IPANEMA : Devenir et ecotoxicologie de polluants persistants fluorés (PFAS) dans les sols

Plusieurs milliers de molécules per- et polyfluoroalkylées (PFAS) sont utilisées lors de processus industriels, en agriculture ou par les ménages depuis plus d’un demi-siècle. La plupart de ces molécules sont persistantes dans l'environnement, bioaccumulables et toxiques. Les méthodes courantes de quantification permettent de doser seulement une faible fraction des PFAS existant. Elles ont permis de documenter la présence de ces molécules dans de nombreux compartiments de la biosphère, mais à ce jour, les connaissances sur les effets toxiques et écotoxiques des PFAS restent limitées. Ainsi, seul un nombre réduit de PFAS fait l’objet d’une règlementation ou de recommandations par les institutions internationales, européennes ou françaises, en considérant les molécules individuellement ou par groupe de quelques molécules.

Le sol joue un rôle prépondérant dans le devenir des PFAS en retardant leur arrivée dans les aquifères et en permettant leur internalisation par les organismes qui y vivent. La toxicité des PFAS pour ces organismes a été peu étudiée. Il en est de même du devenir et de la biodisponibilité des mélanges de PFAS dans les sols qu’il n’est pas possible de prédire faute de modèle suffisamment générique.

Le projet IPANEMA vise à développer des outils permettant de mieux prévoir (i) le devenir et la biodisponibilité des PFAS dans le sols, (ii) l’exposition des annélides oligochètes terrestres (vers de terre) et (iii) la toxicité des PFAS et leur impact sur les fonctions assurées par ces organismes

Il s’appuiera sur :

• un site industriel où des mousses extinctrices de feux d’hydrocarbures contenant des cocktails de PFAS ont été utilisées,

• un ensemble de méthodes innovantes pour (i) caractériser les molécules présentes dans les mélanges de PFAS par une méthode de RMN du fluor non-spécifique, (ii) observer le transport des PFAS, au cours du temps, directement dans le sol à l’aide d’une nouvelle méthode combinant IRM du fluor et modélisation numérique du transport, (iii) classer, à l’aide d’un outil in silico, les PFAS en fonction de descripteurs moléculaires et de paramètres décrivant leur devenir dans le sol et leurs effets écotoxicologiques, ce qui permettra d’accroître la généricité des résultats expérimentaux obtenus,

• un consortium réunissant des partenaires publics (INRAE, Université Gustave Eiffel, Université de Bordeaux) et privés (entreprises Valgo et CASC4DE) ayant les compétences en (éco)toxicologie, écologie, physique, chimie, RMN et modélisation nécessaires pour mener à bien ce projet fortement pluridisciplinaire.

Les connaissances acquises en termes de mécanismes de transfert et d’écotoxicité des mélanges de PFAS, le modèle mécaniste permettant de mieux prévoir le devenir des PFAS dans le sol et l’outil in silico de classification des PFAS constitueront autant d’atouts pour orienter les efforts de règlementation nationale et européenne de la production et de l’usage de ces molécules.

durée : 2021-2025

Articles en libre accès issus du projet

1- Delor, L., Louzon, M., Pelosi, C., Michel, E., Maillet, G., & Carronnier, H. (2023). Ecotoxicity of single and mixture of perfluoroalkyl substances (PFOS and PFOA) in soils to the earthworm Aporrectodea caliginosa. Environmental Pollution, 335, 122221.

2- Fries, E., Courtier-Murias, D., Peyneau, P. E., Béchet, B., Moitrier, N., Roca, J. E. G., & Michel, E. (2025). 19F magnetic resonance imaging-informed fate models of PFAS in porous media. Water Research, 125088. 

3- Fries, E., Courtier-Murias, D., Labadie, P., Bechet, B., Peyneau, P.-E., Caurel, C., Dubois, Q., Pardon, P., Budzinski, H., Michel, E. (2026)  Colloid-facilitated leaching of PFAS from polluted-soil monoliths. sous presse dans Journal of Hazardous Materials.

PRÉSENTATION DES RÉSULTATS DU PROJET LORS DES WEBINAIRES DE RESTITUTION DE FIN AVRIL ET DÉBUT MAI 2026 

Introduction
Présentation générale des objectifs du projet IPANEMA: diapositives — vidéo

Analyse chimique 
Analyse ciblée et méthodes d’oxydation des précurseurs d’acides perfluorés: diapositives — vidéo
Approche en RMN du fluor : diapositives — vidéo

Devenir dans le sol
L’IRM du fluor : un outil pour comprendre les mécanismes de transport des PFAS dans les
milieux poreux et choisir le modèle de devenir approprié: diapositives — vidéo. 
Rôle des macropores et des colloïdes dans le transfert des PFAS dans les sols: diapositives — vidéo

Écotoxicologie
Ecotoxicité du PFOA et du PFOS, seuls et en mélange pour  Aporrectodea caliginosa:  diapositives — vidéo
Conséquences de l'exposition à un cocktail de PFAS sur les activités de fouissement des vers de terre: diapositives — vidéo
Outil Typol : Lien entre les propriétés des molécules de PFAS, leur transport dans les sols et leurs effets écotoxicologiques: diapositives — vidéo