Pierre Galloo-Beauvais

Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (MSC, Université Paris-Cité) & Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes (LAAS-CNRS, Université de Toulouse) 
Co-dir. Gaëlle Charron (MSC) & Vincent Raimbault (LAAS), soutenu·es par Laurent Longuevergne (Géosciences Rennes)

Résumé. Les environnements aquatiques sont constamment sous la pression des émissions de contaminants émanant des activités humaines. Pourtant, il existe un déficit colossal de mesure de contaminants, tous pays confondus. Les capacités analytiques pour mesurer ces contaminants existent bien mais elles sont trop coûteuses et trop peu accessibles aux pays émergents, aux zones isolées ou aux acteurs et actrices de la société civile. Cette situation entrave la gestion durable et équitable de la ressource en eau. 

Au laboratoire MSC, une méthode frugale de quantification de contaminants aquatiques a été mise au point, destinée à se substituer aux mesures externalisées. La méthode est basée sur une technique révolutionnaire pour l’analyse environnementale, le SERS, qui permet de suivre toute nature de contaminants, jusqu’à des concentrations traces. Cependant, le déploiement à grande échelle de cette technique nécessite une descente en expertise et en coût opérationnel, en termes d’instrument ou de préparation d’échantillon. L’automatisation des mesures dans un système intégré apparaît comme une nécessité. 

Parallèlement, le laboratoire LAAS développe des micro Total Analysis Systems (µTAS) pour l’analyse environnementale dans un esprit low-tech destiné à en massifier le déploiement. Ces systèmes s’appuient sur une approche « système » d’intégration et de pilotage optimal de composants compacts, low-cost et économes en ressources. 

L’objectif de la thèse est la conception d’un µTAS pour l’analyse par SERS de contaminants aquatiques low-cost, low-expertise, adaptable et parfaitement adapté aux besoins du terrain. Le système d’analyse sera développé sur le cas concret de la mesure du tandem nitrite/nitrate en contexte agricole, en partenariat avec le laboratoire Géosciences de Rennes. Cet outil aura un fort potentiel d’encapacitation des acteurs et actrices de la société civile à participer à la gestion vertueuse de la ressource en eau.

Motivation

 « Ma motivation à faire cette thèse ne peut pas se déconnecter d’une motivation à apporter des réponses aux crises environnementales et sociales. Il est pour moi urgent que la recherche apporte rapidement des solutions concrètes à ces problématiques urgentes qui vont avoir (et ont déjà !) des conséquences graves bien concrètes également. 
Cette thèse s’inscrit aussi dans une volonté d’ancrer ma recherche future dans un cadre de valeurs bien défini, incluant une vision critique de la technologie, une recherche soutenable et située, à travers des démarches de science action inclusive, connectée directement à la société et au Vivant, tout en adoptant des méthodes interdisciplinaires. 
C’est pourquoi j’ai réuni autour de ce projet un encadrement issu de différents champs disciplinaires (chimie, technologie, hydrologie), avec des valeurs et une volonté communes d’aboutir à un système final qui sortira du labo, notamment grâce au contexte de l’Equipex+ TERRAFORMA.»

Parcours

« Ce projet de thèse ambitieux n’aurait pas été possible sans le parcours mouvementé que j’ai suivi à l’ENS Rennes, qui m’a permis une ouverture large et le tissage de nombreux liens.
Suite à un burn-out en fin de 2e année au département Mécatronique, j’ai pris une année de césure, afin de sortir du cadre universitaire et d’aller rencontrer les enjeux écologiques et sociaux de manière plus appliquée. Cette année m’a convaincu du besoin personnel d’une recherche connectée au Vivant et aux grands enjeux sociétaux actuels. Au cours de cette année, j’ai eu l’occasion de faire un stage de recherche en Géosciences, m’ouvrant l’esprit sur le besoin général de comprendre les systèmes hydrologiques et ce que peuvent apporter des mécatronicien·nes à cette compréhension. 
Par la suite, le parcours « PréLab » en 3e année m’a permis d’aller dans des laboratoires en Inde (IIT), puis à Toulouse (au LAAS avec Vincent Raimbault, futur co-encadrant de thèse) ainsi qu’à l’INRAE de Lyon, pour continuer à explorer cette interface entre Mécatronique et Sciences de l’eau. Pour mon année de M2, j’ai choisi de faire le M2 Microfluidique de l’Institut Pierre-Gilles de Gennes, à Paris, puisque cette science est dorénavant essentielle pour faire des capteurs environnementaux. J’ai fait mon stage de 2e semestre à MSC, sous l’encadrement de Gaëlle Charron, future co-encadrante de thèse, sur un sujet constituant une première base de la thèse.
Ainsi, ce parcours très exploratoire m’a d’abord permis d’explorer ce que je voulais incarner comme valeurs et démarches de recherche futures. J’ai également pu faire de nombreuses rencontres et tisser des liens, liens que je remobilise désormais dans ce projet de thèse, que ce soit dans l’encadrement ou pour la suite du projet. »