JACQUIN JUSTINE

JACQUIN Justine Doctorante UPMC Laboratoire d'Océanographie Microbienne (LOMIC) - UMR 7621 CNRS-UPMC Avenue Fontaulé - 66650 Banyuls sur mer, France Tél: 04 68 88 73 77 E-mail: jacquin @ obs-banyuls.fr (jacquin @ obs-banyuls.fr)

Sujet de thèse : Biodégradation des polymères plastiques en mer

Les plastiques représentent environ 80% des déchets retrouvés en milieu marin, estimés à 8 millions de tonnes qui rejoignent l’océan chaque année. La découverte du « 7^ème continent de plastique » dans le gyre du Pacifique Nord a défrayé la chronique, révélant une pollution de grande envergure, de l’ordre de 3 fois la superficie de la France. Plus récemment en 2014, notre équipe a participé à l’expédition «Tara-Méditerranée» qui a montré que cette mer semi-fermée était une autre victime de la pollution plastique, avec des concentrations aussi importante que dans le 7^ème continent de plastique.

Ces dernières années, nous avons réalisé de nombreux travaux pour mieux caractériser le biofilm bactérien qui colonise les plastiques, la « plastisphère ». Avec d’autres équipes, nous avons montré que l’abondance et la biodiversité présente sur les plastiques est plus importante que dans l’eau environnante. En utilisant la métagénomique, nous avons notamment révélé que des bactéries hydrocarbonoclastes et des bactéries pathogènes peuvent parfois y représenter une fraction importante. Des gènes impliqués dans la mobilité et dans le transport membranaires ont également pu être identifiés. Nous avons également pu observer que les bactéries de la plastisphère étaient particulièrement actives, avec des capacités de reminéralisation de la matière organique insoupçonnée qui soulèvent des questions sur leur importance dans les cycles biogéochimiques des Océans (thèse Claire Dussud, Univ. Paris 6, 2014-2017). 

Néanmoins, la caractérisation du biofilm ne donne que peu d’informations sur la biodégradabilité des polymères plastiques en mer. Si certaines bactéries cultivées en laboratoire ont montré des capacités de dégradation de certains plastiques, la biodégradation en condition naturelle reste très peu explorée. Une approche pluridisciplinaire est indispensable pour répondre à cette problématique. Notre équipe anime actuellement un groupe de travail sur ce sujet qui vise à fédérer les connaissances acquises par les physiciens et chimistes des polymères avec les biologistes (Groupement de Recherche GDR en cours de validation).

Les nouvelles réglementations dénotent d’une prise de conscience des pouvoirs publics, conduisant notamment à une première interdiction des sacs plastiques à usage unique en France en 2017. Notre équipe travaille actuellement de concert avec le ministère de l’Environnement, de l’Energie et de la Mer pour la rédaction d’un décret relatif à l’interdiction de la mise sur le marché de produits cosmétiques à usage d'exfoliation (microbilles) en 2018 et pour les tiges de bâtonnets ouatés à usage domestique en 2019. Ce décret proposera des solutions alternatives utilisant des plastiques non-conventionnels biosourcés dont nous évaluons actuellement la biodégradabilité en mer. Dans le cadre d’un projet ANR coordonné par notre équipe (ANR-OXOMAR), nous travaillons également en collaboration avec le premier producteur mondial de plastiques oxo-dégradables (Symphony Environmental Technologies, London), pour évaluer leur biodégradabilité en milieu marin.

Mon sujet de thèse portera sur la biodégradation des polymères plastiques conventionnels et non-conventionnels (biosourcés et oxodégradables) en milieu marin.

Ma thèse répondra à trois objectifs :

Objectif 1 : démontrer la biodégradabilité de polymères plastiques conventionnels (PE, PP) et non-conventionnels (PHBV, PLA, PET, PBS, PBAT, PCL, PE-OXO) en milieu marin à partir de plusieurs approches complémentaires utilisant des techniques de respiromètrie, de perte de masse, de microscopie à force atomique et de mesures de degré d’oxydation par FTIR (collaboration avec le laboratoire F. Coulomb de Montpellier).

Objectif 2 :      évaluer pour la première fois les taux de dégradation et identifier les bactéries capables de dégrader certains polymères marqués par des isotopes stables (PE, PE-OXO et PHBV) en utilisant des techniques de pointe reposant sur le marquage par des isotopes stables couplés soit à la GC/RMN (collaboration avec le laboratoire ICCF de Clermont Ferrand), soit à la métagénomique (DNA-stable isotope probing).

Objectif 3 :      mieux comprendre les processus biochimiques clés de la dégradation des polymères conventionnels et non-conventionnels à partir d’analyses transcriptomiques réalisées sur des souches bactériennes isolées en milieu marin.