Research Team 4 (ER4) – Functionality of anthropized systems

Responsibles : Christophe WATERLOT and Damien CUNY

Anthropogenic and degraded ecosystems are characterized by contamination events, which can be historical, complex and in very close proximity to the human population. In these contexts, it is necessary to have a large range of complementary approaches to improve knowledge about contamination and the fate of pollutants and their dispersion in ecosystems. The aim is to improve the functionality of degraded environments and to prevent and reduce environmental and health risks. This work responds to recent and important societal expectations, as well as to economic issues in urban, agricultural and forest environments.

To meet these scientific and societal challenges, the research of ER 4 focuses on diagnosing and assessing the state of ecosystems, defining new indicators of exposure and/or effects of pollutants, managing biodiversity, and ecological engineering. The problem also requires the development of a multi-scale approach, from the molecular to the landscape level, and is based on experiments in microcosms, mesocosms, and in situ. approche multi-échelle, du moléculaire au paysage et s’appuie sur des expérimentations en microcosmes, en mésocosmes, en sites ateliers et in situ.

The team's fields of expertise are varied and complementary :

  • characterization and analysis of soils and sediments in agricultural, urban and forest environments,
  • taxonomic and functional characterization of soil fungal, floristic and faunistic communities (meso and macrofauna),
  • measurement of biological activities in soils and of biomarkers of toxicity (macrofauna and plants),
  • assessment of the impregnation of vegetation (natural and cultivated) and soil fauna by pollutants (inorganic and organic pollutants),
  • determination of functional traits,
  • plant and fungal biomonitoring of air quality,
  • assessment of population exposure in relation to the ingestion and inhalation of contaminated soil particles and dust, consumption of foodstuffs produced on polluted sites,
  • the study of territorial health, social and environmental inequalities through statistical and geostatistical analyses.

The research of the ER4 are structured around 4 main topics :

This topic aims to assess the functioning of degraded terrestrial ecosystems at different scales of observation. The approach is based on :
  • monitoring and bioindication of ecosystems, taking into account their degree of contamination, changes in territories and their uses, and climate change,
  • characterisation of the interactions between various compartments of biodiversity,
  • the definition of environmental quality indices, in interaction with natural environment managers and relevant organizations,
  • a contribution to establishing links between the toxic effects observed on soil organisms, via biomarkers, and those observed on populations and ecosystems (functional and biofunctional indices).
One aim is to provide information on the functioning of ecosystems and their evolution through the cross-analysis of data from the characterization of environments (soil, air, water, pedo-fauna, plants, fungi) and their uses. The approach is primarily based on the use of tools such as geomatics, statistical analysis, bioinformatics and modelling.
This research focuses on the study of the behaviour of pollutants in soils by considering physico-chemical and biological parameters and the nature and degree of evolution of organic matter. It also aims to develop a mechanistic approach to the interactions between mixed pollutants and plant and animal organisms, through the joint observation of the bioavailability of pollutants and the functioning of organisms (toxicology, life traits). Regarding the rise of multiple contaminants, it is necessary to amplify the study of emerging pollutant transfer (nanoparticles), to develop that of organic pollutants (pesticides, particularly in urban soils) and to integrate new concerns (such as micro-plastics).
In addition to traditional taxonomic tools, this research aims to develop, using molecular tools, the capacity to identify soil organisms (fauna and fungi). The approach also defines the relationships between the responses of biomarkers and life traits while at the same time considering the variability in the expression of biomarkers or batteries of biomarkers in model organisms. The development of diagnostic tools, ecotoxicological monitoring, assessment and characterization of biodiversity should make it possible to establish recommendations in terms of the diagnosis and management of disturbed ecosystems.
The first challenge is to identify and understand the mechanisms of the transfer of pollutants to humans, in order to develop realistic methods for measuring their bioaccessibility and to specify the exposure routes. This work uses statistical and geostatistical tools to analyze the links between health and the environment at the territorial level, based on the development of aggregate, composite or integrated indices. When confronted with socio-economic indicators, the linking of environment-health data can highlight territorial inequalities and propose decision support tools for managers.
ER4 Par : AL SOUKI Karim

