Équipes de Recherche
L’UMR HydroSciences Montpellier compte 6 équipes de recherche
ContEm : Contaminants Emergents
Mots clés: contaminants organiques persistants et émergents, métabolomique, analyse ciblée et non-ciblée, OMICs, reuse, risques sanitaires, risques environnementaux, capteurs passifs
Présentation: Les recherches menées par l’équipe portent sur les contaminants organiques d’origine anthropique (persistants et émergents), l’identification des sources de contamination (diagnostic environnemental via des méthodes d’échantillonnage et de mesures innovantes), leur devenir dans le cycle de l’eau (transfert et transformation), la caractérisation de l’exposition environnementale et les impacts environnementaux et sanitaires associés. Le contaminant comme porte d’entrée de notre réflexion scientifique nous mène à nous intéresser : i/ à des usages de l’eau comme véhicule vers une exposition, ii/ aux transformations des contaminants dans différents contextes, iii/ à la caractérisation détaillée de l’exposition des organismes et populations (y compris humaines), et enfin, à la détermination des modes d’action de ces contaminants au niveau moléculaire. Nos activités vont des recherches fondamentales, méthodologiques et d’innovation à l’enseignement.
Responsable : Elena GOMEZ
Nos activités de recherche sont centrées sur les thématiques suivantes (figure1) :
- la caractérisation de l’exposition aux contaminants des organismes par l’eau, leur biodisponibilité et l’élucidation d’effets potentiels (notamment par le développement des approches non-ciblées et métabolomiques) y compris l’identification du risque environnemental et sanitaire par approche pharmacologique (basée sur les signalisations conservées au cours de l’évolution).
- la caractérisation des mécanismes de transformation environnementale pertinents, notamment ceux conférant un caractère potentiellement toxique aux substances (par exemple dans le contexte de la réutilisation des eaux usées) et la répartition et le transfert entre les différents compartiments environnementaux.
Et par une forte implantation sur le site montpelliérain à travers le portage et le développement de la plateforme de métabolomique environnementale non ciblée (PONTEM) au sein de l’alliance pour la métabolomique et l’analyse du métabolisme (MAMMA) hébergée par l’UMS BioCampus à Montpellier ainsi que par notre implication sur la plateforme de réutilisation des eaux usées traitées, hébergée par l’UMR G-eau (figure 3)
Membres de l'équipe ContEm
HEC : Hydrologie, Ecohydrologie, Climat
Responsables : Nanée CHAHINIAN, Jérome DEMARTY
Mots clés : Hydrologie, Eco-hydrologie, Climat, Evénements extrêmes, Sécheresse, Continuum Sol-Plante-Végétation-Atmosphère, Modélisation
Présentation:
L’équipe HEC (Hydrologie, Eco-hydrologie, Climat) s’implique sur des problématiques inhérentes aux grands enjeux environnementaux et sociétaux, tels que les changements climatiques, l’évolution des ressources hydrologiques et végétales, et l’aménagement du territoire sous pression démographique.
Elle s’attache à :
Améliorer la compréhension et la caractérisation des interactions entre les phénomènes, les processus hydrologiques, écohydrologiques et atmosphériques en milieux tropicaux, subtropicaux et méditerranéens.
Favoriser la traduction des connaissances dans des modèles de type statistiques, conceptuels et/ou à base physique applicables sur une large gamme d’échelles spatiales et temporelles.
Objectifs :
HEC construit ses problématiques de recherche autour de cinq axes :
Interaction cycle de l’eau – éco(hydro)systèmes en milieu rural (dynamiques temporelles, usages des sols) ;
Composition isotopique des précipitations et de la vapeur d’eau (processus atmosphériques) ;
Interactions surface – atmosphère par échange d’énergie et de matière et le traçage isotopique de l’eau (sol – végétation – atmosphère) ;
Impacts de la variation des conditions climatiques et anthropiques sur le fonctionnement des éco-hydro-systèmes et de leurs composants, ;
Analyse des extrêmes hydrologiques et leur incidence sur les flux d’eau et de matière (sol-végétation-atmosphère).
