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Dernière mise à jour : Mai 2021

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Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement

Kevin Bonnot soutiendra sa thèse de doctorat le lundi 20 décembre 2021

Lieu et heure :

Visioconférence, 9h30

Titre des travaux :

Approche in silico pour analyser et prédire la transformation des contaminants organiques émergents dans l'environnement

Ecole doctorale :

École doctorale GAIA – Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau, Portée par l’Université de Montpellier

Composition du jury
  • Pascale BESSE-HOGGAN, Directrice de recherche, CNRS, Rapporteur
  • Patricia ROTUREAU, Ingénieur de recherche, INERIS, Rapporteur
  • Serge CHIRON, Directeur de recherche, Univ. Montpellier, Examinateur
  • Pierre François STAUB, Chargé de mission, OFB, Examinateur
  • Isabelle DESPORTES, Ingénieur, ADEME, Invitée
  • Dominique PATUREAU, Directrice de recherche, INRAE, Directrice de thèse
  • Pierre BENOIT, Directrice de recherche, INRAE, Directeur de thèse
  • Laure MAMY, Directrice de recherche, INRAE, Encadrante
Résumé des travaux

La présence de produits pharmaceutiques et de soins personnels (PPCP) dans l’environnement pose problème en raison de leur activité biologique à faible concentration. Les PPCP se retrouvent dans l’environnement via le recyclage agricole de produits résiduaires organiques ou d’eaux usées traitées. Dans les procédés de traitement et l’environnement, le devenir de ces contaminants dépend de différents processus physiques, chimiques et biologiques parmi lesquels la transformation est l’un des processus majeurs. Elle contribue à la dissipation des molécules et réduit la pression environnementale mais elle engendre des produits de transformation (TP) dont le devenir et les impacts restent souvent inconnus. Cette thèse vise à mieux comprendre et prédire les voies de transformation des PPCP grâce à une approche in silico. Une synthèse bibliographique portant sur la transformation de 116 PPCP a permis de recenser les TP formés et les réactions chimiques impliquées, dans différentes matrices synthétiques et naturelles. Au total, 1371 TP ont été identifiés impliquant 11 réactions principales dont l’occurrence est en partie liée aux structures moléculaires des PPCP. Ces structures chimiques sont décrites via de nombreux descripteurs moléculaires (constitution, topologie, géométrie, quantiques). Le calcul des descripteurs quantiques nécessite de connaitre sans équivoque la conformation 3D ; cette étape est cruciale pour estimer les paramètres décrivant le devenir environnemental. Aussi, nous avons amélioré l’acquisition des descripteurs quantiques avec une méthodologie plus robuste de recherche conformationnelle, la dynamique moléculaire, et d’optimisation, la méthode AM1 (Austin Model 1). Ces descripteurs moléculaires ont été utilisés afin d’extrapoler le comportement dans l’environnement des 108 TP de la carbamazepine et du diclofenac à partir de celui des 116 PPCP. Pour cela, l’outil TyPol, qui classe des molécules en fonction de leurs descripteurs et paramètres de comportement, a été retenu. TyPol a permis de (i) déterminer les groupes de molécules parents et fille ayant des comportements similaires dans l’environnement, (ii) relier les valeurs des paramètres comportementaux à celles de certains descripteurs moléculaires, (iii) voir si des changements de classe se font entre parent et fille et (iv) établir un lien entre changements de classe et type de réactions.