Les thèses OMER​

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Le projet de thèse porte sur les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), plus de 4 700 composés persistants et mobiles, largement utilisés depuis les années 1950 et aujourd’hui omniprésents dans l’environnement. Le milieu marin constitue leur réservoir ultime, mais les processus contrôlant leur devenir le long du continuum terre–mer restent mal compris. Par ailleurs, un décalage persiste entre la diversité des PFAS détectées et le nombre limité de substances effectivement réglementées (PFOA, PFOS, PFHxS).
La thèse vise à étudier la dynamique des PFAS dans un hydrosystème côtier fortement anthropisé, le continuum rivière–estuaire–Rade de Brest, et à analyser l’adéquation des cadres juridiques aux réalités environnementales observées. Trois objectifs structurent le projet : (1) caractériser la distribution et la variabilité temporelle des PFAS ; (2) évaluer l’exposition écologique et humaine via l’imprégnation des espèces marines et les risques liés à la consommation ; (3) analyser la cohérence des réglementations européennes et nationales, notamment face aux PFAS émergentes comme le PFBS.
Des campagnes saisonnières multi-matrices (eaux estuariennes et marines, eaux potables, effluents, micro-couche de surface, biote) permettront d’analyser des PFAS réglementées et émergentes à l’aide de méthodes validées. Les résultats chimiques alimenteront une analyse juridique comparative (UE, France, pays pionniers), incluant l’étude des textes, de leur effectivité et des contentieux, afin d’identifier les lacunes réglementaires. La thèse aboutira à des recommandations opérationnelles pour une gouvernance plus adaptée des PFAS, en lien avec des réseaux scientifiques locaux, nationaux et internationaux.

Thèse encadrée par Matthieu Waeles (Université de  Bretagne Occidenrale, Laboratoire des sciences de l’environnement marin – UMR6539), Marie Bonnin (IRD, Laboratoire des sciences de l’environnement marin – UMR6539).

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Certaines bactéries marines, telles que Vibrio spp., Listeria monocytogenes ou Bacillus cereus, voient leur dynamique influencée par les variations de température, de salinité et les pressions anthropiques. Leur état physiologique représente un signal précoce des déséquilibres écologiques. Cependant, les outils d’observation microbiologique, fondés sur la culture ou la détection d’ADN, renseignent la présence mais pas directement l’activité métabolique réelle des cellules au sein de communautés complexes. Or, distinguer cellules actives, dormantes ou stressées demeure un enjeu majeur pour le diagnostic fonctionnel des écosystèmes marins. Le marquage métabolique isotopique a montré sa capacité à faire cette distinction, y compris en milieu marin.
La microspectroscopie Raman couplée au marquage isotopique au deutérium (Raman-DIP) offre une approche innovante pour accéder à l’activité métabolique à l’échelle unicellulaire, sans marquage fluorescent ni destruction de l’échantillon. Cette technique permet de mesurer l’incorporation d’hydrogène dans la biomasse, traduisant directement l’activité métabolique. Récemment, nous avons démontré la faisabilité de cette approche sur des monocultures de Bacillus et de Listeria, validant sa capacité à discriminer différents états physiologiques.
Le projet SEACAM, rassemblant l’UMR UMET de Villeneuve d’Ascq et l’Anses de Boulogne-sur-Mer, vise ainsi à initier, en se basant sur les instruments développés par le CEA Grenoble, une véritable brique technologique pour les plateformes d’observation du microbiote marin. L’objectif est d’évaluer et d’optimiser la microspectroscopie Raman comme outil de caractérisation (identification et mesure de métabolisme) des communautés bactériennes marines en environnements complexes. Cette approche permet d’analyser à l’échelle unicellulaire des micro-organismes cultivables ou non. Le projet intégrera le piégeage optique pour analyser des bactéries planctoniques en milieu liquide.