Ses sites d’études font partie d’observatoires labélisés au Nord (SO MEDYCYSS, OHM-CV) et au Sud (SNO AMMA-CATCH, SNO OPAR) ainsi que de zones ateliers ZABR et « Bassins côtiers méditerranéens »
Membres de l'équipe HEC
HYTAKE : HYdrogéologie et Transferts dans les Aquifères Karstiques et hétérogènEs
Responsable : Christelle BATIOT-GUILHE
Mots clés : Hydrogéologie, Karst, Aquifères hétérogènes, Hydrodynamique, Hydrogéochimie, Modélisation, Approche multi-échelles, Interactions surface/souterrain, Ressource en eau souterraine
Présentation :
L’équipe HYTAKE est composée de 15 membres permanents (≈10 ETP), majoritairement enseignants-chercheurs, rattachés à l’Université de Montpellier et l’IMT Mines Alès, ainsi que des chercheurs CNRS et IRD et deux chercheurs associés du l’équipe NRE du BRGM de Montpellier. Cette équipe est fortement impliquée dans des structures et réseaux d’observation locales, nationales et internationales (OSU OREME, SNO KARST et IR OZCAR, pôle de données Theia et eLTER ; site atelier “rivières cévenoles” de la ZABR, LMI CocysMed). En complément d’un réseau de partenaires académiques en France et à l’étranger, l’équipe HYTAKE a également tissé depuis de nombreuses années des collaborations avec des entreprises privées, des collectivités locales dans le domaine des ressources en eau et des relations entre eaux souterraines et eaux de surface, ainsi que des partenariats industriels (Danone, TOTAL, ORANO …). Cette équipe est également fortement impliquée dans l’administration et la gestion de formations en France : Mention de Licence Terre Eau Environnement, Master Sciences de l’Eau de l’Université de Montpellier, filières Ingénieurs de l’IMT Mines Alès, ainsi que de cursus à vocation internationale (Master International WISE).
Objectifs :
Les travaux de l’équipe HYTAKE se focalisent sur l’amélioration de la connaissance et la modélisation de la structure des aquifères hétérogènes (multicouches sédimentaires, volcaniques, de socle, karstiques, péridotitiques / thermaux) et des processus de transfert associés (écoulement, transport), à différentes échelles de temps et d’espace.
Les sites étudiés sont répartis sous des milieux climatiques, géologiques et physiographiques variés, tant en France métropolitaine et Outre-mer qu’en Afrique, Maghreb, Indonésie, Nouvelle Calédonie et Amérique du Sud, permettant ainsi de développer des outils et méthodologies robustes et généralisables à d’autres aquifères aux caractéristiques comparables.
L’observation sur le terrain est un des piliers des approches mises en oeuvre. Plusieurs «Laboratoires» in situ ont été mis en place pour l’analyse multi échelle des transferts et propriétés d’écoulement en milieux hétérogènes : observatoire d’échelle régionale MEDYCYSS (OSU OREME/SNO KARST : https://sokarst.org/), ainsi que des sites expérimentaux à petite échelle (sites du Terrieu, de Rieu-Coulon et de Sussargues, en partenariat avec TOTAL).
L’expertise variée et complémentaire des différents membres de l’équipe permet la mise en œuvre d’approches couplées intégrant des informations géologiques, hydrodynamiques, hydro(bio)géochimiques et des approches de machine learning (en particulier réseaux de neurones), dans le but d’élaborer des méthodologies de caractérisation et modélisation originales.
Les recherches de l’équipe s’attachent à :
– étudier les dynamiques de recharge (échelles évènementielle, saisonnière, pluri-annuelle),
– caractériser les relations entre structures géologiques et propriétés hydrodynamiques/hydrodispersives des aquifères hétérogènes, notamment en milieu carbonaté,
– caractériser et modéliser les échanges entre les eaux souterraines et les eaux de surface, avec un focus particulier sur le rôle du karst dans les crues sur des BV méditerranéens,
– caractériser et estimer les impacts du changement climatique et des pressions anthropiques sur les ressources en eau, tant du point de vue quantitatif que qualitatif et la résilience des hydrosystèmes.
