« Développement analytique et devenir des substances per et polyfluoroalkyles (Pfas) dans les matrices complexes : application aux rejets de stations d’épuration et à leurs produits de valorisation ». Tel est le thème de la thèse de doctorat soutenue par Babatounde Ifedola Tohid Idjaton, dans les locaux de l’institut physique du globe de Paris.
L’impétrant Babatounde Ifedola Tohid Idjaton a décroché son diplôme de thèse avec une mention honorable et félicitations des membres du jury après sa présentation sur le thème : « Développement analytique et devenir des substances per et polyfluoroalkyles (Pfas) dans les matrices complexes : application aux rejets de stations d’épuration et à leurs produits de valorisation ». Les substances per- et polyfluorées alkyles (Pfas) sont des molécules constituées principalement d’atomes de carbone et de fluor. Les eaux usées peuvent contenir divers composés Pfas à différentes concentrations et sont mal éliminés par les stations d’épuration des eaux usées (Step) utilisant des procédés de traitement conventionnels. La répartition des Pfas dans les eaux usées et les boues est peu connue et va dépendre de leur structure chimique.
Lors de la valorisation des eaux usées et des boues d’épuration en fertilisants (compost, engrais), les Pfas peuvent y être transférés. Une caractérisation pertinente des effluents des stations d’épuration ainsi que des filières de valorisation des boues d’épuration fait actuellement défaut par manque de caractérisation de la composition et de la teneur en Pfas initiales et de leur devenir dans les flux solides et liquides tout au long du traitement. L’objectif de cette thèse était donc d’apporter un maximum d’éléments afin de documenter la présence des Pfas dans ces compartiments.
Pour cela, différentes méthodes ont été développées, pour répondre aux enjeux de ces matrices très complexes, à la diversité et l’étendue de la famille des Pfas. L’analyse ciblée par HPLC-MS/MS a été mise en œuvre pour 58 Pfas couvrant une large gamme de familles chimiques, de propriétés et de longueurs de chaînes carbonées. Face à l’impossibilité de couvrir l’univers de Pfas par analyse ciblée, des méthodes d’analyse globale ont été proposées. La combustion couplée à la chromatographie ionique (Cic) a permis de déterminer les concentrations en fluor organique absorbable (Aof), fluor organique extractible (Eof), fluor organique total (Tof), fluor total (Tf) et fluor inorganique (IF) selon les différentes matrices. L’analyse des précurseurs oxydables totaux (Top Assay) a été développée pour caractériser les Pfas précurseurs et apporter une information complémentaire à l’analyse ciblée conventionnelle, sur les eaux et les solides. Une attention particulière a été accordée à la préparation et à l’extraction des échantillons, en raison de la complexité des échantillons étudiés (eaux usées, boues d’épuration et fertilisants), en particulier le TOP Assay. Ces méthodes ont été développées et validées, puis appliquées aux différents échantillons complexes étudiés pour l’analyse des Pfas, y compris les précurseurs et les produits de transformation. La partition liquide/solide des PFAS est mise en évidence avec une présence préférentielle de composés de courte chaîne (C8) dans les échantillons solides (boues d’épuration, fertilisants). La valorisation des boues d’épuration en fertilisants permet la réduction de plus de 70 % du fluor total, mais plus de 99% des 58 PFAS ciblés étudiés.
Ce travail doit permettre de proposer des stratégies de monitoring transposables pour différentes matrices complexes. Le jury était composé entre autres de : Elena Gomez, Professeure, Université de Montpellier (Examinatrice), Eric Van Hullebusch, Professeur, Université Paris Cité / IPGP (Directeur de thèse) et Anne Togola, Chercheure, BRGM (Co-encadrante, invitée)