Thèse encadrée par Thomad Dubois (INRAE, Unité Matériaux et Transformations -UMR 8207) et Thomas Brauge (ANSES, Laboratoire de sécurité des aliments)

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Les océans couvrent plus des deux tiers de la surface terrestre et dominent largement l’hémisphère Sud. L’atmosphère océanique constitue ainsi une composante essentielle du système climatique. Les aérosols marins, émis par les vagues sous forme de gouttelettes issues de l’éclatement des bulles à l’interface air–mer, persistent dans l’atmosphère sous forme de particules de spray marin (SSA). Ces particules influencent le climat à la fois directement, par interaction avec le rayonnement solaire, et indirectement, en agissant comme noyaux de condensation et noyaux glaçogènes (INP) pour la formation des nuages. La phase des nuages (liquide ou glace) contrôle fortement leurs propriétés radiatives et leur durée de vie. Pourtant, la formation de cristaux de glace via les aérosols demeure l’une des principales sources d’incertitude dans les modèles climatiques, en particulier aux températures relativement « chaudes » (0 à –20 °C), où les concentrations en INP sont faibles et difficiles à mesurer.
L’objectif global de cette thèse est d’étudier les liens entre biogéochimie marine et formation de noyaux glaçogènes dans l’Océan Austral. Dans ce projet de thèse nous proposons un développement instrumental innovant pour une mesure des propriétés glaçogènes des aérosols marins et leurs précurseurs dans l’eau de mer qui permettra une mesure en ligne et embarquée sur navire océanographique. L’objectif de cette thèse est de développer un instrument innovant de mesure en ligne de la nucléation de la glace, fondé sur des techniques microfluidiques, une détection optique automatisée et un contrôle précis de la température (0 à –35 °C). Ce capteur miniaturisé et portable permettra de quantifier en temps réel les noyaux glaçogènes présents dans l’eau de mer et, à terme, dans les aérosols marins générés à bord des navires. Le projet repose sur une collaboration interdisciplinaire entre le LaMP (expertise en physico-chimie atmosphérique), le FEMTO-ST (micro fluidique) et la DT-INSU (conception instrumentale).

Thèse encadrée par Evelyn Freney (CNRS, Laboratoire de météorologie physique – UMR6016) et Jean-François Manceau (Université de Franche-Comté, FEMTO-ST – UMR6174 )

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Le projet vise le développement d’un drone de surface autonome dédié à l’observation océanique de longue durée en milieu marin ou lagunaire. Face aux limites actuelles de la surveillance en temps réel, il propose une plateforme agile, énergétiquement et décisionnellement autonome, combinant propulsion vélique robotisée, énergie solaire et hydrogénérateurs. L’intégration de foils auto-régulés permet de réduire la traînée hydrodynamique et d’augmenter l’efficacité énergétique. Le projet s’appuie sur la collaboration de trois laboratoires (mécanique, robotique, énergie/capteurs) pour optimiser la conception, le contrôle, la gestion de l’énergie et les stratégies de navigation assistées par IA. Deux prototypes existants constituent la base expérimentale. Le projet ambitionne de fournir une solution robuste et frugale pour la collecte de données environnementales fiables, contribuant à la compréhension des dynamiques marines et au suivi des écosystèmes.

Thèse encadrée par Loïc Daridon (Université de Montpellier, Laboratoire de Mécanique et Génie Civil – UMR5508) et Thierry Martire (Université de Montpellier, Institut d’électronique et des systèmes – UMR 5214)