L’équipe HYTAKE travaille ainsi sur les processus aux interfaces surface-souterrain et participe activement au thème transverse de l’UMR « Caractérisation et Modélisation du fonctionnement écohydro(géo)logique de la Zone Critique », dont l’un des objectifs est d’améliorer la compréhension et la modélisation intégrés des processus de transferts dans un continuum entre les divers compartiments de la Zone Critique.
Membres de l'équipe HYTAKE
H2U : Hydrologie et Hydraulique Urbaines
Responsable : Christian SALLES
Mots clés : ruissellement et crue, transferts, aléas hydrologiques, villes côtières, métropoles africaines, modélisation, métrologie et échantillonnage, télédétection et géomatique, statistiques non-paramétriques et des valeurs extrêmes, intelligence artificielle et fouille de données, agrégation/désagrégation
Présentation :
En milieu urbain, l’imperméabilisation et l’artificialisation des surfaces accentuent le ruissellement pluvial et les processus de lessivage. Le cheminement de l’eau au travers du milieu urbain est facilité par les réseaux tels que voirie, assainissement pluvial, cours d’eau ; mais également détourné ou ralenti par le bâti, les infrastructures urbaines et les aménagements de gestion douce des eaux de pluie. La dynamique des transferts d’eau et de matière sur un bassin versant urbain relève de la distribution spatio-temporelle des précipitations combinée avec la connectivité hydrologique du tissu et des aménagements urbains. La recherche de l’équipe H2U s’intéresse aux écoulements en milieu urbanisé dans l’objectif d’améliorer la compréhension et la gestion des aléas hydrologiques, inondations et transferts de matières et polluants associés.
Les questions posées dans ce contexte portent sur la caractérisation des forçages et la paramétrisation du milieu, et l’identification et le développement de modèles hydrologiques, hydrauliques et couplés hydrologie/qualité des eaux, robustes et rapides, pour la gestion de crise et pour l’évaluation de scenarii d’aménagement et de changements. Les méthodologies s’appuient sur la métrologie et les statistiques non-paramétriques et de valeurs extrêmes, la télédétection et la géomatique, la modélisation en milieu hétérogène des écoulements et des transferts associés.
Il s’agit : (1) de développer des méthodes statistiques et de désagrégation pour mieux définir les champs spatio-temporels de précipitation à l’échelle de l’agglomération urbaine en suivant deux voies : l’observation et la caractérisation statistique des propriétés structurelles des pluies à partir des lois d’échelle et le développement de méthodes de désagrégation de champ de pluie vers des échelles hectométriques. (2) d’appliquer les techniques de fouilles de données et d’analyse textuelle sur des documents et bases de données ouvertes pour le raffinement du paramétrage des modèles. (3) de poursuivre le développement des modèles hydrologiques (plateforme ATHYS) et hydrauliques (SW2D) en suivant deux pistes : la régionalisation des paramètres des modèles conceptuels et les modèles macroscopiques à porosité utilisant les propriétés statistiques du tissu urbain. (4) de mettre en œuvre des modélisations couplées hydrologie/qualité adaptées aux échelles de temps et d’espace des processus urbains dans l’optique d’évaluer le rôle de la combinaison des ouvrages de gestion et d’étudier les évolutions prévisibles des transferts à l’échelle intégrée dans un contexte de changements.
Les développements méthodologiques et les modélisations s’appuient sur et alimentent les actions d’observation de l’Observatoire Urbain d’HSM qui compte deux sites : au Nord, le bassin versant urbain du Verdanson et plus largement le territoire du fleuve côtier Lez (traversant Montpellier) et ses affluents ; en miroir, au Sud dans le District d’Abidjan (Côte d’Ivoire) le bassin versant périurbain de la lagune Aghien et le bassin urbain Riviera Palmeraie. Ces deux sites sont complétés par plusieurs chantiers dans des métropoles sahéliennes d’Afrique de l’Ouest (Bamako, Dakar, Djibouti, Fes, Ouagadougou, …) . L’ensemble décrit une variété de conditions climatiques et urbanistiques. Les actions d’observation et d’acquisition de données s’appuient sur les ressources et les compétences de l’Equipe Terrain.