Impacts de la contamination métalliques des sols sur Miscanthus x giganteus : Détermiantion des biomarqueurs de stress

Directeur de Thèse : DOUAY Francis
Supervisor : POURRUT Bertrand
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Associations libanaises
date de début : 01/01/2013
date de soutenance : 05/05/2017
ER4 Par : BAFOUNGA Balikouzou

Impact des stériles miniers sur l'environnement : exemple des transferts terrils/environnement dans le Nord de la France

Directeur de Thèse : LLORET Emily
Co-directeur : BOURDELLE Franck (Univ. Cergy Pontoise)
Co-tutelle : non
Établissement d'affectation : Artois University
Financement : Projet ANR
ER4 Par : BERNARD Fabien

"Intérêts et revalidation de marqueurs de génotoxicité environnementale pour l'évaluation de sols présentant des contaminants complexes"

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : ADEME / Région Nord-Pas de Calais
date de début : 06/10/2010
date de soutenance : 06/12/2013
ER4 Par : BILLMANN Madeleine

Amélioration des évaluations de risques sanitaires par l'utilisation de la bioaccessibilité orale comme outil de caractérisation des expositions de l'Homme aux éléments métalliques

Directeur de Thèse : PELFRENE Aurélie
Co-directeur : PAUGET Benjamin
Co-tutelle : oui
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Co-financement ADEME/Université
date de début : 01/10/2021
date de soutenance : 04/11/2024
ER4 Par : BOITELLE Sarah

Particules atmosphérique et agriculture urbaine : optimisation de l'évaluation des risques sanitaires

Directeur de Thèse : DERAM Annabelle
Co-directeur : CANIVET Ludivine
Établissement d'affectation : Lille University
date de début : 02/10/2023
ER4 Par : BOUHADJ Laakri

Développement d’outils de gestion pour une planification urbaine favorable à la santé

Directeur de Thèse : CUNY Damien
Co-directeur : LANIER Caroline
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : CIFRE
date de début : 01/11/2020
date de soutenance : 20/10/2023
ER4 Par : BROUSMICHE Delphine

Caractérisation de la multi-exposition environnementale : exploration du potentiel de résilience et vulnérabilité face aux risques sanitaires

Directeur de Thèse : CUNY D.
Supervisor : LANNIER C.
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Contrat doctoral
date de début : 01/10/2019
date de soutenance : 21/09/2022
ER4 Par : BURROW Coralie

Dynamique de colonisation de sols reconstruits par la faune du sol

Directeur de Thèse : LEPRETRE Alain
Supervisor : PERNIN Céline
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : ADEME / Région Nord-Pas de Calais
date de début : 16/12/2012
date de soutenance : 16/12/2015
ER4 Par : CARNOYE Leslie

"La biodiversité à l'épreuve de l'économie : concepts, méthodes et instruments"

Directeur de Thèse : LEPRETRE Alain
Co-directeur : ZWINDEAU
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : contrat doctoral Université Lille 1
date de début : 01/10/2011
date de soutenance : 02/11/2016
ER4 Par : CHAABENE Zayneb

Etude de biomarqueurs de stress intervenant dans la réponse adaptative du palmier dattier et des espèces avoisinantes

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Co-tutelle : oui
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Ecole doctorale de Sfax
date de début : 01/01/2015
date de soutenance : 21/11/2017
ER4 Par : CHEVAL Pénélope

Construction de Technosols fonctionnels et fertiles pour un usage en micro-maraîchage bio-intensif à partir de matériaux, de déchets et de sous-produits urbains

Directeur de Thèse : PELFRENE Aurélie
Établissement d'affectation : Junia
Financement : contrat doctoral et financement collectivité térritoriale
date de début : 01/10/2019
date de soutenance : 14/03/2023
ER4 Par : COURTOIS Pauline

Évaluation écotoxicologue des diverses stratégies de traitement des boues d'épuration mises en oeuvre avant épandage