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Le changement climatique représente l’un des plus grands défis de notre époque, impactant profondément les écosystèmes marins. Véritables piliers de la biodiversité, les récifs coralliens abritent des communautés microbiennes qui jouent un rôle crucial dans la résilience face aux perturbations climatiques et environnementales. Pourtant, leur rôle et leur évolution restent encore largement méconnus.
L’étude de la co-évolution de ces communautés en fonction des stress climatiques et environnementaux reconstruits à partir d’archives marines (foraminifères et coraux) provenant des mêmes échantillons ou environnements, représente une approche pionnière qui jette les bases d’un champ de recherche inédit. À l’ère du changement global accéléré, comprendre ces dynamiques est plus crucial que jamais. En étudiant les liens entre la biodiversité microbienne et les variations environnementales passées et présentes, l’objectif du projet est de mieux évaluer la résilience de ces écosystèmes fragiles et anticiper leur évolution future. Nous étudierons à la fois la biodiversité microbienne sur des sites sélectionnés (très anthropisé, versant minier, etc), et les signatures géochimiques d’archives carbonatées marines vivantes (coraux et foraminifères) présents sur les mêmes sites et calibrés à l’aide de données mesurées de T°C, pH, concentrations en métaux etc. Dans un second temps, l’utilisation d’archives sédimentaires (carottes) permettra l’étude de la dynamique de la biodiversité microbienne au cours des dernières décennies/dernier siècle et sera corrélée aux paramètres environnementaux reconstruits au cours du temps à l’aide notamment des calibrations effectuées dans l’actuel. Nous anticipons des liens étroits entre l’évolution des communautés microbiennes et les changements environnementaux, qu’ils soient progressifs (réchauffement climatique) ou soudains (ENSO, cyclone, activités minières etc).

Thèse encadrée par Delphine Dissard (IRD, LOCEAN – UMR7159) et Véronique Anton-Leberre (CNRS, SantEco – EMR 9001)

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Le projet de thèse interroge les critères d’acceptabilité académique et politique des technologies de géoingéniérie marine et de stockage de carbone à la fois en mer et sur terre (CSC/CCUS) selon une approche croisée, ainsi que les acteurs qui les façonnent. Les technologies de géoingénierie, en particulier le CSC/CCUS et les mCDR, s’inscrivent dans un « régime d’économie de la promesse » (Joly, 2015), où des imaginaires sociotechniques (Jasanoff & Kim, 2009) et des discours prometteurs mobilisent des ressources matérielles et financières, influencent les normes épistémiques et orientent les politiques publiques. Les différences d’acceptabilité entre CSC et mCDR soulèvent des questions fondamentales sur les dynamiques de légitimation, les critères politiques, scientifiques et économiques qui les sous-tendent, ainsi que sur les tensions entre urgence climatique, innovation et principe de précaution.
L’objectif central de la thèse est d’analyser les processus de production, de légitimation et de circulation des savoirs sur la géoingénierie, en cartographiant les acteurs (politiques, institutionnels, industriels, scientifiques), leurs discours et les régimes de savoir associés, afin de comprendre comment se construit l’acceptabilité scientifique d’une technologie et comment celle-ci se traduit dans la mise en œuvre de politiques publiques.

Les résultats contribueront à éclairer les débats sur la transition écologique et le rôle des acteurs publics et privés dans la gouvernance des technologies climatiques, tout en soulignant l’importance des imaginaires associés à l’océan et aux solutions technologiques proposées pour faire face au changement climatique.

Thèse encadrée par  Thibaut Boncourt (Université Lyon 3 Jean Moulin, Triangle – UMR 5206) et Marion Maisonobe (CNRS, Géographie-cités – UMR8504)

en recherche de candidat.e

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Face au déclin de la biodiversité marine, les aires marines protégées (AMP) sont au cœur de l’ambition internationale de protéger 30 % des océans d’ici 2030. Mieux comprendre les compromis entre bénéfices (ex. écologiques et socio-économiques) des AMP reste clé. Cette thèse mobilise le récent Nature Futures Framework (NFF) de l’IPBES, qui intègre trois dimensions : la valeur intrinsèque de la nature (Nn), sa valeur instrumentale pour les sociétés (Ns) et sa valeur relationnelle et culturelle (Nc). Jusqu’ici peu appliqué en contexte marin, le NFF sera opérationnalisé comme outil de suivi au service de la planification et de la conservation. La thèse s’articule en trois axes : identifier des indicateurs mesurables pour chaque dimension, cartographier un échantillon d’AMP dans l’espace du NFF pour en dégager des typologies, puis analyser leurs trajectoires temporelles afin d’identifier les facteurs institutionnels, écologiques et sociaux qui expliquent les transitions entre dimensions.

Thèse encadrée par Nicolas Loiseau (CNRS, Biodiversité Marine, Exploitation et Conservation – UMR9190) et Rodolphe Devillier (IRD, Espace-Dev – UMR 228)