eccorev axe 4 - 14 décembre 2007 pression sur l’environnement - émissions de co 2 - pollutions...

ECCOREV Axe 4 - 14 Décembre 2007

Pression sur l’environnement- émissions de CO2

- pollutions chimiques

- changements climatiques

Activités humaines- production d’énergie

- activités agricoles

- activités industrielles

ECCOREV - Axe 4 : Ecotechnologies et développement durable


Caractérisation des pollutions, effets sur les écosystèmes

- Spéciation chimique, mécanismes de transfert- Réponse et toxicité cellulaires- Mécanismes moléculaires

Biologie et géosciences

- Photosynthèse- Fermentation- Biodiversité bactérienne, fongique- Physico-chimie

De la connaissance des mécanismes fondamentaux à la mise au point de procédés innovants limitant la pression sur l’environnement…

Techniques innovantes de détection, de suivi et de

remédiation des polluants- Biosenseurs- Bioremédiation, phytoremédiation- Traitement des déchets

Voies nouvelles de production d’énergie

- Biocarburants : éthanol, biodiesel - Hydrogène

…, aux solutions pour agir


Unités de recherche

Thématiques de recherche

Axe 4 A. Pollution/dépollution

Taille

CEA Cadarache iBEB; UMR 6191

• Transporteurs de métaux, architecture racinaire • Phytoremédiation• Biosenseurs

17

IMEP • Bioindicateurs de pollution 10

CEREGE UMR 6635 CNRS - Université Paul Cézanne

• Piégeage des métaux par les matériaux• Phytoremédiation• Spéciation et biodisponibilité des métaux

8

LCE FRE 2704 • Compostage, Traitements par Macrophytes, Procédé OHT• Capteurs in-situ

8

UMR 6181, LMSNM-GP, Université Paul Cézanne

• Traitement des eaux• Procédés membranaires

7

INERIS • Essais d’altération des déchets et des déchets valorisés• Caractérisation physico-chimique des matériaux• Modélisation du comportement à long terme • Phytoremédiation

7

Total 57


Structuration régionale des recherches

Luminy

DSV/IBEBDEN/DTN

CEA Cadarache

CEREGE IMEP

INERIS

Fédération de RechercheECCOREV

UniversitésCNRS, IRD

Arbois


ECCOREV – Axe 4 : Ecotechnologies et développement durable

Sous-axe 4A: Caractérisation, traitement et limitation des pollutions

• Détection des polluants (bioindicateurs, biosenseurs, capteurs physiques et chimiques, procédés) [UMR 6191 CEA, UMR 6116 IMEP, FRE2704 LCE]

• Réhabilitation de sites et sols contaminés [UMR 6191 CEA, CEREGE, INERIS, LCE FRE 2704]

• Traitement des eaux et effluents pollués [UR 6181 LMSNM-GP]

• Recyclage de déchets [CEREGE, INERIS, FRE2704 LCE]


Milieux/Matériaux considérés– Sol, eau, déchets solides et liquides, organiques et inorganiques

Organismes étudiés– Bactéries– Plantes– Champignons

Polluants considérés – ETM, certains radionucléides, nanoparticules– Produits phytosanitaires, HAP– (xénobiotiques émergents)– ((pathogènes))

Caractérisation des matériaux et de la contamination– Approches microbiologiques, biochimiques et physico-chimiques– Utilisation d’un large panel d’instruments– Développement de biomarqueurs et biosenseurs– Développement en métrologie (méthodes chimiques

analytiques, appareillage)

Foisonnement d’approches………


Remédiation– Compréhension des mécanismes aux niveaux moléculaire, cellulaire,

organe et organisme– Approches majoritairement « bio », en bioréacteurs / pilote et

jusqu’aux applications

Valorisation des déchets– Souvent pas très éloignée de la remédiation….ni des bioénergies– Très forte liaison avec les industriels– Caractérisation des matériaux, pilotes

Foisonnement d’approches………


Autres remarques

• Nombreux brevets aussi bien dans le fondamental que dans l’appliqué -> thématique très « réactive « et soumise à des évolutions rapides

• Coexistence d’approches naturalistes et ingénieuriales

• Frontière tenue entre l’étude des situations naturelles et les situations contaminées ; les mécanismes fondamentaux sont les mêmes et étudiés de la même manière : on part des mécanismes naturels et on les « détourne »


1. Découplage physico-chimie et microbiologie et manque de connaissance réciproque

-> trouver les liens ou poser les questions, par ex:

- caractérisation des phases minérales dans les expériences microbio- utilisation des biosenseurs et les biomarqueurs dans les caractérisations des matériaux, des contaminations et de validation des techniques de remédiation- existence de méthodes analytiques, demande de développements méthodologiques pour les biologistes

Faire une « enquête » pour identifier les verrous dans les domaines respectifs et identifier où se trouvent les compétences

Programmer des petites réunions thématiques avec si nécessaire synthèse biblio sur le problème identifié et apport possible des équipes

Base pour des réponses à appel d’offre

Identification des « accroches » et des collaborations possibles - limitations


2. Besoin clairement affiché de relais avec les SHS

en particulier sur les aspects:

- législatifs (normalisation, acceptation par les décideurs…)

- économiques (évaluation du coup des techniques développées et de leur insertion dans le panel des technologies existantes)

- sociaux (perception et acceptation par le public des approches et techniques de remédiation développées)

- gestion des situations de crise dans les cas de contamination

- communication avec la population….


