Développement d'un outil d'aide à l'interprétation des mesures Rhizotest de phytodisponibilité des contaminants du sol pour l'évaluation des risques sanitaires et phytotoxicologiques

Towards a tool to interprete soil-plant transfer from Rhizotest measurements of soil contaminants for sanitary and phytotoxicological risks

• Auteur / Autrice : Alexandra Mille-egea
• Direction : Rémi Servien, Matthieu Bravin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Statistiques et Sciences des Données
• Date : Inscription en doctorat le 11/12/2023
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Information, Structures, Systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LBE - Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement

Mots clés

Mots clés libres

Rhizotest

Bdd

Statistiques

Rhizotest

Database

Statistics

Résumé

Pb 1) Déterminer si la mesure de la phytodisponibilité obtenue en Rhizotest constitue un indicateur pertinent pour le développement d'outils d'évaluation des risques sanitaires et écotoxicologiques. Pb 2) Interpréter la donnée de flux en une information explicite et mobilisable dans le cadre d'une évaluation opérationnelle des risques sanitaires et écotoxicologiques. En effet, le Rhizotest a jusqu'à présent été employé à des fins d'évaluation de risque par comparaison entre la modalité expérimentale à évaluer (e.g. une mesure Rhizotest sur un sol, un amendement, avec une espèce végétale spécifique...) et une modalité témoin (e.g. une mesure sur un sol similaire non contaminé). Or il n'est pas toujours techniquement ou financièrement possible de disposer d'une telle référence expérimentale. L'évaluation opérationnelle de risque à l'aide de la mesure Rhizotest bénéficierait donc de pouvoir être interprétée de façon relative à partir d'une valeur de référence numérique. Afin de répondre à ces problématiques, l'objectif de ce doctorat est de développer un outil d'aide à l'interprétation des mesures Rhizotest de phytodisponibilité des éléments traces en sols contaminés pour l'évaluation des risques sanitaires et écotoxicologiques. A partir des deux problématiques citées précédemment, nous formulons les deux hypothèses suivantes : Nous supposons que les mesures de phytodisponibilité Rhizotest pour les éléments traces peuvent être un indicateur utile dans l'évaluation des risques sanitaires et écotoxicologiques. Nous supposons qu'à partir des données à notre disposition, nous sommes en capacité de développer des valeurs de référence de flux pour le Rhizotest. Cet objectif sera notamment atteint par : i) l'homogénéisation des calculs effectués sur les mesures Rhizotest afin d'obtenir des données nettoyées et interprétables. Cela fera l'objet de l'étape 2 détaillée ci-dessous ii) la construction d'une ou plusieurs méthodes d'interprétation de ces données adaptée(s) aux deux types de risques. Cela fera l'objet de l'étape 3 détaillée ci-dessous. Etape 1. Etat de l'art sur le Rhizotest : il s'agissait premièrement de s'assurer de l'étendue des publications académiques à ce sujet (bibliographie systématique) et de s'approprier les thématiques sous-jacentes. Un travail sur la plus-value des 70 articles en adoptant un regard critique sera valorisé dans l'écriture d'un article de synthèse sur le Rhizotest. Etape 2. Production des bases de données sols et plantes : Il s'agissait de consolider les données expérimentales de flux en formalisant la procédure de prétraitement des données analytiques. Il s'agissait ensuite de créer un outil pour automatiser le prétraitement de données Rhizotest (plantes) afin de faciliter et de tracer cette partie du calcul. Cet outil a été déployé. Ces données plantes seront ensuite regroupées avec les données sols pour finaliser la production de la base de données. Ces données proviennent des expérimentations Rhizotest réalisées par le Cirad, INRAe ou Metrhizlab entre 2010 et 2022. Etape 3. Développement de la méthode d'aide à l'interprétation : L'objectif est de générer des valeurs de référence de flux Rhizotest pour améliorer l'interprétation des résultats à partir de la base de données sols et plantes, à la fois pour les risques sanitaires et les risques écotoxicologiques. Cette étape permettra de répondre aux hypothèses de recherche.

Pb 1) Determine whether the measure of phytoavailability obtained in Rhizotest constitutes a relevant indicator for the development of tools for health and ecotoxicological risk assessment. Pb 2) Interpret the flow data into explicit and actionable information as part of an operational assessment of health and ecotoxicological risks. Indeed, Rhizotest has been used for risk assessment purposes by comparing the experimental modality to be evaluated (e.g. a Rhizotest measurement on soil, an amendment, with a specific plant species...) and a control modality. (e.g. a measure on similar uncontaminated soil). However, it is not always technically or financially possible to have such an experimental reference. The operational risk assessment using the Rhizotest measure would therefore benefit from being able to be interpreted in a relative manner based on a numerical reference value. In order to address these issues, the objective of this PhD is to develop a tool to help interpret Rhizotest measures of phytoavailability of trace elements in contaminated soils for health and ecotoxicological risk assessment. From the two issues mentioned above, we formulate the following two hypotheses: We assume that Rhizotest phytoavailability measures for trace elements can be a useful indicator in the assessment of health and ecotoxicological risks. We assume that from the data at our disposal, we are able to develop flux reference values for the Rhizotest. These objectives will be achieved in particular by: i) the homogenization of the calculations carried out on the Rhizotest measurements in order to obtain cleaned and interpretable data. This will be the subject of step 2 detailed below ii) the construction of one or more methods for interpreting these data adapted to both types of risks. This will be the subject of step 3 detailed below. Step 1. State of the art on the Rhizotest: it was to ensure the extent of academic publications on this subject (systematic bibliography) and to appropriate the underlying themes. A work on the added value of the 70 articles by adopting a critical approach will be valued in the writing of a review article on Rhizotest. Step 2. Production of soil and plant databases: The objective was to consolidate experimental flow data by formalizing the procedure for preprocessing analytical data. It was then a question of creating a tool to automate the preprocessing of Rhizotest data (plants) in order to facilitate and trace this part of the calculation. This tool has been deployed. These plant data will then be combined with soil data to finalize the production of the database. These data come from Rhizotest experiments carried out by CIRAD, INRAe or Metrhizlab between 2010 and 2022. Step 3. Development of the method to assist in interpretation: The objective is to generate Rhizotest flux reference values to improve the interpretation of results from the soil and plant database, for both health risks and ecotoxicological risks. This step will allow to answer the research hypotheses.