Membres de l'équipe H2U
PEnSTER : Pollutions Environnement Santé Territoires
Responsable : Corinne CASIOT
Mots clés : contaminants (organo)métalliques, métalloïdes, cycles biogéochimiques, exposition, santé, populations, impacts, bioremédiation, écotoxicologie microbienne, génomique environnementale, économie circulaire, traçage isotopique, spéciation, environnements miniers, continuum bassin versant-littoral.
Présentation :
Le développement des énergies décarbonées, le rattrapage industriel des pays émergents et l’explosion des nouvelles technologies ont pour conséquence une intensification des usages de métaux à l’échelle mondiale. Leur dissémination dans l’environnement pose des questions cruciales quant aux impacts sur les ressources en eau et la santé. Ainsi, le contrôle des pollutions métalliques demeure un enjeu majeur de développement durable, une condition essentielle pour améliorer la santé (ODD3), protéger les écosystèmes (ODD15), améliorer l’accès à une eau de bonne qualité (ODD6) et favoriser la transition vers une économie circulaire (ODD12).
Les recherches de l’équipe PEnSTer sont centrées sur les pollutions métalliques et organo-métalliques, depuis l’étude des processus de transfert vers le milieu aquatique jusqu’à l’analyse des effets sur les communautés microbiennes, l’évaluation des expositions humaines et l’étude des impacts sanitaires.
L’équipe PEnSTer associe des géochimistes, microbiologistes, épidémiologistes et spécialistes de l’économie circulaire issus du CNRS, de l’IRD, de l’Université de Montpellier et de l’IMT Mines Alès.
Objectifs :
- décrypter les processus biogéochimiques contrôlant la mobilité des métaux, métalloïdes et organométalliques et la dynamique des communautés microbiennes ; exploiter certains de ces processus en bioremédiation.
- documenter les expositions environnementales aux métaux et métalloïdes toxiques et évaluer leur impact sur la santé des populations humaines par une approche épidémiologique.
- développer des méthodologies permettant d’analyser et d’évaluer les pressions et impacts associés aux pollutions à l’échelle d’un territoire.
développer des outils et méthodes de transfert de connaissances permettant de recueillir les représentations et pratiques des territoires contaminés et de co-construire des solutions pour renforcer la capacité des acteurs de territoire à se saisir de ces enjeux.
Nos recherches se concentrent autour de sites porteurs d’enjeux spécifiques (environnements miniers, milieux urbains, industriels et portuaires, lagunes côtières) répartis au sein de trois grandes zones géographiques : le pourtour Méditerranéen, l’Afrique de l’Ouest et l’Amérique du Sud.
Nos projets s’appuient sur des plateformes d’analyses de pointe pour la (bio)géochimie des éléments traces métalliques (spéciation et isotopie de métaux et métalloïdes, génomique environnementale) impliquées dans le réseau national RéGEF (CNRS/INSU) : la plateforme ABIHS (HSM) et la plateforme AETE-ISO (OSU OREME).
L’équipe est impliquée dans des réseaux et observatoires régionaux, nationaux et internationaux (OSU OREME, OHM LM, ZABR, LMI MINERWA, LMI COSYS-MED II, Micro-ToxBol Network, AMEDEE, IMGA, AFEM, Ecotoxicomic) et dans deux chaires de l’IMT (chaire Industrie Minérale et Territoires et ELSA PACT2). Elle travaille en collaboration avec des entreprises privées et des collectivités locales dans le domaine de la bioremédiation, la gestion du littoral et l’économie circulaire.
Membres de l'équipe PEnsTER
PHySE : Pathogènes Hydriques Santé Environnement
Responsables : Estelle JUMAS-BILAK, Patricia LICZNAR-FAJARDO
Mots clés : Agents pathogènes, diffusion, persistance, transmission, risque sanitaire, antibio-résistance, écosystèmes hydriques, prévention, santé publique.