Approches à des échelles différentes…et selon la discipline

– ex: microbiologie reste niveau cellulaire

Changements d’échelle pas toujours faits- ex: phytoremédiation


Site atelier ou atelier tout court?

3. Mise en application des synergies possibles sur des problématiques-atelier

2 options:1. Basée sur une approche ciblée sur un matériau potentiellement

valorisable et/ou toxique Ex: effluents vinicoles ou oléicoles, avec:

1. Caractérisations physico-chimiques du matériau2. Caractérisations du point de vue de sa toxicité

(évaluation parallèle chimique et microbio)3. Evaluation des filières de traitement éventuels4. Evaluation des valorisation possibles et vérification de

la non-toxicité du nouveau matériau5. Evaluation de son coût économique et son coût

écologique

2. Basée sur une filière de traitement complexe de type phytoremédiation

1. Intégration en plus des aspects de manipulation du génome

2. Intégration d’une option valorisation de la biomasse, en relation avec l’axe 4B


3. « Valorisation » du site de Gardanne

Un exemple:Suivi de l’évolution de l’implantation de la végétation

sauvage pour en tirer des enseignements sur les possibilités de résilience du système (« phytostabilisation intrinsèque »)

C-à-d: - identification des végétaux s’installant sur la friche industrielle

- caractérisation des milieux colonisés d’un point de vue microbiologique et chimique (et des autres)

- mise en évidence des mécanismes de tolérance chez les plantes et les microorganismes

- développement et mise en place de techniques permettant de stimuler et accélérer la réactivation

- vérification des changements d’état du milieu- Evaluation du risque sanitaire lié au maintien du site en

état et de l’impact de l’approche choisie sur ce risque- Evaluation de la perception de l’approche reverdissement

en ville comme alternative à une remédiation de type décapage


Equipement

Existence de plusieurs plateformes analytiques performantes et plateformes expérimentales

Nécessité de coupler les aspects organiques et inorganiques et en particulier de mieux caractériser les liaisons organo-métalliques

Besoin d’un MEB + micro analyse et platine cryo pour l’observation et l’analyse de matériel végétal


Unités de recherche

Thématiques de recherche

Axe 4 B. Bioénergies

Taille

IRD/Université de Provence/Université de la MéditerranéeUMR 180 – MicroBiotech

• Exploration de la biodiversité bactérienne en milieu extrême• Ecologie microbienne génomique et métagénomique des environnements extrêmes.

23

INRA/Universités de Provence et de la

Méditerranée UMR 1163

• Exploration à haut débit de la biodiversité fongique • Modelage des génomes fongiques • Ingénierie enzymatique• Etude de l’évolution des génomes fongiques.

16

CEA Cadarache DSV

iBEB; UMR 6191

• Bases moléculaires de la production de biomasse végétale• Production d’hydrogène et de biocarburants par des microorganismes photosynthétiques et des plantes

20

CEA Cadarache DEN DTN/STPA/LPC

• Gazéification haute température de la biomasse pour la production de biocarburant de synthèse et/ou d’hydrogène

5

UMR 6181 LMSNM-GP, Université Paul Cézanne

• Production de biocarburant à partir de graines d’oléagineux• Extraction par CO2 supercritique

5

CEREGEOHP

• Production physico-chimique d’hydrogène 5

Total 74


Les thématiques de recherche

Production de biocarburants de 2ème et 3ème génération

• Production d’hydrogène :

- microorganismes photosynthétiques (microalgues, cyanobactéries)

- gazéification haute température de la biomasse (bois, résidus de récolte, déchets,…)

- procédé physico-chimique (oxydation du Fe)

• Production d’éthanol par fermentation de la biomasse ligno-cellulosique.

• Production de biodiesel par des microorganismes photosynthétiques


Les recherches sur les Bioénergies en région

Luminy

DSV/IBEBDEN/DTN

CEA Cadarache

Luminy

CNRS Marseille IBSM

UIII Arbois

Fédération de RechercheECCOREV

UMR INRAIRD Université


En France, les transports représentent plus de 40% des émissions de CO2


- Rendement énergétique faible- Coût environnemental élevé - Compétition avec la production alimentaire- Compétition avec les ressources en eau- Bilan positif sur l’effet de serre remis en question (N2O)

Les biocarburants de 1ère génération : les limites


hydrogène

biodiésel

hydrogène

Les biocarburants de 2ème et 3ème générations

Micro-organismes photosynthétiques

Un enjeu pour la recherche et pour la société


Les objectifs- Meilleure visibilité (université, décideurs, pôles de compétitivité,

partenaires industriels)

- Evaluer et comparer les filières (bilans énergétiques, bilans économiques,

écobilans)

- Proposer des solutions intégrées (bioraffinerie) : gestion de la biomasse;

couplages entre filières; valorisation des déchets

- Envisager des scénarios et évaluer leurs impacts socio-économiques


Les outils de travail- Créer et animer un site web interactif

- Proposer une offre de formation intégrée (Masters, thèses)

- Créer et animer un groupe de travail multidisciplinaire (biologistes,

physico-chimistes, technologues, économistes, sociologues,…)

- Envisager (2009) un projet ANR mené par un économiste (à identifier)

eccorev axe 4 - 14 décembre 2007 pression sur l’environnement - émissions de co 2 - pollutions...

Documents