"Les Petits Papiers" : une série d'articles à thème donnant la parole aux scientifiques, chercheurs ou passionnés des sciences.  Les petits papiers, ce sont des entretiens retranscrits sous formes d’articles sur des thématiques scientifiques et diverses.

Pour sa première édition, la série abordera la thématique de l’Espace.  Aujourd'hui, c'est à travers un entretien réalisé avec Marcello Brigante, enseignant-chercheur à l'UCA au sein de l'Institut de Chimie de Clermont-Ferrand, que nous aborderons la question de l'atmosphère et de l'impact des possibles polluants dans l'environnement.

Présentez-nous votre parcours scientifique et professionnel ainsi que vos actuelles activités de recherche ?

Marcello Brigante, enseignant-chercheur à l’UCA au sein de la recherche à l’Institut de Chimie de Clermont-Ferrand. L’institut de Chimie regroupe la majeure partie des recherches en Chimie sur les sites clermontois. Il se constitue d’une équipe de 120 chercheurs permanents ainsi que du même nombre de post-doctorants, stagiaires. 

Plusieurs thématiques de recherche sont travaillés. L’équipe photochimie, dont je fais partie, étudie les impacts de la lumière. Deux types de lumière sont étudiés : la lumière solaire pour ce qui est du domaine de l’environnement, ou la lumière en laboratoire pour les travaux sur la dégradation des polluants et principalement, comment il est possible de dégrader via des processus photochimiques des polluants dans l’environnement.

En traitant l’aspect espace et environnement et comportements atmosphériques, on peut apercevoir qu’énormément de polluants avec des composés organiques, toxiques sont décelables dans les eaux de rivières, de lacs, de stations d’épuration. Notre objectif est de travailler sur des processus chimiques qui permettront de dégrader l’ensemble de ces composés afin de rendre les eaux moins polluées voir utilisables pour l’arrosage des champs.

Mon activité principale de recherche portent, à la fois, sur la compréhension des phénomènes et sur l’utilisation de ces transformations pour améliorer les traitements chimiques.

Au sujet de mon parcours scientifique, je l’ai effectué dans divers pays, mon master et mon doctorat ont été principalement effectué en Italie et mon post-doctorat au sein de l’Université Claude Bernard à Lyon. Par la suite, j’ai rejoint l’IRCELyon pour étudier des transformations des composés dans l’atmosphère. 

Cela m’a permis d’allier une connaissance du milieu aquatique à une connaissance du milieu atmosphérique.  Ses deux domaines, l’eau des surfaces (rivières, lacs) et l’atmosphère, sont mes activités de recherche actuelles. Leur lien tient du processus photochimique et d’oxydation qui ont lieu dans les différents compartiments. 

Pourriez vous nous expliquer la composition atmosphérique et par quels moyens peut-elle se dégrader ?

Mes activités de recherche portant sur l’atmosphère, se focalisent sur l’eau des nuages. Elles sont exécutées en collaboration avec d’autres chercheurs, ainsi que l’équipe du LAMP. L’équipe du LAMP possède un accès au Puy-de-Dôme, elle peut alors échantillonner et prélever des échantillons naturels d’eau. 

Par la suite, nos équipes de l’ICCF, s’occupent d’étudier ses transformations à l’échelle du laboratoire pour essayer de comprendre ce qu’il se passe dans les milieux naturels. En parallèle, le travail est observé sur des échantillons synthétiques, en essayant de reproduire et de reconstituer des eaux pour mieux les comprendre dans un lieu simplifié. Déterminer les processus chimiques et les voies de dégradations permettront d’estimer les phénomènes réels dans l’environnement. 

Mon domaine d’activité porte sur les études de la lumière sur les molécules pour la meilleure compréhension des processus photochimiques sur des milieux environnementaux. Comprendre une partie de ces phénomènes naturels apporte une meilleure connaissance des phénomènes dans notre environnement complexe.

En parlant de la notion d’espace, nous nous intéressons aussi au domaine spatial. Auriez-vous une idée des dégâts et  des conséquences de l’émission de CO2 des carburants utilisés sur l’atmosphère ?

Les émissions de fusées n’est pas une expertise ni une activité que je développe. Néanmoins, j’ai connaissance sur le fait qu'un impact important en terme de formation de particules atmosphériques déséquilibrant l’ensemble des différents environnements. L’eau n’est pas l’unique substance détectable dans l’atmosphère. Il possède trois phase : solide, liquide et gaz qui intéragissent ensemble. À l’émission d’un gaz, celui-ci ne reste pas dans un compartiment mais il est transféré directement dans les gouttelettes de nuage. 

Le réchauffement climatique prend place depuis quelques années, est-ce apparu sur vos données et résultats de recherche ? 

La pollution humaine amène à l’émission de nouveaux composés en augmentation dans l’atmosphère, puis dans l’espace pour terminer son chemin dans l’eau. 

Des émissions d’hydrocarbures polycycliques peuvent se retrouver, alors dans les rivières alors que ce n’était pas le cas initialement. Malheureusement, les composés peuvent possiblement se révéler toxiques et impacter l’intégralité de la composition chimique de ces milieux. 

Cibler l’impact sur une phase uniquement n’est pas possible puisque cela peut aussi modifier les cycles biochimiques et géologiques des composés carbone et azote.

Pensez-vous que cela possède un impact négatif ou positif ?

Quand vous émettez quelque chose de polluant cela a toujours un impact négatif. À partir du moment où vous émettez des nouveaux composés et particulièrement des composés toxiques,  vous modifiez la composition ainsi que la toxicité de ce milieu. 

Il y a, de cela, des dizaines d’années, l’impact des médicaments dans l’eau était peu étudié. Les systèmes de traitement actuels n’arrivent pas à les détruire, et après études, on retrouve des médicaments dans les rivières et nappes phréatiques. Forcément, les médicaments vont impacter ces milieux de façon négative.

Pour en revenir à l’atmosphère, à l’émission d’un composé dans la phase gaz, celui-ci est capté dans les particules. Durant un phénomène de pluie, les gouttes vont tomber des nuages au sol et impacter les lacs et les rivières.  À la fin, la rivière va, indirectement, être affecté de manière négative par rapport à des polluants qui, initialement, ne se trouvaient pas au sein de celle-ci.

Ce cycle continu n’affecte pas exclusivement les compartiments dans lesquels les composés sont émis mais l’ensemble des cycles. Si l’air est impacté, les rivières le seront aussi.

Cette semaine, retrouvez "Les Petits Papiers" quotidiennement afin d'en apprendre plus sur l'espace. 

Vendredi, les petits papiers revient pour un entretien effectué avec Pierre Personne, directeur de l'école ESDAC Clermont et passionné de physique et de vulgarisation scientifique, sur Espace & Mathématiques. Nous aborderons le lien entre les sciences mathématiques et l'espace.