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : contrat doctoral
date de début : 01/10/2017
date de soutenance : 09/12/2020
ER4 Par : DRANSART Julie

Évaluation de l’efficacité de méthodes d’ingénierie écologique visant à restaurer la fonctionnalité de sols fortement dégradés du Nord de la France

Directeur de Thèse : LEPRETRE Alain
Supervisor : DOUAY Francis
Établissement d'affectation : Junia
Financement : contrat doctoral ISA
date de début : 01/10/2012
date de soutenance : 10/12/2015
ER4 Par : GUERIN Théo

Elaboration de catalyseurs biosourcés : synthèse de molécules organiques d’intérêt à partir de synthons biosourcés et purification de matrices contaminées

Directeur de Thèse : WATERLOT Christophe
Établissement d'affectation : Junia
Financement : FEDER et financement industriel
date de début : 01/10/2018
date de soutenance : 01/11/2021
ER4 Par : HECHELSKI Marie

Intérêt des amendements phosphatés sur des sols fortement contaminés par les éléments métalliques en vue d’élaborer à partir de biomasses végétales des catalyseurs hétérogènes supportés utilisables en synthèse organique

Directeur de Thèse : WATERLOT Christophe
Supervisor : LOUVEL Brice
Établissement d'affectation : Junia
Financement : contrat doctoral Yncréa Hauts de France
date de début : 01/09/2016
date de soutenance : 08/07/2019
ER4 Par : JANUS Adeline

Intérêt d’un amendement organo-minéral pour remédier des sols de friches industrielles multicontaminés en milieu urbain

Directeur de Thèse : DOUAY Francis
Supervisor : WATERLOT Christophe; PELFRENE Aurélie
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Région NPDC / ISA
date de début : 01/01/2014
date de soutenance : 08/12/2017
ER4 Par : JASKULAK Marta

Optimisation of remediation processes using advanced toxicological methods

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Co-directeur : KACPRZAK. M (Pologne)
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Bourse étrangère
date de début : 01/09/2018
ER4 Par : KENGE FOTSING Joséphine

Typologie physico-chimique et macro -benthique de quelques cours d'eau du réseau hydrographique dela MIDFI (Ouest Cameroun)

Directeur de Thèse : LEPRETRE Alain
Co-directeur : FOTO MENBOHAN S.
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Erasmus mundus
date de début : 01/10/2014
date de soutenance : 12/07/2018
ER4 Par : KOUAGOU YAYORO Yolène

Etude écologique et taxinomique des macrocetes au nord-ouest de la République Centrafricaine

Directeur de Thèse : COURTECUISSE Régis
Supervisor : MOREAU Pierre-Arthur
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Financement étranger
date de début : 23/01/2019
date de soutenance : 07/06/2024
ER4 Par : LEMAY Marie

Dynamique des éléments traces métalliques et metalloïdes dans les sédiments de curage stockés en terrain de dépôt.

Directeur de Thèse : GAUTHIER Arnaud
Supervisor : MAMINDY-PAJANY Yannick
Établissement d'affectation : IMT Lille Douai
Financement : Bourse association
date de début : 01/10/2016
date de soutenance : 08/01/2020
ER4 Par : NGUYEN Van Xuan

Évaluation de l’exposition des populations aux polluants dans des néosols issus de sédiments de curage : effet du vieillissement sur la disponibilité environnementale et la bioaccessibilité orale

Directeur de Thèse : PELFRENE Aurélie
Co-directeur : DOUAY Francis
Supervisor : ALARY Claire / MAMINDY-PAJANY Yannick
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Région NPDC / Yncréa Hauts de France
date de début : 01/10/2016
date de soutenance : 09/12/2019
ER4 Par : NSANGANWIMANA Florien

Influence des techniques de phytostabilisation des éléments traces métalliques sur un écosystème Sol/ Plante : Application à Miscanthus giganteus

Directeur de Thèse : DOUAY Francis
Supervisor : POURRUT Bertrand
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Ambassade de France Kigali/ISA
date de début : 01/11/2011
date de soutenance : 11/12/2014
ER4 Par : OFORI-AGYEMANG Felix