Vision et activités :
L’eau, en tant que système intégrateur, est un élément clé de l’émergence, de la diffusion, de la persistance et de la transmission des agents pathogènes. L’anthropisation et l’artificialisation des hydrosystèmes génèrent et peuvent augmenter de nouveaux risques infectieux. Les objectifs des études de l’équipe PHySE concernent l’analyse des conditions affectant la transmission d’agents pathogènes hydriques à l’homme, à l’origine de différents niveaux de risque pour la santé publique, ainsi que les interactions très complexes entre ces deux éléments indissociables, pathogènes et humains.
La diversité des agents pathogènes et de leurs vecteurs à l’échelle des populations et des communautés reste l’angle privilégié des questions scientifiques de PHySE. Le rattachement récent de virologues et d’une entomologiste médicale élargit le spectre des objets d’étude de PHySE initialement centré exclusivement sur les bactéries.
Les objets d’étude de PHySE peuvent donc être définis comme les systèmes infectieux liés à l’eau (SILE), abordés avec une approche intégrée combinant des activités autour de la vulnérabilité et de l’artificialisation des écosystèmes de populations :
i) vulnérabilité des populations humaines (soins, mucoviscidose, dysimmunité, épidémies, Sud) et vulnérabilité des éco-hydrosystèmes, spécialement dans les régions méditerranéennes et Africaines (karst, bassins versants, systèmes côtiers) et;
ii) artificialisation des conditions de vie et des hydrosystèmes (urbanisation, hôpital, maison).
Ces divers contextes sont étudiés au travers de projets de recherche en France et au Sud (Afrique, Asie), où des formations et du renforcement de capacités, des enseignements, des ateliers, des observatoires, des réseaux de surveillance, l’intégration dans les systèmes de santé et le suivi de cohortes de patients sont mis en œuvre. La structuration autour de ces contextes particuliers permet dans certains cas d’aller jusqu’à des études clinico-épidémiologiques et ainsi de proposer une stratégie de recherche de l’hydrosystème à la santé humaine avec comme objectif à long terme d’établir des liens de causalité et donc pouvoir prédire et prévenir les risques.
Le phénomène de résistance est un axe de recherche fédérateur de PHySE couvrant la résistance aux biocides, la résistance aux méthodes de lutte antivectorielle, ainsi que l’antibiorésistance. L’antibiorésistance, en particulier, est un enjeu sanitaire majeur reconnu comme un obstacle à la réalisation de l’Objectif de Développement Durable (ODD) 3, relatif à la santé humaine. Les connexions entre les enjeux de la résistance aux agents anti-infectieux, la qualité de la ressource en eau, la santé globale et les conséquences en France comme au Sud sont des priorités claires pour les agences mondiales et les institutions.
PHySE une équipe pluridisciplinaire
Bien que spécialisée dans les systèmes infectieux, l’équipe PHySE est pluridisciplinaire avec une expertise de longue date et hautement reconnue sur l’écologie et évolution microbienne et virale, microbiologie, virologie, immuno-physiopathologie (dysimmunité), méthodes de diagnostic et biocapteurs, entomologie médicale, épidémiologie, prévention du risque infectieux, lutte antivectorielle, recherche clinique, économie circulaire. Cette diversité, incluant des professionnels de santé, permet des actions synergiques notamment pour développer le thème commun de « eau-pathogènes-humain dans divers contextes écologiques ».
Approches :
La démarche est essentiellement expérimentale, couvrant un large spectre de technologies, et s’appuie sur les moyens des plateformes MicrobiH2O-Homme-HSM et Bio-Campus, ainsi que sur des technologies complémentaires apportées par nos partenaires dont :
i) la détection, l’identification et la quantification optimisées de pathogènes par culturomique et des vecteurs par approches moléculaires ;
ii) les études de populations et de communautés microbiennes par des approches génétiques, génomiques, (exo)-protéomiques et phénotypiques ;
iii) l’évaluation des mécanismes cellulaires et immunitaires dans des modèles cellulaires et alternatifs pour fournir des cibles diagnostiques et thérapeutiques.
