lhb190010/lhb190010.html

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BATANY, Stéphane, PEYNEAU, Pierre Emmanuel, LASSABATERE, Laurent, BECHET, Béatrice, FAURE, Paméla, DANGLA, Patrick, 2019, Interplay between Molecular Diffusion and Advection during Solute Transport in Macroporous Media, Vadose Zone Journal, 18, 1, Soil science society of America - Geological society of America., 15 p, DOI: 10.2136/vzj2018.07.0140

http://dx.doi.org/10.2136/vzj2018.07.0140
https://hal-univ-lyon1.archives-ouvertes.fr/hal-02153198

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FARDEL, Alexandre, PEYNEAU, Pierre Emmanuel, BECHET, Béatrice, LAKEL, Abdelkader, RODRIGUEZ, Fabrice, 2019, Analysis of swale factors implicated in pollutant removal efficiency using a swale database, Environmental Science and Pollution Research, 26, Springer Verlag, 44 p, DOI: 10.1007/s11356-018-3522-9

https://link.springer.com/article/10.1007/s11356-018-3522-9
https://www.springer.com/journal/11356

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YILMAZ, Deniz, CANNAVO, Patrice, SERE, Geoffroy, VIDAL-BEAUDET, Laure, LEGRET, Michel, DAMAS, Olivier, PEYNEAU, Pierre Emmanuel, 2018, Physical properties of structural soils containing waste materials to achieve urban greening, Journal of Soils and Sediments, 18, p442-455, DOI: 10.1007/s11368-016-1524-0

http://dx.doi.org/10.1007/s11368-016-1524-0
https://hal-agrocampus-ouest.archives-ouvertes.fr/hal-01523666

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