Optimisation des stratégies de phytomanagement sur sols contaminés en métaux (Cd, Pb, Zn) pour fournir des biomasses destinées à la production de biocarburant propre

Directeur de Thèse : WATERLOT Christophe
Supervisor : OUSTRIERE Nadège
Établissement d'affectation : Junia
Financement : Bourse
date de début : 01/09/2021
ER4 Par : OMANA SANZ Brenda

Caractérisation physicochimique des résidus de bauxite vénézuéliens : options de revalorisation

Directeur de Thèse : GAUTHIER Arnaud
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : ATER
date de début : 23/10/2009
date de soutenance : 23/07/2013
ER4 Par : PAUMELLE Martin

Lien entre qualité environnementale et maladie de Crohn

Directeur de Thèse : DERAM Annabelle
Supervisor : OCCELLI Florent
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Financement industriel
date de début : 01/09/2020
ER4 Par : RAMADAN Ghanem

La stabilité et l'évolution des cavités souterraines sur l'exemple des carrières souterraines de la métropole lilloise.

Directeur de Thèse : DUBOIS Michel
Co-directeur : GAUTHIER Arnaud
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Bourse Syrie
date de début : 01/12/2011
date de soutenance : 05/09/2016
ER4 Par : RORAT Agnieszka

The effects of Metal Trace Elements on coelomocytes in Eisenia fetida while sewage sludge vermicomposting

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : École Polytechnique de Częstochowa, Pologne
date de début : 18/09/2011
date de soutenance : 08/12/2015
ER4 Par : SAHAAB Abdalratham

Les conditions paléo-environnementales et l'évolution diagenetique de la formation de Mishrif (le champ pétrolifère de Nassiriya, Irak)

Directeur de Thèse : GAUTHIER Arnaud
Établissement d'affectation : Lille University
date de début : 01/09/2013
date de soutenance : 13/12/2017
ER4 Par : SANOGO Séko

Pétrologie et géochimie des granitoides et des pegmatites associées à l'âge paléoprotérozoïque de la feuille de Bougouni (Mali sud) : significations géodynamiques et implication métallogéniques

Directeur de Thèse : DUBOIS Michel
Supervisor : DURAND Cyril
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Bourse étrangère
date de début : 01/10/2018
date de soutenance : 15/12/2022
ER4 Par : SCHNACKENBERG Ashley

Effets d’amendements sur la fonctionnalité des sols de potagers urbains contaminés et sur la réduction des dangers environnementaux et sanitaires

Directeur de Thèse : PELFRENE Aurélie
Établissement d'affectation : Junia
Financement : contrat doctoral et financement collectivité térritoriale
date de début : 01/10/2019
date de soutenance : 07/11/2022
ER4 Par : SLABY Sylvain

Intérets de l'ovocyte de xenopus laevis en écotoxicologie : caractérisations des effets de contaminants environnementaux sur ce modèle alternatif

Directeur de Thèse : LEPRETRE Alain
Co-directeur : BODART J-F.
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : contrat doctoral
date de début : 01/10/2015
date de soutenance : 05/11/2018
ER4 Par : SOULEMAN Dima

Evolution de l'adaptation locale en milieu pollué par les métaux Approche expérimentales sur 2 modèles biologiques

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Bourse Syrie
date de début : 20/10/2012
date de soutenance : 20/01/2017
ER4 Par : SULEIMAN Hanine

Y-a-t'il amélioration des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques des boues d'épuration lors de compostage et de vermicompostage

Directeur de Thèse : VANDENBULCKE Franck
Co-directeur : CARLIER E.
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Bourse Syrie
date de début : 15/09/2010
date de soutenance : 15/12/2014
ER4 Par : WAKIM Lara Maria

Crohn disease and soil pollution

Directeur de Thèse : DERAM Annabelle
Co-directeur : GOWER C.
Établissement d'affectation : Lille University
Financement : Financement industriel
date de début : 01/09/2020
date de soutenance : 11/12/2023